矿井风机监控系统研究

发布时间：2021-02-05 07:13

　　矿井通风系统对矿业安全生产起着极重要的作用，而风机又是通风系统的主要设备，因此对它的运行状态和参数进行实时远程监控，不仅能提高矿业生产的自动化水平和系统监控水平，还能实现矿井安全生产。本文以实验室的一台三相异步电动机为控制对象，结合对PLC控制技术、变频调速技术和组态监控技术的研究，实现对矿井风机监控系统的设计。首先，基于PLC、变频器原理设计系统的控制功能，选择合理的系统控制方案。然后，设计系统的主电路和控制电路，并对PLC、变频器、传感器、光电编码盘等进行选型和接线；采用STEP7-Micro/WIN4.0编程软件完成了对PLC控制程序的所有设计；根据监控系统设计的功能要求，结合组态王与西门子PLC，实现风机监控系统的设计要求。最后，对监控系统进行了实验研究。实验结果表明，该监控系统能手动和自动变频控制风机转速；实现风机运行状态的在线监测与控制，对风机风压、转速、电压和电流等进行实时监测，以及故障报警及其处理功能。 

【文章来源】：武汉工程大学湖北省

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 矿井风机监控系统的现状及存在的问题
    1.2 课题研究的目的和意义
    1.3 课题研究的内容
    1.4 本章小结
第2章 风机变频调速原理和 PLC 控制技术
    2.1 变频调速技术原理及应用
        2.1.1 变频调速的基本原理
        2.1.2 变频调速基本控制方式
        2.1.3 矿井风机变频调速的节能原理
        2.1.4 变频器的选型
        2.1.5 Siemens MM31 系列变频器简介
    2.2
        2.2.1 PLC 的基本结构
        2.2.2 PLC 的工作原理
        2.2.3 PLC 的选型原则
        2.2.4 PLC 控制变频器的方式
    2.3 本章小结
第3章 系统总体设计与功能实现
    3.1 系统的功能要求
    3.2 系统的控制方案设计
    3.3 系统的硬件电路设计
    3.4 系统硬件配置和接线
        3.4.1 PLC 的选型和接线
        3.4.2 电压和电流采样电路设计
        3.4.3 变频器的选择和接线
        3.4.4 传感器的选型
        3.4.5 编码器的选型
        3.4.6 异步电动机和风机的选型与接线
    3.5 本章小结
第4章 PLC 软件设计
    4.1 PLC 编程语言
    4.2 STEP7-MICRO/VIN4.0 编程软件
    4.3 USS 协议
    4.4 PLC 控制程序设计
        4.4.1 主程序设计
        4.4.2 参数初始化和模拟量模块检查子程序设计
        4.4.3 管道风压采样与风量计算子程序设计
        4.4.4 功率因数计算子程序设计
        4.4.5 高速计数子程序和 PID 控制子程序设计
    4.5 本章小结
第5章 上位机监控软件设计
    5.1 组态王软件简介
        5.1.1 组态王软件的组成
        5.1.2 应用工程建立的步骤
    5.2 上位机监控系统设计与功能实现
        5.2.1 监控软件的功能要求
        5.2.2 设备的配置
        5.2.3 组态王中变量定义
        5.2.4 监控主界面设计
        5.2.5 趋势曲线窗口设计
        5.2.6 报表窗口设计
        5.2.7 报警窗口设计
    5.3 本章小结
第6章 系统运行调试和结果分析
第7章 总结及展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
攻读硕士期间已发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]利用PLC实现控制变频器的方法[J]. 王赛.  数字技术与应用. 2011(07)
[2]基于89C51单片机的矿井风机转速测量系统研究[J]. 方俊生,吴媛媛,施式亮.  长沙大学学报. 2009(05)
[3]基于CAN总线的煤矿风机监控系统设计[J]. 韩芳,朱玉琴.  微计算机信息. 2009(17)
[4]矿井通风主扇监控系统的设计与应用[J]. 乔磊明.  工矿自动化. 2008(06)
[5]矿井通风机房监控系统设计中的几个问题[J]. 杨斌文.  科技情报开发与经济. 2008(25)
[6]基于PLC和组态软件的矿井主扇风机监控系统[J]. 任子晖,姚正华,岳明道,张家兵.  自动化技术与应用. 2007(09)
[7]变频器故障诊断与处理[J]. 李红英,贺海清.  设备管理与维修. 2007(07)
[8]基于CAN总线的煤矿井下风机监控系统实现[J]. 廖平,谢乐添,魏树伟.  现代电子技术. 2007(07)
[9]主扇风机应用变频调速器实现节电初探[J]. 吴成亮.  山西焦煤科技. 2006(S2)
[10]局部通风机调速控制系统的研究[J]. 王淑芳,王剑波,张丽,王汝琳.  煤炭学报. 2006(06)

硕士论文
[1]基于组态王煤矸石窑炉监控系统的设计与实现[D]. 王庆兰.曲阜师范大学 2008
[2]煤矿井下风机安全分布式监控系统的研究与开发[D]. 谢乐添.中南大学 2007
[3]通风机安全经济运行工况控制系统研究[D]. 傅源方.山东科技大学 2003



本文编号：3019237