PAGE2基于PLC的礦井熱風(fēng)機(jī)組控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要本文是以礦井井口溫度為研究對(duì)象而設(shè)計(jì)的基于PLC的礦井熱風(fēng)機(jī)組變頻調(diào)速系統(tǒng)，礦井熱風(fēng)控制是井下采、掘行業(yè)必不可少的環(huán)節(jié)，特別是在北方冬季的礦井口，井內(nèi)的溫度狀態(tài)井口的溫度對(duì)礦井安全來(lái)說(shuō)非常重要。本課題介紹了課題背景及研究意義，重點(diǎn)分析了PLC的發(fā)展與變頻技術(shù)的發(fā)展及調(diào)速理論；對(duì)工藝過(guò)程進(jìn)行了具體的分析，設(shè)計(jì)了礦井熱風(fēng)機(jī)組自動(dòng)控制系統(tǒng)；構(gòu)建了基于PLC的礦井熱風(fēng)機(jī)組控制系統(tǒng)實(shí)施方案，設(shè)計(jì)了軟、硬件系統(tǒng)，最后由組態(tài)王軟件制造出礦井監(jiān)控系統(tǒng)及報(bào)警系統(tǒng)。仿真做出后完成康靜熱風(fēng)機(jī)組控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)詳細(xì)控制流程是通過(guò)在礦井口安放一組熱風(fēng)機(jī)，即三臺(tái)熱風(fēng)機(jī)，兩臺(tái)用另一臺(tái)作為備用，并且由變頻器控制風(fēng)機(jī)組，每臺(tái)電機(jī)都可以一樣的頻率或者不同的頻率運(yùn)行，變頻轉(zhuǎn)換由開關(guān)控制。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，傳感器首先檢測(cè)環(huán)境溫度，若環(huán)境溫度高于5℃，熱風(fēng)機(jī)不啟動(dòng)，反之，傳感器檢測(cè)礦井巷道混合風(fēng)溫度，當(dāng)混合風(fēng)溫度低于2℃時(shí)，進(jìn)行上電啟動(dòng)1號(hào)熱風(fēng)機(jī)。給儀表設(shè)置上下限信號(hào)，下限為2℃時(shí)和上限為10℃。當(dāng)混合風(fēng)溫度仍低于2℃給變頻器信號(hào)，此時(shí)使得變頻器頻率增加，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速加大，使溫度處于范圍之內(nèi)。當(dāng)回水溫度低于2℃時(shí)，風(fēng)機(jī)不啟動(dòng)。當(dāng)混合風(fēng)溫度高于10℃時(shí)，傳感器傳入開關(guān)量信號(hào)給PLC，PLC給變頻器信號(hào)，此時(shí)使得變頻器頻率減少，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低，使溫度處于范圍之內(nèi)。當(dāng)一臺(tái)變頻器達(dá)到50hz時(shí)，啟動(dòng)另一臺(tái)，當(dāng)一臺(tái)變頻器頻率降到15hz時(shí)，則停止另一臺(tái)。啟停順序?yàn)橄绕鹣韧?。關(guān)鍵詞：熱風(fēng)機(jī)組；PLCs7-200；組態(tài)；變頻技術(shù)；風(fēng)溫；水溫。目錄31948礦井熱風(fēng)機(jī)組控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) I17658摘要 I24179第一章緒論 1179481.1課題研究背景和意義 1126621.2國(guó)內(nèi)礦井巷道防凍技術(shù)的研究現(xiàn)狀 1199921.3礦井巷道防凍技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 2192201.4PLC發(fā)展概況 3201351.4.1PLC發(fā)展歷史 3150491.4.2PLC市場(chǎng)情況 378101.5變頻調(diào)速發(fā)展概況 553581.5.1變頻調(diào)速發(fā)展歷史 5161501.5.2變頻器井口溫度理論分析 5458第二章礦井熱風(fēng)機(jī)組工藝過(guò)程概述 7311892.1礦井熱風(fēng)機(jī)組系統(tǒng)簡(jiǎn)介 