基于plc的风机监控系统

毕业设计（论文）（说明书）题目：基于plc的风机监控系统设计姓名：赵永强编号：321219332722河南理工大学成人教育学院第I页河南理工大学成人教育学院毕业设计（论文）任务书站别平顶山函授站年级专业2012电气工程自动化4班学生姓名赵永强一、设计(论文)题目：基于plc的风机监控系统设计二、设计（论文）任务与要求1、收集原始资料，对主通风机选型。2、对plc进行选型。3、对变频器进行选型。4、对上位机软件进行选择。三、设计（论文）时间2014年3月1日至2013年5月4日指导教师（签名）沈占彬成教院院长（签名）第II页河南理工大学成人教育学院毕业设计（论文）评定书站别平顶山函授站年级专业2012电气工程自动化4班学生姓名赵永强一、设计(论文)题目：基于plc的风机监控系统设计二、设计（论文）说明书47页，附图0张。三、审阅意见及评语按照设计任务书的要求，基本完成了设计任务。根据学院毕业设计管理的有关规定，同意（不同意）参加毕业设计（论文）答辩。指导教师（签名）沈占彬职称教授工作单位平顶山工业职业技术学院第III页河南理工大学成人教育学院毕业设计（论文）答辩委员会记录平顶山函授站年级专业2012电气工程及自动化1班学生姓名宋乐天的（论文）于2014年5月日进行答辩。设计(论文)题目：煤矿6Kv变电站供电系统设计答辩学生向毕业设计答辩委员会（小组）提交以下资料：一、设计（论文）说明书共47页二、设计（论文）图纸共0张三、指导教师评阅意见共1张根据学生所提供的毕业设计（论文）材料和指导教师意见以及在答辩过程中学生回答问题的情况，毕业设计（论文）答辩委员会（小组）作出如下决议：一、毕业设计（论文）的总评语：二、毕业设计（论文）的总评成绩：毕业答辩委员会主任（组长）签字：委员（成员）签字：年月日河南理工大学成人教育学院毕业设计（论文）说明书第I页-摘要在煤矿的安全生产中，矿井通风系统起着极其重要的作用，它是煤矿安全生产的关键环节。而矿井主通风机又是矿井通风系统的主要设备之一，它担负着向井下输送新鲜空气的重要作用，因此对其进行PLC控制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，具有较高的经济效益。本文利用传感器技术、PLC控制技术、变频调速技术和组态监控技术，对矿井主通风机进行了PLC控制的变频调速系统的设计和研究。首先，根据主通风机监控系统的功能要求，选择了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，在硬件结构上，利用STEP-Micro/WIN编程软件完成了系统PLC控制程序的流程设计；最后，根据系统的整体功能要求，结合组态王软件和PLC的应用，完成了主通风机监控系统的功能设计。监控系统可实现风机的自动启/停、两台风机的自动切换、参数的实时采集以及根据给定的风量值实时调节风机转速等功能。结合上位机界面，可实现各重要参数的显示、主要设备的故障报警、数据的存储和报表输出以及曲线绘制等功能，为工作人员提供良好的操作界面。关键词：主通风机；PLC控制；变频调速技术；上位机河南理工大学成人教育学院毕业设计（论文）说明书第I页-目录第一章绪论................................................................11.1课题研究背景及研究意义..............................................11.2变频调速技术在矿井通风机上的应用.....................................11.3PLC控制技术在矿井通风机上的应用......................................21.4本论文研究的主要内容.................................................31.5本章小结.............................................................4第二章轴流式通风机的运行特性和理论........................................42.1轴流式通风机的工作特点...............................................42.2轴流式通风机的性能曲线...............................................52.3通风机性能参数相关计算、处理.........................................62.4本章小结............................................................13第三章风机变频调速的原理及系统设计.......................................133.1变频调速技术的原理及应用............................................133.1.1变频调速的基本原理............................................133.1.2变频调速的基本控制方式........................................143.1.3矿井通风机变频调速的节能原理..................................153.1.4变频器的结构和选型............................................173.1.5微能高压变频器特性............................................183.1.6WIN-HV的主电路结构............................................183.2PLC的工作原理及应用.................................................193.2.1PLC的基本构成.................................................193.2.2PLC的工作原理.................................................193.2.3PLC控制器的选型...............................................203.2.4PLC控制变频器的方式...........................................213.3变频器的参数设置....................................................213.4系统的总体设计......................................................253.5本章小结............................................................26第四章风机监控系统硬件设计...............................................264.1风机系统参数采集....................................................264.1.1温度参数.....................................................274.1.2风量参数.....................................................294.1.3振动参数.....................................................304.1.4电压、电流及功率因数等电参数.................................314.2系统的主电路结构....................................................314.3系统的控制电路结构..................................................33河南理工大学成人教育学院毕业设计（论文）说明书第II页-4.3.1PLC控制器I/O点的编址.........................................334.3.2系统控制电路结构..............................................334.4本章小结............................................................35第五章系统软件设计.......................................................365.1PLC的编程语言.......................................................365.1.1PLC的编程方法.................................................365.1.2STEP7-Micro/WIN4.0编程软件介绍...............................365.2PLC控制软件设计....................................................375.2.1模拟量的采集与处理流程.......................................375.2.2单个风机的启动/停止控制流程..................................395.2.3风机自动倒换控制流程.........................................395.3监控系统的上位机设计................................................415.3.1组态王软件简介................................................415.3.2组态王软件的结构组成..........................................415.3.3组态王软件的功能特点..........................................415.3.4上位机的功能设计..............................................425.4本章小结............................................................44第六章总结及应用展望.....................................................446.1全文总结............................................................446.2应用展望............................................................45参考文献...............................................................46河南理工大学成人教育学院毕业设计（论文）说明书第1页-第一章绪论1.1课题研究背景及研究意义近年来，随着国家经济的发展，能源危机越来越成为了制约国家经济发展的一个突出问题。煤矿的生产和安全也愈显的重要，煤矿一方面向国