煤矿主扇通风系统的构成及其控制方法的研究

摘要

在我国,煤炭是最为重要的能源资源,工业的快速发展离不开煤炭的生产。在煤炭的生产过程当中,通风设备起着极其重要的作用,它担负着煤矿安全生产的重任。主通风机(主扇)是煤矿的通风设备之首,具有矿井肺腑之称,全矿井的通风都靠它来完成。所以提高主通风机的运行效率,改善运行模式,节约运行能耗,使主通风机具有先进的自动化控制水平是具有重大现实意义的。
　　本文研究内容来自于陕西省建新煤矿主扇通风系统改造工程项目。改造前,主扇及其它设备的控制和参数监测多采用人为操控,系统控制简单,可靠性低;主扇采用直接启动方式,启动困难,启动电流大,机械损伤严重;尤其是在风量的控制上,采用人工关小风门挡板,通过改变通风机的运行工况来调节生产需要的风量,这种控制不仅自动化程度低,而且造成电能的严重浪费。
　　本文为了解决该煤矿存在的问题,首先,以西门子S7-300PLC为核心来控制主通风机及其辅机设备的运行,并实时采集通风机的风压、风量、振动和温度等参数,实现了主扇通风系统的全自动化监测和控制;然后,利用日立SJ700高性能动态变频器驱动主通风机变频运行,实现了通风机的无级平滑调速,延长了设备寿命,达到了节约电能的目标;最后,结合FameView上位组态软件和WEINVIEW触摸屏的应用,实现了主扇通风系统的远程控制和监测参数的实时显示。
　　通过本文的研究工作,把PLC控制技术、变频调速技术、上位组态软件和触摸屏技术有机地结合起来应用于煤矿主扇通风系统中,对于提高系统的自动化水平,防止煤矿安全生产事故的发生,确保通风机安全、经济、高效地运行是具有重要的理论价值和实际意义的。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 PLC在矿井通风机上的应用

1.3 变频器在矿井通风机上的应用

1.4 本文研究的主要内容

第2章 矿用通风机、变频调速原理及PLC概述

2.1 矿用通风机简介

2.2 变频调速技术的原理及应用

2.3 PLC控制原理及应用

2.4 本章小结

第3章 主扇通风系统的构成及相关硬件的选型

3.1 通风机的布置与选型

3.2 通风机的配电系统

3.3 PLC控制系统

3.4 变频调速系统

3.5 通风机的参数监测

3.6 监控设备的配置

3.7本章小结

第4章 控制系统的功能实现及软件的设计

4.1 控制方案的选择

4.2 PLC编程语言及方法

4.3 西门子STEP 7软件简介

4.4 控制系统的软件设计

4.5 本章小结

第5章 监控系统的设计

5.1 触摸屏监控系统的设计

5.2 上位计算机监控系统的设计

5.3 本章小结

结 论

参考文献

致谢