煤矿主扇风机控制系统设计.doc

摘要：本文运用了S7-300PLC设计了煤矿主扇风机控制系统。首先，通过前期查阅文献，对煤矿主风机系统做了详细的研究，获得了该系统能够正常运行的参考量，如温度、振动、风量和风压。然后，根据要检测的量和煤矿现场的实际情况，选择了合适的温度传感器、振动传感器、风压传感器以及对应的变送器；同时，通过对开关量和模拟量的分析，对S7-300进行了硬件配置；系统采用变频器技术对风机进行调速，S7-300通过RS-485与变频器通信，控制变频器的输出频率进而控制风量。最后，采用了STEP7编写了PLC程序，实现了控制过程的相应要求。整个主扇风机控制系统能够实现手动控制和自动控制，具有冗余特性，设置了两套的通风机，一套工作，一套备用。如果主风机因振动过大或者温度过高而发出警报，那么就启动备用风机。出于同样考虑，风机的供电回路同样也要求具备冗余特性，因此本系统中设计了两套可独立运行的供电系统，能够确保了整套设备既安全又可靠的运行。

关键词 PLC；主扇风机；变频器；STEP7

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 选题背景与意义-1

1.2 PLC在矿井通风机上的运用-2

1.3 变频器在矿井通风机上的运用-2

1.4 本文研究的主要内容-2

1.5 本章小结-3

2 通风机、变频器与PLC的原理-4

2.1 矿用通风机的简介-4

2.1.1通风机的分类-4

2.1.2 通风机的性能参数-5

2.1.3 通风机的工况-6

2.1.4 通风机的性能曲线-7

2.2变频器技术原理与应用-8

2.2.1 变频器的原理-8

2.2.2 变频器的调速方式-8

2.2.3 西门子G150-9

2.3 PLC的控制原理与应用-10

2.3.1 PLC的基本组成与工作原理-10

2.3.2 西门子300PLC的简介-11

2.3.3 PLC控制变频器的方式-12

2.4 本章小结-12

3 主扇通风机系统的硬件选型与设计-13

3.1 通风机的布置与选型-13

3.2 高压配电柜系统的设计-14

3.3 低压配电柜系统的设计-15

3.4 PLC控制系统-15

3.4.1 PLC的硬件配置-15

3.4.2 PLC控制系统-17

3.4.3 PLC的I/O分配-17

3.5 传感器的选型-21

3.5.1 温度的测量-21

3.5.2 气体流量的测量-23

3.5.3 风机振动的测量-23

3.5.4 风道气体压力的测量-24

3.6 变频器主回路的设计-25

3.7 本章小结-26

4 控制系统的软件设计-27

4.1 STEP7编程软件概述-27

4.1.1 STEP7编程软件的标准软件包-27

4.1.2 程序的组成-28

4.2 系统程序设计-29

4.2.1 初始化程序（OB100）-30

4.2.2 低压柜控制程序（FC5）-31

4.3 本章小结-34

结论-36

致谢-37

参考文献-38