715802.2熱風(fēng)機(jī)組簡(jiǎn)介 794612.2.1熱風(fēng)機(jī)組的結(jié)構(gòu)及工作原理 8229482.2.2熱風(fēng)機(jī)組的運(yùn)行特性及特點(diǎn) 813092第三章礦井熱風(fēng)機(jī)組自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10327433.1總體方案設(shè)計(jì) 1035933.2熱風(fēng)機(jī)組熱風(fēng)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10178803.3礦井巷道混合風(fēng)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11311003.4熱風(fēng)機(jī)組回水溫度保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 132121第四章基于PLC的礦井熱風(fēng)機(jī)組控制系統(tǒng)實(shí)施方案 14281314.1控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及原理 1465294.2自動(dòng)化儀表設(shè)備選型 1525834.2.1PLC選型 1510114.2.2變頻器選型 164374.2.3熱風(fēng)機(jī)選型 1771324.2.4傳感器及檢測(cè)儀表選型 21212024.3硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2278374.3.1主回路設(shè)計(jì) 2298294.3.2控制回路設(shè)計(jì) 23220234.3.3PLC設(shè)計(jì) 2463694.3.4變頻器設(shè)計(jì) 2599804.4軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26217284.4.1PLC編程語(yǔ)言 26281694.4.2系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 2730658第五章上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 33250655.1組態(tài)王簡(jiǎn)介 33145135.1.1軟件定義 33130755.1.2軟件特點(diǎn) 34195675.1.3軟件主要亮點(diǎn) 3563355.2熱風(fēng)機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3553305.3系統(tǒng)調(diào)試 3816134總結(jié) 4324792參考文獻(xiàn) 44緒論課題研究背景和意義在北方，大多數(shù)礦井在冬季和開春的季節(jié)，都會(huì)面臨溫度對(duì)進(jìn)風(fēng)井的影響，尤其是開春的季節(jié)，在井口是因?yàn)闇囟容^低，并且雪開始融化變成冰，造成井口結(jié)冰或者低溫導(dǎo)致隱患，因此井口房一般都有安置空氣加熱室，其中放至熱風(fēng)機(jī)組，通過(guò)向井內(nèi)輸送熱風(fēng)以來(lái)保證井口溫度在一定溫度之上，來(lái)保證礦井正常運(yùn)作。目前，在北方的絕大部分礦井中，為保證井口溫度，都安置熱風(fēng)機(jī)組。而為了工藝上實(shí)現(xiàn)以及本著節(jié)能的意愿，我們采用了S7-200PLC控制變頻器，由變頻調(diào)速控制風(fēng)機(jī)吹進(jìn)熱風(fēng)量控制井口的溫度這個(gè)想法。本課題的選擇背景是針對(duì)北方礦井在冬天較冷的情況下所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，在距離井口10米左右放置若干熱風(fēng)機(jī)，熱風(fēng)由換熱器加熱，再通過(guò)熱風(fēng)機(jī)吹進(jìn)井口，井口放溫度傳感器,用于測(cè)量井口溫度,并且溫度測(cè)量值由儀表做顯示,在反饋給PLC,由PLC控制變頻器，從而控制風(fēng)機(jī)，構(gòu)成閉環(huán)，把井口溫度控制在一定溫度之內(nèi)，保證礦井井口溫度，使得井口不會(huì)結(jié)冰，造成麻煩。