礦井通風系統(tǒng)對礦業(yè)安全生產起著極重要的作用，而風機又是通風系統(tǒng)的主要設備，因此對它的運行狀態(tài)和參數進行實時遠程監(jiān)控，不僅能提高礦業(yè)生產的自動化水平和系統(tǒng)監(jiān)控水平，還能實現(xiàn)礦井安全生產。本文以實驗室的一臺三相異步電動機為控制對象，結合對PLC控制技術、變頻調速技術和組態(tài)監(jiān)控技術的研究，實現(xiàn)對礦井風機監(jiān)控系統(tǒng)的設計。首先，基于PLC、變頻器原理設計系統(tǒng)的控制功能，選擇合理的系統(tǒng)控制方案。然后，設計系統(tǒng)的主電路和控制電路，并對PLC、變頻器、傳感器、光電編碼盤等進行選型和接線；采用STEP7-Micro/WIN4.0編程軟件完成了對PLC控制程序的所有設計；根據監(jiān)控系統(tǒng)設計的功能要求，結合組態(tài)王與西門子PLC，實現(xiàn)風機監(jiān)控系統(tǒng)的設計要求。最后，對監(jiān)控系統(tǒng)進行了實驗研究。實驗結果表明，該監(jiān)控系統(tǒng)能手動和自動變頻控制風機轉速；實現(xiàn)風機運行狀態(tài)的在線監(jiān)測與控制，對風機風壓、轉速、電壓和電流等進行實時監(jiān)測，以及故障報警及其處理功能。 

【文章來源】：武漢工程大學湖北省

【文章頁數】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 礦井風機監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀及存在的問題
    1.2 課題研究的目的和意義
    1.3 課題研究的內容
    1.4 本章小結
第2章 風機變頻調速原理和 PLC 控制技術
    2.1 變頻調速技術原理及應用
        2.1.1 變頻調速的基本原理
        2.1.2 變頻調速基本控制方式
        2.1.3 礦井風機變頻調速的節(jié)能原理
        2.1.4 變頻器的選型
        2.1.5 Siemens MM31 系列變頻器簡介
    2.2
        2.2.1 PLC 的基本結構
        2.2.2 PLC 的工作原理
        2.2.3 PLC 的選型原則
        2.2.4 PLC 控制變頻器的方式
    2.3 本章小結
第3章 系統(tǒng)總體設計與功能實現(xiàn)
    3.1 系統(tǒng)的功能要求
    3.2 系統(tǒng)的控制方案設計
    3.3 系統(tǒng)的硬件電路設計
    3.4 系統(tǒng)硬件配置和接線
        3.4.1 PLC 的選型和接線
        3.4.2 電壓和電流采樣電路設計
        3.4.3 變頻器的選擇和接線
        3.4.4 傳感器的選型
        3.4.5 編碼器的選型
        3.4.6 異步電動機和風機的選型與接線
    3.5 本章小結
第4章 PLC 軟件設計
    4.1 PLC 編程語言
    4.2 STEP7-MICRO/VIN4.0 編程軟件
    4.3 USS 協(xié)議
    4.4 PLC 控制程序設計
        4.4.1 主程序設計
        4.4.2 參數初始化和模擬量模塊檢查子程序設計
        4.4.3 管道風壓采樣與風量計算子程序設計
        4.4.4 功率因數計算子程序設計
        4.4.5 高速計數子程序和 PID 控制子程序設計
    4.5 本章小結
第5章 上位機監(jiān)控軟件設計
    5.1 組態(tài)王軟件簡介
        5.1.1 組態(tài)王軟件的組成
        5.1.2 應用工程建立的步驟
    5.2 上位機監(jiān)控系統(tǒng)設計與功能實現(xiàn)
        5.2.1 監(jiān)控軟件的功能要求
        5.2.2 設備的配置
        5.2.3 組態(tài)王中變量定義
        5.2.4 監(jiān)控主界面設計
        5.2.5 趨勢曲線窗口設計
        5.2.6 報表窗口設計
        5.2.7 報警窗口設計
    5.3 本章小結
第6章 系統(tǒng)運行調試和結果分析
第7章 總結及展望
    7.1 總結
    7.2 展望
參考文獻
攻讀碩士期間已發(fā)表的論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]基于CAN總線的煤礦風機監(jiān)控系統(tǒng)設計[J]. 韓芳,朱玉琴.  微計算機信息. 2009(17)
[4]礦井通風主扇監(jiān)控系統(tǒng)的設計與應用[J]. 喬磊明.  工礦自動化. 2008(06)
[5]礦井通風機房監(jiān)控系統(tǒng)設計中的幾個問題[J]. 楊斌文.  科技情報開發(fā)與經濟. 2008(25)
[6]基于PLC和組態(tài)軟件的礦井主扇風機監(jiān)控系統(tǒng)[J]. 任子暉,姚正華,岳明道,張家兵.  自動化技術與應用. 2007(09)
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[9]主扇風機應用變頻調速器實現(xiàn)節(jié)電初探[J]. 吳成亮.  山西焦煤科技. 2006(S2)
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碩士論文
[1]基于組態(tài)王煤矸石窯爐監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 王慶蘭.曲阜師范大學 2008
[2]煤礦井下風機安全分布式監(jiān)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D]. 謝樂添.中南大學 2007
[3]通風機安全經濟運行工況控制系統(tǒng)研究[D]. 傅源方.山東科技大學 2003



本文編號：3019237