. . . 中 国 XX 大 学本科生毕业设计姓 名： XXX 学 号：XXXXXX 学 院：XXXX 学 院 专 业：电 气 工 程 与 其 自 动 化 设计题目：基于PLC的风机监控系统设计专 题：指导教师： XXX 职 称：讲师 2009年 6 月 中国矿业大学毕业设计任务书学院应用技术学院专业年级电气05-3班学生XXX任务下达日期：2009年 3月 9 日毕业设计日期： 2009 年 3 月 9 日至2009年 6月 5 日毕业设计题目：基于PLC的风机监控系统设计（硬件）毕业设计专题题目：毕业设计主要容和要求：1. 了解S7-300PLC的工作原理和学习梯形图编程语言2. 掌握主通风机的工作原理和矿井通风系统的工作流程3. 完成对主通风机控制系统的硬件设计和软件编程，实现以下功能：1）实时监测风机风压（静压、全压）、风速风量、轴承温度、定子温度、电网电流、电压、功率、电机与风机效率、风峒大气参数（温度、湿度、大气压力）等风机运行各种参数；2）监测风门位置、风机开停状态、反风信号等风机运行多种状态信息；3）控制风门开/关、风机启/停；4）自动闭锁控制，保证系统安全；具有现场控制，手动控制等多种控制方式。院长签字： 指导教师签字：中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（基础理论与基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究容的理论依据和技术方法；取得的主要成果与创新点；工作态度与工作量；总体评价与建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 指导教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论与基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果与创新点；写作的规程度；总体评价与建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业设计答辩与综合成绩答 辩 情 况提 出 问 题回 答 问 题正 确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语与建议成绩：答辩委员会主任签字： 年 月 日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人： 年 月 日摘 要可编程控制器(PLC)是一种以微处理器为核心,综合了计算机技术、自动控制技术和网络通信技术的通用工业控制装置。它具有使用方便、维护容易、可靠性好、性能价格比高等特点,广泛应用于工业控制的众多领域。煤矿主通风机是煤矿生产的重要设备，通风机能否正常工作，直接影响煤矿的生产活动。因此对主通风机实现在线监控有很重要的意义。本文针对通风机的工作环境和运行特点，以PLC为主控设备，介绍了可编程序控制器（PLC）在煤矿通风系统中的应用；探讨了通风机实现自动控制系统的系统组成和设计；涉与硬件设备的选型与组态；编制了通风机实现自动控制梯形图；并简要介绍了PLC与其他智能装置与个人计算机联网,组成的监控系统。本系统提高了主通风机设备的自动化管理水平，有力地保证了主通风机设备的经济、可靠运行，为设备的管理和维修提供了可靠的科学依据。关键词：煤矿通风机； PLC； 在线监控ABSTRACTProgrammable Logic Controller is a kind of universal industrial control apparatus,which taking microprocessor as its core, integrating information technology,automation control technology,networking communication technology. It is applied in more and more industry control fields with the characteristics such as easy application, easy maintenance, well reliability, high performance-price ratio.Primary ventilators are the most important instruments of the colliery.Their working state can directly influence the coal producing processs.Therefore, online monitoring of the main fan there is of much significance. this paper introduced the application of Programmable Logic Controller (PLC) in the coal mine ventilation system ; Discussed the system composition and the design of ventilator realization automatic control system ;Included selection and configureation of hardware; Established the LAD chart of the ventilator realization automatic control ; And briefly introduced the consisting of monitoring system , the system including PLC and other intelligent installments and the personal computer networking, This system raised the automatic management level of the main fanner equipments，guaranteeing the economy of the main fanner equipments circulate credibility. For the management of the equipments and maintained, this system can provide dependable scientific warranty.Keywords:Coal mine ventilator; PLC; Online monitoring目 录1 绪论11.1煤矿通风概况11.2 PLC的基本概念11.2.1 PLC的组成部分21.2.2 S7-300的系统结构31.2.3 PLC的循环处理过程31.2.4 S7-300的编程语言41.2.5 PLC的供电与接地抗干扰问题51.3 目前国外的通风机监控状况51.4本设计所作的工作62 矿井主通风机系统82.1主通风机概述82.1.1主通风机性能参数82.1.2对旋轴流式风机的结构和工作原理92.2风门102.3反风方法103 主通风机自动监控系统的硬件设计123.1系统的组成和特点123.2主通风机在线监控的运行方式的设计133.3风机参数的检测143.4该系统的输入/输出统计配置153.4.1数字/模拟输入点统计与模块选择163.4.2数字/模拟量输出点统计与模块选择193.4.3 PLC其它硬件模块统计223.4.4数字量输入/输出模块接线图244 主通风机自动化监控系统的软件系统284.1本设计所用STEP7编程器的相关知识284.2本监控系统的系统流程图294.2.1风机的启动流程图294.2.2自动控制方式流程图304.2.3反风控制流程图314.3主通风机监控系统的程序设计325 结论53参考文献：546 翻译部分56英文原文56中文译文：68致78 / 1 绪论1.1煤矿通风概况据统计,我国煤矿事故因瓦斯爆炸死亡人数是世界上主要采煤国家，死亡总人数的4倍,百万吨煤死亡率是美国的近20倍、印度的12倍。地面空气进入井下后,因发生物理和化学两种变化,使其混入了有毒性、窒息性和爆炸性的气体和粉尘,为创造井下良好的工作环境、防止各种伤害和爆炸事故,保障井下人员身体健康和生命安全,对通风设施进行系统化管理和监控的工作显得尤为重要。矿井通风系统主要是为了解决矿井空气的流通问题,使在井下作业的矿工能够正常工作并使有害气体能够与时地疏散到矿外大气中去。煤矿主通风机是实现矿井通风的作业的重要的设备，它担负着向煤矿井下生产与生产辅助系统输送新鲜空气，并将粉尘和污浊风流抛弃出地面、为井下生产现场的工作人员创造较好的气候条件，使他们能保持良好的精神状态，提高生产效率，确保矿井安全生产。矿井的气候条件常用风流的温度、湿度与风速三个参数进行综合评价。井下工作地点最适宜的气候条件是：空气温度为1520，空气相对湿度是：5060，风速的大小应根据气温的高低而定，无提升设备的风硐其最高风速为15m/s。这三个参数是影响人体散热的主要因素。风速对人体散热与人体舒适又重要影响，风速还对矿尘悬浮、瓦斯集聚、井巷通风阻力等有较大影响。因此，为了改善矿井气候条件，防止瓦斯集聚，要求井巷风速不能太低；为了防止井巷中落尘飞扬、产生较大的通风阻力等，要求风速也不能过大。在气候条件三要素中，湿度与温度密切相关，但由于湿度控制比较困难，故改善气候条件的重点就是将井下、特别是采掘工作面的气温和风速进行适当调节，为采掘一线工作人员创造良好的工作环境。通过风量调节实现按需分风，决定各工作面的风量，所以对矿井主通风机的在线监控在煤矿安全生产中起着重要的核心作用。1.2 PLC的基本概念随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已经广泛几乎所有的工业领域，现代社会要求制造业对市场需求作出迅速的响应，生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产