基于PLC局部通风机监测系统设计

毕业论文 题 目:基于PLC局部通风机监测系统设计 摘要 长期以来,我国矿井局部通风系统的控制设备陈旧、技术落后、性能不可靠、功能不健全、设备布置分散、维护困难,无法满足掘进工作面连续通风和瓦斯安全排放的要求,这种局面大大制约着我国煤矿井下安全生产技术的发
阅读技巧Ctrl+D 收藏本篇文章


毕业论文

题 目:基于PLC局部通风机监测系统设计

摘要

长期以来,我国矿井局部通风系统的控制设备陈旧、技术落后、性能不可靠、功能不健全、设备布置分散、维护困难,无法满足掘进工作面连续通风和瓦斯安全排放的要求,这种局面大大制约着我国煤矿井下安全生产技术的发展。因此,研究矿井局部通风监控与报警系统具有重要的现实意义。
本设计以矿井局部通风系统实际运行情况为研究背景,对矿井局部通风关键故障单元、检测和报警参数以及控制技术进行分析,提出了基于PLC技术的矿井局部通风监控与报警系统的总体解决方案,并对相应的软硬件原型系统进行了设计、搭建和测试。

关键词:局部通风;故障检测;故障报警;PLC控制;远程监控


目 录
1 引言 1
2 概述 2
2.1 选题的意义 2
2.2 关键技术国内外研究现状 2
2.3 PLC在煤炭行业的应用现状 3
2.4 传统局部通风系统常见故障 4
2.5 本设计主要研究内容 4
3 局部通风机监控系统总体方案 5
3.1 局部通风机监控系统总体结构 5
3.2 系统工作原理 7
3.3 系统操作方式 7
3.4 远程监控和报警软件系统 8
4 系统硬件设计 9
4.1 设备选型 9
4.1.1 PLC及扩展模块选型 9
4.1.2 变频器选型 12
4.1.3 传感器选型 16
4.1.4通信线路选型 18
4.1.5触摸屏选型 18
4.2 数据采集位置和方式确定 18
4.3 系统电路设计 20
4.3.1 系统主电路和控制电路设计 20
4.3.2 PLC电路设计 21
4.4 PLC与变频器控制设计 24
4.5 PLC与计算机监控系统通讯设计 24
4.5.1 煤矿安全监控系统采用现场总线技术的优越性 24
4.5.2 工业以太网 25
4.5.3 通信协议 26
5 矿井局部通风监控软件系统开发 26
5.1 PLC软件设计 26
5.1.1 调用子程序 28
5.1.2 电机启动程 29
5.1.3 模拟量输入子程序 29
5.1.4 比较子程序 30
5.1.5 PID子程序 31
5.2 组态王工控软件 36
5.2.1 软件系统功能需求分析 37
5.2.2 软件系统的功能模块 37
5.3 系统显示模块开发 39
5.3.1 界面设计 39
5.3.2 实时报警 40
5.4 数据库系统模块开发 40
6经济技术分析 41
7 结论 42
7.1 设计成果 42
7.2 展望 43
参考文献 44
致谢 45