國(guó)內(nèi)礦井巷道防凍技術(shù)的研究現(xiàn)狀現(xiàn)在國(guó)內(nèi)礦井巷道防結(jié)冰采用鍋爐燃燒和高效水源熱泵機(jī)兩種方式，由于技術(shù)落后及大量小礦場(chǎng)的存在，鍋爐燃燒防凍成為主要方式。大部分井口有空氣加熱室，熱風(fēng)機(jī)組安置其中，通過(guò)向井內(nèi)吹熱風(fēng)來(lái)保證巷道溫度在一定溫度以上，保證礦井巷道不結(jié)冰。國(guó)內(nèi)小型的礦場(chǎng)一般都采用讓熱風(fēng)機(jī)固定風(fēng)速持續(xù)往井口內(nèi)輸送熱風(fēng)的方式，這樣的方式控制不穩(wěn)定而且容易發(fā)生安全事故。人為簡(jiǎn)單操作熱風(fēng)機(jī)和設(shè)定設(shè)備參數(shù)，系統(tǒng)控制簡(jiǎn)單，可靠性不大；熱風(fēng)機(jī)一般采用直接啟動(dòng)的方式，啟動(dòng)不簡(jiǎn)便，啟動(dòng)電流大，對(duì)熱風(fēng)機(jī)損害大；尤其是對(duì)風(fēng)量的控制，采用人工改變風(fēng)門擋板位置，通過(guò)這種方式輸送控制需要的風(fēng)量，但這種控制自動(dòng)程度低，費(fèi)能。我國(guó)礦井巷道防凍在技術(shù)上，正經(jīng)歷從模仿、應(yīng)用簡(jiǎn)單的階段。走向開發(fā)研究、技術(shù)綜合，利和時(shí)期，但開發(fā)出的系統(tǒng)還有缺點(diǎn)，我國(guó)大多以單片機(jī)控制器的防凍監(jiān)控系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采樣、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到控制都是它完成，因而這類系統(tǒng)性能再主控制器有限制?？墒菃纹瑱C(jī)可靠乘度低并且易受外界的干擾，但是礦井巷道環(huán)境及其惡劣，因此拿單片機(jī)當(dāng)作主控制器難實(shí)現(xiàn)預(yù)期效果。礦井巷道防凍技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)比單片機(jī)，PLC不論從價(jià)格還是性能方面都占很大優(yōu)勢(shì)：可靠的性能、良好的穩(wěn)定性﹑高集成度、高效率、比較強(qiáng)的抗干擾能力、組態(tài)靈活多變﹑編程簡(jiǎn)單易懂﹑維護(hù)也及其方便。并且?guī)Ф喾N拓展通信接口，能夠方便的建立各級(jí)連接。PLC更適合作為主控制器應(yīng)用在礦井巷道防凍的監(jiān)控之中。隨著PLC和變頻調(diào)速技術(shù)迅速發(fā)展，PLC和變頻器在生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。PLC不僅有控制系統(tǒng)的功能，而且擴(kuò)展了智能模塊，形成不同的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)溫度控制、閉環(huán)控制、位置控制，以此來(lái)適應(yīng)不同工業(yè)的需要。在礦山巷道的防凍技術(shù)中，PLC可用于控制熱風(fēng)機(jī)組系統(tǒng)，可以提高系統(tǒng)自動(dòng)化程度和穩(wěn)定性。采用變頻器控制熱風(fēng)機(jī)的操作，可以完成熱風(fēng)機(jī)的軟啟動(dòng)和無(wú)級(jí)調(diào)速，也可以降低風(fēng)機(jī)的能耗，節(jié)約電能。如果采用組態(tài)技術(shù)，全面改造熱風(fēng)機(jī)組系統(tǒng)，建立合理完整的監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)提高科學(xué)管理水平和改善礦井熱風(fēng)機(jī)設(shè)備運(yùn)行意義重大。PLC發(fā)展概況PLC發(fā)展歷史1968年，美國(guó)GM(通用汽車)公司提出了想要帶體繼電器控制裝置，第二年美國(guó)數(shù)字公司腌制出可編程控制器弟一代，滿足公司裝備線要求。如今集成電路基數(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展，已經(jīng)有NO.5的PLC產(chǎn)品。