力。变频器与的外部连接本次设计采用西门子与电机配套的制动电阻的阻值和对转速调整的要求，系统用模拟量输入作为附加给定，与固定频率设定相叠加以满足不同要求。与变频器的外部连接如图所示。图与变频器通信电路图软件设计本控制系统的软件设计是分四部分实现的，主要包括手动自动控制部分温度转换控制部分瓦斯浓度控制部分和压力控制部分。流程图如图所示。由系统流程图可以看出本控制系统的软件设计是由六部分来实现的，主要包括手动自动控制部分温度转换控制部分瓦斯浓度控制部分压力控制部分与变频器通信和机械故障处理部分。其中手动和自动控制部分是在温度瓦斯和压力控制中使用的图系统的软件设计流程图温度控制部分本设计的风机组设有轴承温度和定子温度过热保护。综合所选用的风机组自身特性和国家规定标准，设置了风机组轴承温度和定子温度报警温度和跳闸温度轴承温度保护设置为报警温度，为跳闸温度。定子温度保护设置为报警温度，为跳闸温度。温度控制部分用到的内部存储器如表所示。表温度控制内部存储器风机组轴承温度风机组定子温度风机组轴承温度风机组定子温度风机组轴温报警位风机组轴温断电切换位风机组定温报警位风机组定温断电切换位风机组轴温报警位风机组轴温断电切换位风机组定温报警位风机组定温断电切换位由于所能识别的是数字量信号，所以要对传感器采集的电压或电流信号的输入信号进行转换。若输入电压范围为的模拟量信号，则对应的数字量结果应为或需要的数字。模拟量和数字量的转换公式为转换过后的工程值工程值的上限工程值的下限工程转换后的数字量值若数据格式为单极性，模拟量信号的类型为电压信号，满量程为，那么根据公式可得轴承温度和定子温度报警温度和跳闸温度所对应的数量和电压的关系如表所示。表工程值与数量对应关系温度值数字量电压值本系统有自动手动两种控制方式。在自动状态下，根据风机选择按钮选择风机组运行工作。在没有出现异常的情况下，风机组和风机组根据需要所设定的时间交替运行工作。主程序每次扫描都要调用温度子程序，调用子程序后首先对程序中反复用到的累加器清零。若运行的是风机组，那么风机组运行后其定子温度和轴承就会上升，温度传感器将其连续变化的温度转换为的电压送入转换模块，由将连续的电压信号转换为能识别的离散数字量，并将其存入和。为了提高运算精度，将和存储的数据转换为实数进行处理，分别存储到和中。温度控制子程序图如图所示。自动方式下，存储到和中的数据与设定的报警温度上线进行比较，当轴承温度或定子温度的值过高超出设定置上线时，或闭合，指示灯闭合，蜂鸣器也闭合，系统发出报警并有指示灯指示。若温度继续上升，当其温度超过风机组转换温度上线时，或闭合，将自动将风机组的电源切断，并将风机组接入运行。此时，若风机组选择按扭仍选风机组，系统将发出指示并报警，只有工作人员将其按钮拨到风机组才能解除报警和指示。同理，当风机组的轴承温度换。中断子程序如图所示。图压力中断子程序压力中断程序分两部分进行处理数据，部分将转换后的数据存储到中与设定的压力值进行比较处理。假设矿井内的气压在个大气压或在设定的个大气压力数值以上，通过控制变频器，工作通风机与备用通风机循环工作，由矿井的气压参数通过运算去控制变频器来达到风机的转速的控制当出现突发事故，或矿井内的气压低于设定的个气压参数时，的压力值与工频压力值进行比较，若小于或等于的值，则当前运行通风机将由变频转到工频运行，此时如果仍满足不了通风的需要时，工作通风机与备用通风机不再循环工作，并自动切换为同时工作，另外，接入的备用通风机根据矿井的气压参数进行变频运行，加大对矿井内的通风量，直至矿井内的气压生至设定的大气压力数值以上，工作通风机与备用通风机恢复循环工作。压力中断程序如图所示。另部分直接送到中进行运算，因参与运算的过程量要求均为实数格式，且要求转换为无量纲的之间的标准数，所以要对实际工程值进行标准化处理。处理过的标准化值经运算后再转换为实际工程值进行输出，送到中去控制变频器。其控制程序如图所示。图压力中断程序图运算处理程序结束语西门子控制变频器在煤矿矿井通风系统中的应用后，电机的电压电流明显下降，电机输入功率明显减少。由于变频器直接控制电机，通过调速来驱动风机工作，从而提高了风机的传动效率，另外变频器加减速时间可以任意设定，避免了风机全负荷启动时的大电流冲击，有利于延长设备使用寿命。此系统操作方便，控制精度高，响应速度快，使整个系统工作平稳。而且节电率在之间，具有巨大的节效益。