基于PLC的风机变频调速控制系统设计.pdf

开 发与研究 基于 P L C的凤机变频调速控制系统设计 中国质量认证 中心 曹文燕 摘要 本文根据矿用风机控制的实际需求， 设计了以 P L C为控制核心的风机变频调速控制系统， 分析了系统主 要的设计流程。 该系统将 P L C与变频器有机地结合起来， 采用以矿井气压压力为主控参数， 实现对风机工作过程和 运转速度的有效控制， 使矿井通风机通风高效、 安全， 达到 了明显的节能效果， 为煤矿矿井通风系统的节能技术改造 提 供一条新途径。 关键 词 矿用风机； P L C ； 变 频调速 0 引言 对于传统风机控制方式， 风机长期处于全功率下运行， 为满足煤炭安全设计规程对矿井通风的要求， 一般采用调 节导叶角方式控制风量及风压， 造成大量电能浪费。在煤 炭生产过程中， 对通风机的控制除电能存在浪费现象外， 还 存在～定的环境污染问题。一般煤矿采用抽出式通风方 式， 通风机将矿井巷道里的空气抽出， 排放到大气中， 其中 必 然包含大量的粉尘及 甲烷 、 一氧化碳等大量可燃 的有害 气体， 造成空气污染。 鉴于以上问题， 对煤矿通风系统的改 造是很有必要的。并且目前煤矿矿井通风系统， 大多仍采 用继电、 接触器控制系统， 但这种控制系统存在着体积大、 机械触点多、 接线复杂、 可靠性低、 排除故障困难等很多的 缺陷； 且因工作通风机一直高速运行 ， 备用通风机停止， 不 能轮休工作， 易使工作通风机产生故障， 降低使用寿命。 针对上述这一系列问题， 本系统将 P L C与变频器有机 地结合起来， 采用以矿井气压压力为主控参数， 实现对电 动机工作 过程和运转速度的有效控制 ， 使矿井 中的通风机 通风高效、 安全 ， 达到 了明显的节能效 果。 P L C控制系统具 有对驱动风机的电机过热保护、 故障报警、 机械故障报警 和瓦斯浓度断电等功能特点， 为煤矿矿井通风系统的节能 技术改造提供一条新途径。 1 系统设计功能 本控制系统具有通风机组的启动、 互锁和过热保护等 功能。与常规继电器实施的通风系统相比， P L C系统具有 故障率低、 可靠性高、 接线简单、 维护方便等诸多优点， P L C 的控制功能使通风系统的自动化程度大大提高， 减轻了岗 位人员的劳动强度。 P L C 和变频器与空气压力传感器配合 使用， 使系统控制的安全性、 可靠性大大提高， 也使通风机 运行 的故障率大大降低 ， 不仅节约了电能 ， 而且还提高 了 设备的运转率 。为满足矿井通风系统 自动控 制的要求 ， 系 统的具体设计要求如下 1 本系统提供手动／ 自动 2 种工作模式 ， 具有状态显 示 以及故障报警等功能 。 一 塑 壅 竺 兰 2 生 篁 呈 塑 一 I ／ 开发与研究 一 种现代化智能型养猪设施 红之 星农牧机械有 限公 司 朱望武 摘要 本文分析我国养猪的现状， 介绍一种现代化便 我国传统的养猪饲养方式， 主要是由饲养人员根据 自 携式智能型的移动猪舍， 该猪舍包含恒温控制系统； 粪便 身长期的饲喂经验添加饲料。 这种饲喂方式设施简陋， 科 自动收集处理系统； 生猪生理自动检测系统；自动饲料喂 技和智力因素要求低 ， 劳动强度大， 投料精度低， 饲料损失 养系统； 信息管理系统； 自动通风排气系统等。利用现代 量大， 浪费现象严重。农业部发布的 全国畜牧业发展第 控制技术， 对生猪实行精确化、 个性化、 猪性化饲养。 