改變極械性能與幾何性狀的制造工業(yè)，物理變化與化雪變化將原料磚化成產(chǎn)品的過(guò)程工業(yè)，滁以連續(xù)量為主控制外，在制造業(yè)中存在議開關(guān)量為主的開環(huán)的順序空制時(shí)，它按照邏輯順序動(dòng)作號(hào)進(jìn)行時(shí)廳動(dòng)作;除此之外有與順序、時(shí)序都沒關(guān)系的通過(guò)邏輯關(guān)系連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制;以及計(jì)時(shí)器、開關(guān)量、計(jì)數(shù)器、脈沖量、和模擬量的越限報(bào)警等狀態(tài)量為主要量的—離散量的數(shù)據(jù)采集監(jiān)視法。因?yàn)榭罩煤捅O(jiān)視的要求，PLC便盛了代繼電器線條與進(jìn)行順序空置為主的現(xiàn)代產(chǎn)品。在80年代至90年代時(shí)，這時(shí)的PLC是發(fā)展最快的時(shí)期，年增長(zhǎng)率保持在30~40%。由于PLC聯(lián)系處理模逆的能力與網(wǎng)絡(luò)方面的功能進(jìn)步，擠滿了部分DCS的市場(chǎng)并且慢慢的壟斷污水處理及別的行業(yè)，之后IPC出現(xiàn)，近年來(lái)現(xiàn)場(chǎng)總限技術(shù)的發(fā)展，IPC和FCS也擠占PLC市場(chǎng)的絕大一大部分，近年來(lái)PLC的銷售量增長(zhǎng)速度變的緩慢了。全世界目前大概300種以上的PLC產(chǎn)品由200多個(gè)廠家總共生產(chǎn)，主應(yīng)于造紙（11.3%）、加工食品（16.4%）、汽車（23.5%）、金屬（11%）和制藥（14.6%）等行業(yè)。PLC市場(chǎng)情況我國(guó)大約有30多個(gè)PLC生產(chǎn)的廠家，可是生產(chǎn)與名牌產(chǎn)品未形成大規(guī)模，還有部分是以仿制、組裝等方式生產(chǎn)，因此我國(guó)PLC在還沒有形成制造產(chǎn)業(yè)。我國(guó)的PLC應(yīng)用方面是活躍的，每年投入PLC產(chǎn)品約10萬(wàn)臺(tái)，三十億元人民幣的年銷售總額，應(yīng)用廣泛。但是對(duì)比其他各國(guó)的PLC應(yīng)用，在生產(chǎn)線方面和機(jī)械加工的應(yīng)用需要加大投入生產(chǎn)。我國(guó)國(guó)內(nèi)PLC市場(chǎng)上流行的幾家PLC產(chǎn)品如下：（1）施耐德公司：Quantum和Premium等產(chǎn)品，最早儀表廠在天津的莫迪康產(chǎn)品;（2）羅克韋爾公司：目前有MicroLogix和ControlLogix等產(chǎn)品;（3）西門子公司：當(dāng)前有大型S7-1200和S7-1500與小型SIMATICS7-200、S7-300、S7-400和LOGO!系列產(chǎn)品;（4）GE公司：日本松下公司、富士公司、三菱公司等產(chǎn)品。不只是在我國(guó)，PLC在日本調(diào)查顯示這樣工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家中也有，PLC配套的總機(jī)電產(chǎn)品的比為42%，機(jī)電一體化占采用接觸器控制和繼電器占比共24%的產(chǎn)品。所以說(shuō)，由此可見還是很多的，需要應(yīng)用PLC的地方在如今發(fā)展中的中國(guó)更是需要了。從技術(shù)創(chuàng)新的角度來(lái)看，我國(guó)大部分大中型企業(yè)也要發(fā)展CIMS（計(jì)算機(jī)制造集成系統(tǒng)），在機(jī)制廠還需要要形成FMS柔性的制造系統(tǒng)，企業(yè)的基礎(chǔ)是PLC的應(yīng)用，所以在這種類型的工業(yè)中PLC銷售市場(chǎng)是廣闊的。PLC具有操作維護(hù)方便、價(jià)錢便宜、穩(wěn)定性高、多功能和應(yīng)用靈活的優(yōu)點(diǎn)，這是它能久居在市場(chǎng)的根源。PLC在90年代已形成了PLC的微型、小型、中型、大型和巨型多種類系列和型號(hào)。