礦井通風(fēng)控制系統(tǒng)設(shè)計改造

1、礦井通風(fēng)把握系統(tǒng)設(shè)計改造 針對礦井舊通風(fēng)把握系統(tǒng)中存在的體積浩大、接線簡潔、機械觸點多、排解故障困難、牢靠性差、自動化程度低等缺陷,設(shè)計了一種基于先進plc把握技術(shù)的礦井通風(fēng)平安把握系統(tǒng)。該把握系統(tǒng)投入使用,運行結(jié)果表明,系統(tǒng)具有功能完善,運行穩(wěn)定,節(jié)能效果明顯等特點,提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益,具有很好的應(yīng)用前景。 煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)是煤礦礦井平安生產(chǎn)的重要組成部分，煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)能否正常工作與礦井內(nèi)工作環(huán)境條件、生產(chǎn)效率、平安生產(chǎn)親熱相關(guān)。隨著我國政府對各行各業(yè)平安生產(chǎn)監(jiān)管力度的不斷加強，尤其對煤礦平安生產(chǎn)的要求越來越高，對煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)進行技術(shù)改造，提高其運行穩(wěn)定性、節(jié)能降耗等勢在

2、必行。本系統(tǒng)將plc與變頻器有機地結(jié)合起來，接受以礦井氣壓壓力為主控參數(shù)，實現(xiàn)對電動機工作過程和運轉(zhuǎn)速度的有效把握，使礦井通風(fēng)機通風(fēng)高效、平安，達到了明顯的節(jié)能效果。 系統(tǒng)的設(shè)計功能 本把握系統(tǒng)具有通風(fēng)機組的啟動、互鎖和過喜疼惜等功能。與常規(guī)繼電器實施的通風(fēng)系統(tǒng)相比，plc系統(tǒng)具有故障率低、牢靠性高、接線簡潔、維護便利等諸多優(yōu)點，plc的把握功能使通風(fēng)系統(tǒng)的自動化程度大大提高，減輕了崗位人員的勞動強度。為滿足礦井通風(fēng)系統(tǒng)自動把握的要求，系統(tǒng)的具體設(shè)計要求如下： 2.1.本系統(tǒng)供應(yīng)手動自動兩種工作模式，具有狀態(tài)顯示以及故障報警等功能。 2.2.模擬量壓力輸入經(jīng)pid運算，輸出模擬量把握變頻器。

3、2.3.在自動方式下，當井下壓力低于設(shè)定壓力下限時，兩組風(fēng)機將同時投入工作運行，同時并發(fā)出指示和報警信號。 2.4.模擬量瓦斯輸入，當?shù)V井瓦斯?jié)舛却笥谠O(shè)定報警上限時，發(fā)出指示和報警。當瓦斯?jié)舛却笥谠O(shè)定斷電上限時，plc將切斷工作面和風(fēng)機組電源，防止瓦斯爆炸。 2.5.運用溫度傳感器測定風(fēng)機組定子溫度或軸承溫度，當定子溫度或軸承溫度超過設(shè)定報警上線時，發(fā)出指示和報警信號。當定子溫度或軸承溫度超過設(shè)定風(fēng)機組轉(zhuǎn)換溫度界線時，plc將切斷指示和報警信號并自動切斷當前運行風(fēng)機組，在自動方式下并能自動接入另一臺風(fēng)機組運行，若在手動方式下，工作人員手動切換。 系統(tǒng)硬件構(gòu)成及各部分功能 本把握系統(tǒng)有可編程把握

4、器（plc）、a/d轉(zhuǎn)換模塊、d/a轉(zhuǎn)換模塊、變頻器、傳感器部分、監(jiān)控對象和電控回路組成。 3.1.plc可編程把握器部分可編程把握器部分 plc概述概述plc是以微處理器為核心的一種特殊的工業(yè)用計算機，其結(jié)構(gòu)與一般的計算機相類似，由中心處理單元（cpu）、存儲器（ram、rom、eprom、eeprom等）、輸入接口、輸出接口、i/o擴展接口、外部設(shè)備接口以及電源等組成。cpu單元由微處理器、系統(tǒng)程序存儲器、用戶程序存儲器以及工作數(shù)據(jù)存儲器等組成，它是plc的核心部件，是由大規(guī)?；虺笠?guī)模的集成電路微處理芯片構(gòu)成，主要完成運算和把握任務(wù)，可以接收并存儲從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)。存儲器單元

