摘要:通风机在矿井生产中得到了充分应用，主要完成全矿井通风的重要工作.通风机用于向井下输送新鲜空气，保障矿井安全生产.由于通风机工作要求的电流较大，电压过高，同时工作环境比较恶劣，又是高耗能设备.因此，通风机事故率较高.在这种情况下，对通风机进行可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC)的变频调速系统的设计和研究，不仅可以大大提高煤矿生产的机械化、自动化水平，还能节省大量的电能，同时提高风机运行的稳定性，具有较高的经济效益.

    本文以一台矿用对旋轴流风机为控制对象，结合PLC控制技术、变频调速技术和组态监控技术，对矿井通风机进行了PLC控制的变频调速系统的设计和研究.首先，根据该通风机的实验特性曲线和控制功能要求，选择合理的系统控制方案；然后，根据选定的控制方案，设计了系统的控制电路，并对PLC、变频器、传感器等硬件进行了选型配置和接线；接着，在研究风量和瓦斯浓度控制算法的基础上，利用STEP 7-Micro/WIN4.0编程软件完成了系统PLC控制程序的设计.

关键词：可编程逻辑控制器；变频器；通风机

目录

摘要

ABSTRACT

第1章绪论-1

1.1 选题背景及意义-1

1.2 国内外矿井通风机系统的发展-1

1.2.1 国外发展历史概述-1

1.2.2 国内发展历史概述-2

1.3 PLC控制技术在通风机上的应用-2

1.4 变频调速技术在通风机上的应用-3

1.5 主要研究内容-4

第2章 通风机变频调速原理及系统设计-5

2.1 变频调速技术的原理及应用-5

2.1.1 变频调速的基本原理-5

2.1.2 变频调速的基本控制方式-6

2.1.3 煤矿通风机的性能曲线-6

2.1.4 变频器的选型-7

2.1.5 Siemens MM430变频器简介-8

2.2 可编程控制器的应用-9

2.2.1 PLC的基本构成-9

2.2.2 PLC的工作原理-10

2.2.3 PLC的选型原则-11

2.2.4 Siemens S7-200PLC简介-11

2.2.5 PLC控制变频器的方式-12

2.3 通风机控制系统的设计-12

2.3.1 控制对象的性能-13

2.3.2 通风机控制系统的设计-14

2.4本章小结-15

第3章 系统硬件电路的设计与功能的实现-17

3.1 系统硬件电路的设计-17

3.2 传感器的选型与使用-20

3.3 模数转换模块的选型与使用-20

3.4 系统硬件配置和接线-21

3.5本章小结-22

第4章 系统软件设计-23

4.1 PLC的编程方法-23

4.2 系统的程序设计-23

4.3本章小结-28

第5章 结论与展望-29

5.1结论-29

5.2 不足之处及未来展望-29

参考文献-31

致 谢-33