按I/O數(shù)字參考量可分為：l微型PLC：32I/Ol小型PLC：256I/Ol中型PLC：1024I/Ol大型PLC：4096I/Ol巨型PLC：8195I/O變頻調(diào)速發(fā)展概況變頻調(diào)速發(fā)展歷史交流變頻調(diào)速理論初誕生20世紀(jì)20年代，直到60代，由于電力電子器技術(shù)的進(jìn)步，才促進(jìn)了變調(diào)速技術(shù)向?qū)嵱梅桨l(fā)展。70年代席工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的油危機(jī)，促使其投大量的人力、物力、財(cái)力去研制高效率的變頻器，使變頻技術(shù)有很大發(fā)展并得到推廣。80年代的時(shí)候，變頻器已經(jīng)成為了產(chǎn)品化，性能也式有了不斷提高，并開始被應(yīng)用于工業(yè)部分。進(jìn)入90年代，由于新電力電子器件如IGBT、IGCT等的發(fā)展性能的提長(zhǎng)、微型計(jì)算機(jī)技能（DSP)的發(fā)展，以及先進(jìn)控制理論的發(fā)展和完美（如磁場(chǎng)定向矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制）等原因，極大地提高了變頻調(diào)速技術(shù)的技術(shù)性能，促進(jìn)了變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，使變頻器在調(diào)速精度、調(diào)速范圍、動(dòng)態(tài)響應(yīng)、驅(qū)動(dòng)能力、輸出性能、運(yùn)行效率、功率因數(shù)及使用的方便性等方超過(guò)了其他常有的交流調(diào)速方式，其性能指標(biāo)亦已超過(guò)直流調(diào)速系統(tǒng)，達(dá)到取代直流系統(tǒng)的地步。目前，交流調(diào)速以其優(yōu)異而深受各行業(yè)歡迎，在紡織、電力、造紙、化工、食品、水泥、船舶、煤炭、軋鋼、鐵路以及機(jī)床等傳統(tǒng)工業(yè)的改造中和航天航空等高新技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用中無(wú)不看到變頻調(diào)速技術(shù)的痕跡，變頻調(diào)速技術(shù)取得了客觀的經(jīng)濟(jì)效益。變頻器井口溫度理論分析熱風(fēng)機(jī)電機(jī)采用的是三相異步電動(dòng)機(jī)，其轉(zhuǎn)速公式為：（2.1）式中：p電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)，s轉(zhuǎn)差率，f電源頻率。從上式可知，三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速的方式為：（1）改變電源頻率（2）改變電機(jī)極對(duì)數(shù)（3）改變轉(zhuǎn)差率改變?yōu)楸ＷC其較大的調(diào)速范圍得改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速，常采用的方式：串級(jí)調(diào)速，可以回收轉(zhuǎn)差功率是它最大優(yōu)點(diǎn)，也有比較好的節(jié)能效果，并且調(diào)速性能也不差，但由于線路太復(fù)雜，增加了中間環(huán)節(jié)電能損耗，并且成本高，進(jìn)而影響它推廣的價(jià)值。以下重點(diǎn)分析改變電源頻率調(diào)速的方法和特點(diǎn)。據(jù)公式可知，當(dāng)轉(zhuǎn)差率變化較小時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n基本和電源頻率f成正比。電機(jī)極對(duì)數(shù)調(diào)速的調(diào)控方式控制簡(jiǎn)捷，費(fèi)用小，節(jié)約能源效果好，工作效率高，但是需要專用變極電機(jī)，即有級(jí)調(diào)速，并且級(jí)差大，變速時(shí)轉(zhuǎn)速變化較大，轉(zhuǎn)矩也變化大，因此僅適用在特定轉(zhuǎn)速生產(chǎn)機(jī)器上。連續(xù)調(diào)節(jié)電源頻率，就可以平滑的改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。但是，僅調(diào)節(jié)電源頻率，會(huì)致使電機(jī)運(yùn)行性能惡化。