参考文献刘法治在矿井通风控制系统的应用中图分类号文献标识码文章编号坪岛茂彦，中村修照电动机实用技术北京科学出版社，殷洪义可编程控制器选择设计与维护北京机械工业出版社，周九宁可编程控制器在矿山设备中的应用采矿技术马宁，孔红和变频器的原理与应用北京机械工业出版社，许明，言自行，刘坚大型泵机组状态监测及工况调控系统的研制机械工程学报徐国林应用技术北京机械工业出版社，陈建明，等电气控制与应用北京电子工业出版社，李国厚，杨青杰，余泽通球磨机润滑站控制系统的设计金属矿山，丁纪凯，许逸舟基于和现场总线的污水处理系统机电体化，吴中立矿井通风与安全徐州中国矿业大学出版社，傅贵，秦跃平，杨伟民，等矿井通风系统分析与优化北京机械工业出版社，高广军，贾世胜，朱学军，等通风系统调整中常见问题及对策山西煤炭徐鹏张双楼矿西翼通风系统调整及经济效果分析煤矿安全石秋洁变频器应用基础北京机械工业出版社陈仕玮矿井主要用通风机在线监测监控现状及展望煤矿安全李月红，吴永祥变电所监控及其网络系统的设计工矿自动化廖常初编程及应用北京,机械工业出版社马国华监控组态软件及其应用北京,清华大学出版社姚福定子温度超出设定的报警温度或风机切换温度时，将出现同上情况。其控制程序如图所示。在手动方式下，若风机组选择按扭拨到风机组，按下启动按钮后风机组将投入运行。风机组的轴承温度和定子温度经温度传感器将连续变化的温度转换为的电压，然后送入模拟量输入模块，通过内部的采样，滤波，转换为能识别的二进制信号。当风机组的轴承温度或定子温度超出设定的报警温度或风机切换温度时，风机组将报警并指示。当其温度超过切风机组的温度时，将切断风机的控制回路，风机组停止工作，同时发出指示和报警。此时，当风机组的轴承温度或定子温度降低，即便再次低于设定的报警温度或风机切换温度时，风机组也不能再次启动，只有工作人员将风机组选择按扭拨向风机组时，风机组投入运行工作，同时并切断风机组的指示和报警。同理，若风机组的轴承温度或定子温度超限时，处理方式同上。图温度控制子程序瓦斯浓度控制部分瓦斯浓度控制部分和温度控制部分原理相似，瓦斯浓度传感器将连续变化的瓦斯浓度信号转换为毫安的电流，然后经转换模块，通过其内部的采样滤波，转换为能识别的二进制信号存储到中。在风机运行过程中若矿井工作面的瓦斯浓度大于设定的报警瓦斯浓度上线时，闭合，也闭合，系统将发出指示并报警。以警示工作人员工作面瓦斯涌出量已有安全隐患，做好排放瓦斯的准备。若井巷工作面瓦斯浓度继续增大，当的存储值大于设定的断电瓦斯浓度上线时，闭合，将发出切断电源的指令，将所有输出和内部位复位，并切断风机电源各井巷工作面的电源，防止有明火引起与其爆炸。同时并发出报警。抽放瓦斯后，当瓦斯浓度的存储值再次下降到小于断电瓦斯浓度上线时，风机组并不能重新运行工作。只有当瓦斯浓度的存储值下降到小于瓦斯浓度报警上线时，才恢复风机组再次启动并将风机组运行工作。见附录程序图温度控制程序压力控制部分压力是本控制系统的主控参数，在压力数据处理过程中运用到算法。所谓的就是比例积分微分的总称。其结构如图所示。图压力控制部分运算中的积分作用可以消除系统的静态误差，提高精度，加强对系统参数变化的能力，而本身作用可以克服惯性滞后，提高抗干扰能力和系统的稳定性，可改善系统动态响应速度。因此，对于速度位置等快过程扩散温度化工合成等慢过程，控制都具有良好的实际效果。在系统稳态运行时，控制器的作用就是通过调节其输出使偏差为零。偏差由定量，希望值与过程变量，实际值之差来确定。系统调节的微分方程式由比例项积分项和微分项组成。压力控制部分用到的内部存储器如表所示。表压力控制内部存储器反馈量给定置输出置增益采样时间积分时间微分时间模拟输入压力值存储压力下限存储压力下限位在自动方式下，利用远程空气压力传感器检测矿井内的气压信号，用变送器将现场的模拟压力信号变换成统的直流电压信号，送人转换模块进行模数转换，转变为内部能识别的二进制信号。压力参数的设置与矿井的深度巷道的截面等诸多因素有关，所以本设计利用触摸屏进行参数设置。其设置调用了压力子程序见附图。参数设置好后要分别对压力设定值增益值采样值积分时间和微分时间进行填表。程序图如图所示。图参数设置本系统的压力控制是用定时设定的时间周期进行中断处理的，利用固定的时间间隔作为采样周期，对模拟量输入进行采样，然后通过转换模块进行模数爆箱体进出线接线腔控制系统变频控制系统瓦斯信号采集，转换，处理单元散热器图型矿用通风机结构型矿用通风机技术参数表型矿用通风机技术参数电源输入电压输出电压输入频率输出频率范围适配通风机功率额定容量系统硬件构成及各部分功能本控制系统有可编程控制器转换模块转换模块变频器传感器部分通风机和电控回路组成。可编程控制器部分概述国际电工委员会对的定义是可编程逻辑控制器是种数字运算操作的电子系统，是用来取代用于电机控制的顺序继电器电路的种器件，专为在工业环境下应用而设计。它采用种可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算顺序控