1 引言
虽然近年来国家不断加强煤矿安全管理力度,但是煤矿瓦斯事故仍然屡有发生,给国家财产和人民生命安全造成重大损失。据统计1990-1999年的10年间,我国煤矿共发生3人以上的死亡事故4002次,共死亡27495人,其中瓦斯爆炸事故2767次,共死亡20625人,占死亡事故总人数的75.01%。以上数据警示我们有效预防瓦斯爆炸事故的发生已经迫在眉睫。
井下安全管理水平参差不齐,经常由于技术人员水平低、责任性不强,造成掘进工作面瓦斯爆炸事故发生。未按规定检查瓦斯,瓦检员脱岗,当工作面地质条件发生变化,大量瓦斯异常涌出时,由于瓦斯检查不及时,隐患不能及时排除。缺乏对局部通风系统的监控,不能全方位了解和判断设备运行状况,以致无法及时采取适当的措施进行弥补,为瓦斯爆炸事故的发生创造了条件。
据全国统配煤矿统计,瓦斯爆炸事故主要发生在掘进工作面。从对全国各大煤矿实地考察和数据分析,掘进工作面较易发生瓦斯爆炸的主要原因是矿井局部通风系统可靠性低,无计划停风停电次数多,时间较长,或供风能力不足,造成瓦斯浓度超限;同时矿井局部通风安全管理人员水平低,责任心不强,误操作等原因,为瓦斯爆炸事故发生创造了条件。因此,提高矿局部通风系统的安全性,及早预测预防故障的发生,或者在故障发生后及时恢复系统的安全运行是杜绝掘进工作面瓦斯事故发生的重要措施之一。《煤矿安全规程》规定,局部风机必须实现“三专两闭锁”,目的在减少其它动力电源故障对通风机供电系统的影响,提高通风机供电的可靠性,减少或杜绝掘进工作面瓦斯事故。《山西省“一通三防”管理规定》,规定在“三专两闭锁”的基础上,进一步要求“掘进工作面局部通风机应实现双电源供电,双风机配置,两者之间应能自动转换”。几年来的实践证明,双风机、双电源供电方式使局部通风机工作可靠性有了一定提高,但局部通风机无计划停电、停风及漏风造成瓦斯积聚乃至酿成事故的情况仍屡有发生;另一方面,当巷道出现瓦斯积聚,使用人工控制供风量的传统方法进行瓦斯排放,可靠性和控制精度得不到保障,容易产生“一风吹”现象。因此,开发既能保障局部通风机供电可靠性又能根据瓦斯浓度进行风量调节、控制瓦斯排放速度的局部通风监控与报警系统己势在必行。

2 概述
2.1 选题的意义
通风机是煤矿的四大固定设备之一,它担负着向井下输送新鲜空气、排出粉尘和污浊气流的重任,具有“矿井肺腑”之称。由于井下工作环境恶劣,掘进工作面,分成多瓦斯聚集严重,出现事故的概率也较大。一旦发生事故,将会对整个矿井的生产和安全造成重大影响。因此,有必要建立一套功能完善的自动监控系统,实现局部通风机性能及状态的在线实时监测,以便在生产过程中及时掌握局部通风机的运行参数和状态,这也是局部通风机控制系统的发展方向。据统计,煤矿事故70%以上是由于通风设备故障、通风管理不善等所造成。随着煤矿生产规模的扩大、生产效率的提高,井下通风系统对通风设备的监测监控也必须提出了更高的要求。利用设备在线监测监控等相关技术,实时调节风机运行状态,及早发现故障隐患十分必要。变频技术、智能控制技术、传感器技术、现场总线技术以及工业以太网技术的迅速发展,为满足煤矿生产的上述要求提供了可能。本监控系统就是在此背景下提出的。
2.2 关键技术国内外研究现状
目前国内外学者已经在矿井通风系统故障预测、报警和控制方面进行了比较多相关研究,例如:加拿大矿能部的 Hardcastle.S.G等采用电子叶片对矿井通风风流的测定评估及紧急状态瓦斯突出的报警系统研究,提供了矿井通风风流的信息,能有效预报矿井瓦斯浓度的超限,减少了瓦斯爆炸的概率;波兰卡托维兹矿业研究所Mironowicz.w.对高瓦斯浓度矿井通风系统控制进行了研究,通过对系统风流的控制,能有效防止瓦斯的积聚,美国职业安全和健康研究院 Karacan C.通过对不同阶段瓦斯涌出预测分析,进而对通风需求进行了优化研究,克服了根据生产量决定最大供风量既不经济又不安全方法;英国诺丁汉大学Hargreaves 采用计算流体动力学方法对深井开采掘进工作面风流进行了建模和模拟计算,建立了通风特性与局部通风系统之间关系,以提高掘进工作面的通风条件;澳大利亚的 Leszek W 在煤矿井下瓦斯涌出预测和防治方面的研究,提出采煤率与瓦斯涌出量的逼近算法,对煤矿的安全生产有重大意义。 作者:亚洲城ca585转载请注明来源。原文地址:/html/zhlw/20180209/7444933.html   

基于PLC局部通风机监测系统设计相关推荐

------分隔线----------------------------
联系方式
微信号 biyelunwen
Baidu
搜狗