隨著電力電子技術(shù)發(fā)展，已經(jīng)出現(xiàn)各種性能好、工作可靠的變頻調(diào)速的電源裝置，這些促進(jìn)了變頻調(diào)速的廣泛應(yīng)用。變頻通風(fēng)控制主要是由變頻器、控制系統(tǒng)、電機(jī)及傳感器等部分組合而成。該系統(tǒng)由控制變頻調(diào)速器，將50Hz的交流電從0~50Hz之間頻率輸出，實(shí)現(xiàn)交流電機(jī)的無(wú)極調(diào)速。礦井熱風(fēng)機(jī)組工藝過(guò)程概述礦井熱風(fēng)機(jī)組系統(tǒng)簡(jiǎn)介礦井熱風(fēng)機(jī)組系統(tǒng)主要任務(wù)是通過(guò)PLC控制變頻器，繼而控制熱風(fēng)機(jī)的風(fēng)速使巷道混風(fēng)溫度不低于2℃，保證巷道不能結(jié)冰。礦井工藝過(guò)程如圖2.1所示。圖2.1礦井熱風(fēng)機(jī)組工藝流程圖風(fēng)機(jī)把冷空氣風(fēng)送入換熱器和熱媒體（蒸汽）進(jìn)行熱交換,冷空氣加熱后經(jīng)過(guò)管道送人礦井巷道的內(nèi),與井口冷空氣混合成混合風(fēng)在通風(fēng)機(jī)的作用下被送進(jìn)井下。因此礦井輸入冷、熱空氣風(fēng)量和溫度都影響礦井巷道空氣溫度高低。礦井的冷空氣是自然情況,對(duì)于礦井，冷空氣風(fēng)量和溫度可以視為一個(gè)固定值,然而熱風(fēng)的風(fēng)量和溫度是可以熱風(fēng)機(jī)可以改變的。熱風(fēng)機(jī)組簡(jiǎn)介熱風(fēng)機(jī)組的設(shè)立是為防止冬季礦井巷道結(jié)冰，必須向巷道吹入暖風(fēng)，從而研發(fā)出的一種高效率、高智能空氣加熱設(shè)備。應(yīng)用于礦井內(nèi)冷空氣加熱，對(duì)于工業(yè)廠房?jī)?nèi)溫度調(diào)節(jié)和物料烘干同樣適用。熱風(fēng)機(jī)是由多組雙金屬?gòu)?fù)合螺旋翅片管式空氣加熱器、高效低噪軸流風(fēng)機(jī)及降噪保溫箱構(gòu)成的主機(jī)，配置有傳感器、溫控閥、變頻器、組態(tài)監(jiān)控滿足用戶要求。實(shí)現(xiàn)本地或者遠(yuǎn)程操作，實(shí)現(xiàn)模擬壓力、溫度自動(dòng)控制及遠(yuǎn)程監(jiān)控的計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控和監(jiān)視，有散熱性好、換熱效率高、自動(dòng)化程度高和組合靈活等優(yōu)點(diǎn)。熱風(fēng)機(jī)的熱媒體常見為蒸汽和熱水，熱媒體經(jīng)控制加熱器，通過(guò)熱交換讓冷空氣加熱，風(fēng)機(jī)吹出熱風(fēng)到使用空氣的場(chǎng)所，進(jìn)而滿足風(fēng)量和空氣溫度的要求。箱體由擴(kuò)散器和外殼組成，有熱空氣擴(kuò)散、降噪、保溫和節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。熱風(fēng)機(jī)組的結(jié)構(gòu)及工作原理礦井熱風(fēng)機(jī)組的持續(xù)進(jìn)風(fēng)溫度可達(dá)到230攝氏度，風(fēng)量調(diào)節(jié)采用變頻器調(diào)速，更節(jié)能，可控性高和熱損少等優(yōu)異特性。通電后，鼓風(fēng)機(jī)把空氣吹到加熱器，令空氣從螺旋狀的電熱絲內(nèi)、外側(cè)通過(guò)，電熱絲通電后產(chǎn)生的熱量對(duì)通過(guò)的冷空氣進(jìn)行加熱，進(jìn)而使出風(fēng)口的風(fēng)溫升高。出風(fēng)口處的K型熱電偶適時(shí)將探測(cè)到的出風(fēng)溫度反饋給溫控儀器，儀表根據(jù)設(shè)定溫度監(jiān)測(cè)工作地點(diǎn)的實(shí)際溫度，然后將有關(guān)信息傳遞給固態(tài)繼電器從而操控加熱器是否開始工作。同時(shí)，通風(fēng)機(jī)可以利用風(fēng)量調(diào)節(jié)器（變頻器、風(fēng)門）調(diào)節(jié)吹送空氣風(fēng)量的大小，來(lái)實(shí)現(xiàn)工作溫度、風(fēng)量的調(diào)控功能。