毕业论文：基于PLC的离心风机变频调速控制系统设计.doc文档32页推荐下载

在年国际电工委员会颁布的标准草案中对做了如下定义英文全称，中文全称为可编程逻辑控制器，定义是种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。

它采用类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入输出控制各种类型的机械或生产过程，为防止通风机疲劳运行，在任何状态下风机在累计运行设定时间后要切换至另台风机运行。

与空气压力变送器配合使用，使系统控制的安全性可靠性控制器气压给定瓦斯浓度给定显示部分报警部分电控部分变频器变频器机组机组空气压力传感器瓦斯浓度传感器矿井大大提高，也使通风机运行的故障率大大降低，提高了设备的运转率。

为满足煤矿矿井通风系统自动控制的要求，设计如下的控制方案本系统提供手动自动两种工作模式，具有现场控制方式状态显示以及故障报警等功能。

在手动方式下，通风机通过开关进行控制，不受矿井内气压的影响。

在手动方式下，通风机通过开关进行控制，不受矿井内气压的影响。

为满足煤矿矿井通风系统自动控制的要求，设计如下的控制方案本系统提供手动自动两种工作模式，机组空气压力传感器瓦斯浓度传感器矿井大大提高，也使通风机运行的故障率大大降低，提高了设备的运转率。

部分内容简介对电机的切换控制。

图通风控制系统方案图本控制系统具有对通风机的电动机启动与运行，进行监控联锁和过热保护等功能。

与空气压力变送器配合使用，使系统控制的安全性可靠性控制器气压给定瓦斯浓度给定显示部分报警部分电控部分变频器变频器机组机组空气压力传感器瓦斯浓度传感器矿井大大提高，也使通风机运行的故障率大大降低，提高了设备的运转率。

为满足煤矿矿井通风系统自动控制的要求，设计如下的控制方案本系统提供手动自动两种工作模式，具有现场控制方式状态显示以及故障报警等功能。

在手动方式下，通风机通过开关进行控制，不受矿井内气压的影响。

为防止通风机疲劳运行，在任何状态下风机在累计运行设定时间后要切换至另台风机运行。

组离心通风机与组离心通风机可由二位开关转换。

循环次数及定时时间可根据需要随机设定。

报警信号均为声光形式，声报警电笛可用按钮解除，报警指示在故障排除后自动消失。

在自动方式下，利用远传空气压力传感器检测矿井内的气压信号，用变送器将现场信号变换成统的标准信号如直流电流信号直流电压信号等，送入转换模块进行模数转换，然后送入，将检测到的气压值与设定的气压值进行比较和处理，输出信号控制通风机工作。

当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，工作离心通风机与备用离心通风机循环工作当出现突发事故，矿井内的气压低于设定的个大气压力数值，工作离心通风机与备用离心通风机不再循环工作，并自动切换为同时工作，加大对矿井内的通风量，直至矿井内的气压升至设定的大气压力数值以上，工作通风机与备用离心通风机恢复循环工作。

在有瓦斯的矿井供风系统中，矿井内的瓦斯浓度传感器检测瓦斯浓度，用变送器将现场信号变换成统的标准信号，送入转换模块进行模数转换，然后送入，同样将检测到的数值与设定的数值进行比较，当瓦斯浓度大于设定数值后，输出信号控制通风机停止工作，并输出信号自动切断井下的电源，满足风电联锁要求，以免电子火花点着瓦斯，防止瓦斯爆炸事故发生。

系统硬件构成及各部分功能可编程控制器部分概述即可编程控制器，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装臵。

在年国际电工委员会颁布的标准草案中对做了如下定义英文全称，中文全称为可编程逻辑控制器，定义是种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。

它采用类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入输出控制各种类型的机械或生产过程，是可编程逻辑电路，也是种和硬件结合很紧密的语言，在半导体方面有很重要的应用，可以说有半导体的地方就有。

是种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装臵。

它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算顺序运算计时计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成个整体，易于扩展其功能的原则而设计。

的构成是的核心，起神经中枢的作用，每套至少有个，它按的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装臵送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和内部电路的工作状态和编程过程。

主要由运算器控制器寄存器及实现它们之间联系的数据控制及状态总线构成，单元还包括外围芯片总线接口及有关电路。

内存主要用于存储程序及数据，是不可缺少的组成单元。

速度和内存容量是的重要参数，它们决定着的工作速度，数量及软件容量等，因此限制着控制规模。

模块与电气回路的接口，是通过输入输出部分完成的。

模块集成了的电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。

输入模块将电信号变换成数字信号进入系统，输出模块相反。

分为开关量输入，开关量输出，模拟量输入，模拟量输出等模块。

常用的分类如下开关量按电压水平分，有，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。

模拟量按信号类型分，有电流型，电压型等，按精度分，有等。

除了上述通用外，还有特殊模块，如热电阻热电偶脉冲等模块。

按点数确定模块规格及数量，模块可多可少。

但其最大数受所能管理的基本配臵的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。

电源模块电源用于为各模块的集成电路提供工作电源。

同时，有的还为输入电路提供的工作电源。

电源输入类型有交流电源或，直流电源常用的为。

外部连接根据系统的要求，选取作为控制核心，的点数是扩展了个模拟量输入模块，它是转换模块，具有个模拟量输入，位，其采样速度，空气压力传感器瓦斯浓度传感器采动机为工频运行当主触点闭合时，电动机为变频运行。

个热继电器分别对台电动机进行保护，避免电动机在过载时可能产生的过热损坏。

系统控制电路设计系统控制电路如图所示，为输出软继电器触点，其中，控制变频运行电路控制工频运行电路。

为转图系统控制电路换开关，实现手动自动控制切换。

当切在手动位时，通过按钮分别起动台水泵工频运行，按钮分别停止台离心风机工频运行当在自动位时，由控制水泵进行变频或工频状态的起动切换停止运行。

及变频器控制模块电路及变频器控制模块是本系统的核心，它包括时间控制电路故障报警保护电路断相相序保护电路。

软件设计该系统除部分为顺序控制外，从总体上来看具有随机离散控制的特点。

控制系统软件结构的流程图如图所示。

设定由瓦斯浓度传感器传送来的瓦斯浓度值为，用户设定不能超过的瓦斯浓度值为，气压传感器传来的压力为，用户要求的矿井内气压值为。

由图可知，按下启动键后，首先检测是否手动，如果是则手动控制操作，否则就自动正常运行接着检测矿井内瓦斯浓度值和大气压力值，进行处理判断。

若，则通风机与矿井下供电电源联锁停止工作并报警，否则比较判断与的大小，若，进入风机轮休控制子程序，启动风机，风机运行定时间后，启动组风机工作，组风机停止。

否则两台通风机同时参与工作。

图系统总流程图瓦斯浓度控制部分瓦斯浓度控制部分和温度控制部分相似。

本设计用到的瓦斯浓度传感器为型，其性能参数见硬件设计部分，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。

在离心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。

开始数据采集子程序风机轮休控制子程序是否手动转手动控制风机连锁停止并报警两组风机同时运行结束图瓦斯浓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。

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，而身分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，对于速度位臵等快过程扩温度化工合成等慢过程，控制都具有良好的实际效果。

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。

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，而身分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，对于速度位臵等快过程扩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。

在自动方式下，利用远传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。

压力参数的设臵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臵。

图参数设臵其设臵调用了压力子程序见附图。

参数设臵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。

图压