十二个五年规划 表明， 目前我国的生猪规模养殖比重还 关键词 智能； 养猪； 设施 不到 5 0 ％ ， 国内小型养猪户的比重较大。 1 我 国养猪业 的现 状 随着我国经济的发展， 养猪业得到迅猛发展， 不仅有 我国是个养猪大国， 据国家统计局公布， 2 0 1 2年我国 力地促进了我国农村经济的发展， 且带动了饲料、 兽药、 食 生猪存栏 4 7 4 9 2万头， 生猪出栏 6 9 6 2 8万头。养猪业已 品、 屠宰加工、 皮革、 冷藏贮运等相关产业的快速发展。 显 经成为我国农业和农村经济的支柱产业， 是保障食品安全 然我国养猪业已进入了新的发展阶段，猪肉产品供求平 的基础产业， 具有“ 无猪不稳， 猪粮安天下” 的战略意义。 衡， 提高猪肉产品品质与市场竞争力、 增加经济效益和社 然而， 我国现行的养殖模式， 要么是大型的集约化猪场， 占 会效益、 改善生态环境已成为我国养猪业实现可持续发展 地面积大， 建设成本高， 需要劳力多， 管理技术要求高， 环 的主要 目标。 境污染严重； 要么是农村散养户， 对疾病的控制能力、 对市 我国养猪业也逐步将射频识 R F I D 技术、 网络通信技 场波动的抗风险能力非常弱， 极大地限制了我国养猪业的 术、 控制技术应用于生产实践， 发展趋势走向以自动化信息 快速可持续发展。 化管理为主的生产模式。出现的各类相关研究包括 R F I D e； ； e； e e ； e； ； ； ； e ； ； ； ； ； 石＼ ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； 户设定不能超过的瓦斯浓度值为D 0 ， 气压传感器传来的压 力为 F 1 ， 用户要求 的矿井 内气压值 为 F 2 。 图 5系统 总流程图 由图 5可知 ， 按下启动键后， 首先检测是否手动 ， 如果 是则手动控制操作 ， 否则就 自动正常运行 ； 接着检 测矿井 ■ 塑 壅 塑 竺 兰 2 1 呈 兰 苎 塑 内瓦斯浓度值和大气压力值， 进行处理判断。若 D D O ， 则 通风机与矿井下供电电源联锁停止工作并报警， 否则比较 判 断 F 1 与 F 2的大小，若 F I F 2 ，进入风机轮休控制子程 序 ， 启动 A风机 ， A风机运行一定时间后， 启动 B组风机工 作 ， A组风机停止 。否则 2台通风机 同时参与工作。 3 总 结 利用 P L C变频器和风机通风系统进行节能技术改造， 不仅简化了系统， 提高了设备的可靠性和稳定性， 设备的 操作和维护方便， 节省能耗， 同时也大大地提高了煤矿生 产的安全系数。另外还可以根据需要配置相应的通信模 块， 很方便地组成集散式控制系统， 进行远程监控现场设 备的运行状态， 提高了企业的生产效率和经济效益， 具有 一 定的推广价值 。 参考文献 [ 1 ] 殷洪义 ． 可编程控制器选择 、 设计与维护 [ M ] ． 北 京 机械工业 出版社 ， 2 0 0 2 ． [ 2 ]周九 宁． 可编程控制器在矿 山设备 中的应用 [ J ] ． 采矿技术， 2 0 0 4 ， 4 1 4 5 4 6 ． [ 3 ] 彭桂力， 刘知贵． 集中供热锅炉控制系统的 P L C 控制[ J ] ． 电力 自动化设备， 2 0 0 6 9 7 5 7 7 ． [ 4 ] 马宁， 孔红 ． S 7 - 3 0 0 P L C和 M M 4 4 0 变频器 的原理 与应用[ M ] ． 北京 机械工业出版社， 2 0 0 6 ． 收稿 日期 2 0 1 5 0 5 1 8