基于PLC软冗余的通风机监控系统设计

发布时间：2017-03-27 22:06

  本文关键词：基于PLC软冗余的通风机监控系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：煤矿主通风机监控系统是矿井安全生产不可缺少的设备，肩负着抽取井下污浊气体、瓦斯、向井下输送新鲜空气的使命。它能否安全可靠的运行直接关系到矿井工作人员及监控人员的生命安全。因而它的重要性无以复加。本文针对矿井主通风机监控系统的应用现状，，以鸟山矿和王村矿主扇的新建或改造为工程背景，研究并设计了基于PLC冗余技术、组态软件和工业以太网的主通风机监控系统。在主通风机监控系统中采用PLC软件冗余来提高监控系统的可靠性。 控制系统经历了现场总线控制系统、集散控制系统和工业以太网控制系统的时期，根据各个控制系统的特点及适用范围，以煤矿主通风机监控系统中处理的数据量大、要求的实时性高的事实为依据，本文采用了PROFIBUS总线作为承接通风机监控系统中可编程控制器之间数据传输的媒介，按照通风机监控系统的设计要求，本监控系统的组建采采了整体设计的理念。 依照生产的技术要求和王村矿的实际情况，对监控系统中PLC的硬件选型作了合理的安排，包括振动、温度传感器、数字量输入输出模块、模拟量输入输出模块的选型以及人机界面的设计，并对可编程控制器之间数据传输的网络构建作了细致、形象的描述，对主备PLC控制系统数据传输的机制原理作了比较深入的研究，并在此基础上设计了控制系统的不停风倒机程序、报警程序、风机运行时间程序以及模拟量转换程序等，继而组建了系统的动态监视画面，从而可以对上位机实现冗余功能作定性的分析研究。 本文最后以王村矿为应用实例，阐述了一种实现冗余功能的经济的、可应用的方法，将PLC冗余技术和通风机监控系统相结合，通过对可编程控制器之间的数据交换及主备系统的实时切换分析，了解到嵌入了PLC冗余技术的通风机监控系统不仅在可靠性上有了进一步的提高，而且在节能环保方面也有了明显的改善。目前，该系统已在鸟山矿投入使用，运行稳定可靠。实践证明了软冗余技术可安全可靠的应用于工业场合。
【关键词】：通风机 PLC冗余 监控系统 主备切换 可靠性
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD441;TP277
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-10
• Contents10-12
• 图清单12-13
• 表清单13-14
• 1 绪论14-21
• 1.1 课题研究背景和意义14-16
• 1.2 国内外研究现状16-18
• 1.3 PLC 冗余技术18-20
• 1.4 论文主要工作和章节安排20-21
• 2 具有冗余功能的主通风机监控系统总体设计21-29
• 2.1 主通风机监控系统的设计原则21-22
• 2.2 几种典型监控系统的结构比较22-25
• 2.3 监控系统总体框架25-28
• 2.4 本章小结28-29
• 3 主通风机监控系统实现 PLC 软冗余的硬件设计29-37
• 3.1 可编程控制器的选型设计29-30
• 3.2 传感器采集单元设计30-35
• 3.3 系统通信网络的构建35-36
• 3.4 本章小结36-37
• 4 主通风机监控系统实现 PLC 软冗余的软件设计37-51
• 4.1 PLC 控制程序设计37-43
• 4.2 监控系统人机界面开发43-50
• 4.3 本章小结50-51
• 5 PLC 软冗余技术在主通风机监控系统中的应用51-66
• 5.1 软冗余系统的工作原理51-55
• 5.2 PLC 软冗余技术在煤矿主通风机监控系统中的应用55-59
• 5.3 本系统的性能研究59-61
• 5.4 本系统的可靠性研究61-65
• 5.5 本章小结65-66
• 6 总结与展望66-68
• 6.1 总结66-67
• 6.2 展望67-68
• 参考文献68-72
• 作者简历72-74
• 学位论文数据集74

【参考文献】

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本文编号：271157