5、依據(jù)物理性能分為兩類，隨機存儲器（ram）和只讀存儲器（rom）。輸入輸出單元由輸入模塊、輸出模塊和功能模塊構(gòu)成，是plc與現(xiàn)場輸入輸出設(shè)備或其他外部設(shè)備之間的連接部件。plc通過輸入模塊把工業(yè)設(shè)備或生產(chǎn)過程的狀態(tài)或信息讀入中心處理單元，通過用戶程序的運算與操作，把結(jié)果通過輸出模塊輸出給執(zhí)行單元。輸出模塊用于把用戶程序的規(guī)律運算結(jié)果輸出到plc外部，輸出模塊具有隔離plc內(nèi)部電路和外部執(zhí)行單元的作用，還具有功率放大的作用。 3.2.變頻器部分 本系統(tǒng)選用的是西門子全新一代標準變頻器micromaster440功能強大，應(yīng)用廣泛。它接受高性能的矢量把握技術(shù)，供應(yīng)低速高轉(zhuǎn)矩輸出和良好的動態(tài)特性，同

6、時具備超強的過載力氣，以滿足廣泛的應(yīng)用場合。變頻器的選用：變頻器的選用應(yīng)滿足以下規(guī)章，變頻器的容量應(yīng)大于負載所需的輸出；變頻器的容量不低于電機的容量；變頻器的電流大于電機的電流。由于本設(shè)計以風(fēng)機組230kw為例，因此可選用37kw，額定電流75a的變頻器?？紤]到改進設(shè)計方案的可行性，調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定性及性價比，我們接受西門子mm440、37kw，額定電流為75a的通用變頻器。該變頻器接受高性能矢量把握技術(shù)，供應(yīng)低速高轉(zhuǎn)矩輸出和良好的動態(tài)特性，同時具備超強的過載力氣，可以把握電機從靜止到平滑起動期間供應(yīng)3s，有200的過載力氣。變頻器參數(shù)的設(shè)置：負載為一大慣性負載，在停車時，為防止因慣性而產(chǎn)生的回

7、饋制動使泵升電壓過高的現(xiàn)象，加入制動電阻，斜坡下降時間設(shè)定長一些。外接制動電阻的阻值和功率可按公式r2ud1p(0.30.5)選取。式中：u為變頻器直流側(cè)電壓，d為變頻器的額定電流。本次設(shè)計接受西門子與37kw電機配套的制動電阻響和對轉(zhuǎn)速調(diào)整的要求，系統(tǒng)用模擬量輸入作為附加給定，與固定頻率設(shè)定相疊加以滿足不同型號模具特殊要求。 軟件設(shè)計 本把握系統(tǒng)的軟件設(shè)計是分四部分實現(xiàn)的，主要包括手動自動把握部分、溫度轉(zhuǎn)換把握部分、瓦斯?jié)舛劝盐詹糠趾蛪毫id把握部分。本文中所接受的plc是西門子公司的產(chǎn)品s7-200系列，cpu的型號是cpu226。主要包括手動/自動把握部分、溫度轉(zhuǎn)換把握部分、瓦斯?jié)舛劝?/p>

8、握部分、壓力pid把握部分、plc與變頻器通信和機械故障處理部分。其中手動和自動把握部分是在溫度、瓦斯和壓力把握中使用的。所以下面僅對溫度、瓦斯、壓力進行分析。溫度把握部分本設(shè)計的風(fēng)機組設(shè)有軸承溫度和定子溫度過喜疼惜。綜合所選用的風(fēng)機組自身特性和國家規(guī)定標準，設(shè)置了風(fēng)機組軸承溫度和定子溫度報警溫度和跳閘溫度（本系統(tǒng)是風(fēng)機組切換溫度）。瓦斯?jié)舛葌鞲衅鲗⑦B續(xù)變化的瓦斯?jié)舛刃盘栟D(zhuǎn)換為420毫安的電流，然后經(jīng)a/d轉(zhuǎn)換模塊em235，通過其內(nèi)部的采樣、濾波，轉(zhuǎn)換為plc能識別的二進制信號存儲到vd196中。 西門子plc把握變頻器在煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用，不僅簡化了系統(tǒng)，提高了設(shè)備的牢靠性和穩(wěn)定性，設(shè)備