毕业设计论文-基于PLC的风机监控系统设计硬件Word文件下载.doc

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讲师

2009年6月徐州

中国矿业大学毕业设计任务书

学院应用技术学院专业年级电气05-3班学生姓名

任务下达日期：

2009年3月9日

毕业设计日期：

2009年3月9日至2009年6月5日

毕业设计题目：

基于PLC的风机监控系统设计（硬件）

毕业设计专题题目：

毕业设计主要内容和要求：

1.了解S7-300PLC的工作原理和学习梯形图编程语言

2.掌握主通风机的工作原理和矿井通风系统的工作流程

3.完成对主通风机控制系统的硬件设计和软件编程，实现以下功能：

1）实时监测风机风压（静压、全压）、风速风量、轴承温度、定子温度、电网电流、电压、功率、电机与风机效率、风峒大气参数（温度、湿度、大气压力）等风机运行各种参数；

2）监测风门位置、风机开停状态、反风信号等风机运行多种状态信息；

3）控制风门开/关、风机启/停；

4）自动闭锁控制，保证系统安全；

具有现场控制，手动控制等多种控制方式。

院长签字：

指导教师签字：

中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书

指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；

②独立解决实际问题的能力；

③研究内容的理论依据和技术方法；

④取得的主要成果及创新点；

⑤工作态度及工作量；

⑥总体评价及建议成绩；

⑦存在问题；

⑧是否同意答辩等）：

成绩：

指导教师签字：

年月日

中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书

评阅教师评语（①选题的意义；

②基础理论及基本技能的掌握；

③综合运用所学知识解决实际问题的能力；

③工作量的大小；

⑤写作的规范程度；

评阅教师签字：

中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩

答辩情况

提出问题

回答问题

正确

基本

正确

有一般性错误

有原则性错误

没有

回答

答辩委员会评语及建议成绩：

答辩委员会主任签字：

年月日

学院领导小组综合评定成绩：

学院领导小组负责人：

摘要

可编程控制器（PLC）是一种以微处理器为核心,综合了计算机技术、自动控制技术和网络通信技术的通用工业控制装置。

它具有使用方便、维护容易、可靠性好、性能价格比高等特点,广泛应用于工业控制的众多领域。

煤矿主通风机是煤矿生产的重要设备，通风机能否正常工作，直接影响煤矿的生产活动。

因此对主通风机实现在线监控有很重要的意义。

本文针对通风机的工作环境和运行特点，以PLC为主控设备，介绍了可编程序控制器（PLC）在煤矿通风系统中的应用；

探讨了通风机实现自动控制系统的系统组成和设计；

涉及硬件设备的选型与组态；

编制了通风机实现自动控制梯形图；

并简要介绍了PLC与其他智能装置及个人计算机联网,组成的监控系统。

本系统提高了主通风机设备的自动化管理水平，有力地保证了主通风机设备的经济、可靠运行，为设备的管理和维修提供了可靠的科学依据。

关键词：

煤矿通风机；

PLC；

在线监控

ABSTRACT

ProgrammableLogicControllerisakindofuniversalindustrialcontrolapparatus,whichtakingmicroprocessorasitscore,integratinginformationtechnology,automationcontroltechnology,networkingcommunicationtechnology.Itisappliedinmoreandmoreindustrycontrolfieldswiththecharacteristicssuchaseasyapplication,easymaintenance,wellreliability,highperformance-priceratio.

Primaryventilatorsarethemostimportantinstrumentsofthecolliery.Theirworkingstatecandirectlyinfluencethecoalproducingprocesss.Therefore,onlinemonitoringofthemainfanthereisofmuchsignificance.thispaperintroducedtheapplicationofProgrammableLogicController（PLC）inthecoalmineventilationsystem;

Discussedthesystemcompositionandthedesignofventilatorrealizationautomaticcontrolsystem;

Includedselectionandconfigureationofhardware;

EstablishedtheLADchartoftheventilatorrealizationautomaticcontrol;

Andbrieflyintroducedtheconsistingofmonitoringsystem,thesystemincludingPLCandotherintelligentinstallmentsandthepersonalcomputernetworking,Thissystemraisedtheautomaticmanagementlevelofthemainfannerequipments，guaranteeingtheeconomyofthemainfannerequipmentscirculatecredibility.Forthemanagementoftheequipmentsandmaintained,thissystemcanprovidedependablescientificwarranty.

Keywords:

Coalmineventilator;

PLC;

Onlinemonitoring

目录

1绪论 1

1.1煤矿通风概况 1

1.2PLC的基本概念 1

1.2.1PLC的组成部分 2

1.2.2S7-300的系统结构 3

1.2.3PLC的循环处理过程 3

1.2.4S7-300的编程语言 4

1.2.5PLC的供电及接地抗干扰问题 5

1.3目前国内外的通风机监控状况 5

1.4本设计所作的工作 6

2矿井主通风机系统 8

2.1主通风机概述 8

2.1.1主通风机性能参数 8

2.1.2对旋轴流式风机的结构和工作原理 9

2.2风门 10

2.3反风方法 10

3主通风机自动监控系统的硬件设计 12

3.1系统的组成和特点 12

3.2主通风机在线监控的运行方式的设计 13

3.3风机参数的检测 14

3.4该系统的输入/输出统计配置 15

3.4.1数字/模拟输入点统计及模块选择 16

3.4.2数字/模拟量输出点统计及模块选择 19

3.4.3PLC其它硬件模块统计 22

3.4.4数字量输入/输出模块接线图 24

4主通风机自动化监控系统的软件系统 28

4.1本设计所用STEP7编程器的相关知识 28

4.2本监控系统的系统流程图 29

4.2.1风机的启动流程图 29

4.2.2自动控制方式流程图 30

4.2.3反风控制流程图 31

4.3主通风机监控系统的程序设计 32

5结论 53

参考文献：

54

6翻译部分 56

英文原文 56

中文译文：

68

致谢 78

第78页

中国矿业大学2009届本科毕业设计

1绪论

1.1煤矿通风概况

据统计,我国煤矿事故因瓦斯爆炸死亡人数是世界上主要采煤国家，死亡总人数的4倍,百万吨煤死亡率是美国的近20倍、印度的12倍。

地面空气进入井下后,因发生物理和化学两种变化,使其混入了有毒性、窒息性和爆炸性的气体和粉尘,为创造井下良好的工作环境、防止各种伤害和爆炸事故,保障井下人员身体健康和生命安全,对通风设施进行系统化管理和监控的工作显得尤为重要。

矿井通风系统主要是为了解决矿井内空气的流通问题,使在井下作业的矿工能够正常工作并使有害气体能够及时地疏散到矿外大气中去。

煤矿主通风机是实现矿井通风的作业的重要的设备，它担负着向煤矿井下生产及生产辅助系统输送新鲜空气，并将粉尘和污浊风流抛弃出地面、为井下生产现场的工作人员创造较好的气候条件，使他们能保持良好的精神状态，提高生产效率，确保矿井安全生产。

矿井的气候条件常用风流的温度、湿度及风速三个参数进行综合评价。

井下工作地点最适宜的气候条件是：

空气温度为15~20℃，空气相对湿度是：

50﹪～60﹪，风速的大小应根据气温的高低而定，无提升设备的风硐其最高风速为15m/s。

这三个参数是影响人体散热的主要因素。

风速对人体散热及人体舒适又重要影响，风速还对矿尘悬浮、瓦斯集聚、井巷通风阻力等有较大影响。

因此，为了改善矿井气候条件，防止瓦斯集聚，要求井巷风速不能太低；

为了防止井巷中落尘飞扬、产生较大的通风阻力等，要求风速也不能过大。

在气候条件三要素中，湿度与温度密切相关