另外，熱風(fēng)機(jī)還對(duì)通風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口、電機(jī)設(shè)置超溫保護(hù)回路和對(duì)總電路設(shè)置急剎摯開關(guān)，更進(jìn)一步完善對(duì)設(shè)備保護(hù)。熱風(fēng)機(jī)組的運(yùn)行特性及特點(diǎn)隨著熱風(fēng)機(jī)廣泛使用，特殊環(huán)境下的工業(yè)生產(chǎn)開始采用，比如一些帶有大量水汽的環(huán)境，還是需要把熱風(fēng)源循環(huán)使用的。在以前熱風(fēng)機(jī)產(chǎn)品中大部分無(wú)法滿足這樣的條件，新型產(chǎn)品采用菱形式換熱管于耐高溫絕緣瓷柱瓷上配于耐高溫不銹鋼支承骨架，熱轉(zhuǎn)換率更高。熱風(fēng)機(jī)運(yùn)行特性如下：（1）利用風(fēng)洞設(shè)計(jì)，冷空氣從換熱管外側(cè)均勻通過(guò)，熱交換幾乎100%，風(fēng)壓幾乎不損失；（2）配有過(guò)熱過(guò)載的保護(hù)裝置，用以保證設(shè)備安全，可在一年中不停運(yùn)轉(zhuǎn)工作；（3）堅(jiān)固機(jī)殼，纖維保溫棉隔熱，可長(zhǎng)期保持高溫工作，使用安全可靠；（4）應(yīng)用廣泛，持續(xù)使用溫度可達(dá)到350℃/650℃。在過(guò)去，工業(yè)熱風(fēng)機(jī)因其笨重，未得到廣泛推廣。便攜式的工業(yè)熱風(fēng)機(jī)近近幾年在工業(yè)生產(chǎn)得到了追捧，便攜式熱風(fēng)機(jī)和熱風(fēng)機(jī)在性能上區(qū)別不大，但自動(dòng)化的程度上有所提高。便攜式熱風(fēng)機(jī)特點(diǎn)如下：（1）兩檔功能設(shè)置；（2）溫度調(diào)節(jié)和復(fù)位控制；（3）手動(dòng)重啟裝置，雙重自動(dòng)過(guò)熱保護(hù)，內(nèi)置自動(dòng)溫控器；（4）采用高品質(zhì)元器件及材料；（5）內(nèi)部導(dǎo)線為耐高溫硅膠線，延長(zhǎng)了使用壽命；（7）后部防雀網(wǎng)罩提高進(jìn)風(fēng)效率，有助電機(jī)散熱，節(jié)約相應(yīng)空間。礦井熱風(fēng)機(jī)組自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案設(shè)計(jì)本次自動(dòng)控制系統(tǒng)包括：熱風(fēng)機(jī)組熱風(fēng)溫度控制系統(tǒng)﹑礦井巷道混合風(fēng)溫度控制系統(tǒng)﹑熱風(fēng)機(jī)組回水溫度控制系統(tǒng)。熱風(fēng)機(jī)是通過(guò)冷空氣和蒸汽進(jìn)行熱交換輸出熱風(fēng)機(jī)組。巷道混合風(fēng)由熱風(fēng)機(jī)輸出的熱風(fēng)和礦井原有的冷空氣混合而成，所以熱風(fēng)機(jī)輸出的熱風(fēng)溫度需要控制。由于無(wú)法確定熱媒體的穩(wěn)定性，熱風(fēng)機(jī)組熱風(fēng)溫度也無(wú)法確定，間接影響到井口混風(fēng)溫度，使變頻器工作量較大。礦井巷道混合風(fēng)溫度控制是整個(gè)設(shè)計(jì)核心，使礦井巷道混合風(fēng)溫度控制在2℃到10℃之間，避免卡罐、冰棱傷人、落冰砸人和凍裂管道等安全事故的發(fā)生，并且寒冷的風(fēng)流對(duì)工作人員的身體健康造成威脅，降低勞動(dòng)生產(chǎn)效率。當(dāng)熱風(fēng)機(jī)回水溫度低于2℃時(shí)，回水就結(jié)冰，堵塞回水管道，造成安全事故。所以應(yīng)對(duì)熱風(fēng)機(jī)回水溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。熱風(fēng)機(jī)組熱風(fēng)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)熱媒體的穩(wěn)定性無(wú)法確定，導(dǎo)致熱風(fēng)機(jī)熱風(fēng)溫度波動(dòng)，間接影響到井口混風(fēng)溫度，使變頻器工作量變大。當(dāng)熱媒體的流量變小時(shí)，熱風(fēng)機(jī)熱風(fēng)溫度變低，為保持巷道溫度，熱風(fēng)機(jī)只能提高轉(zhuǎn)速，即變頻器輸出頻率變大。反之，熱風(fēng)機(jī)熱風(fēng)溫度變高，為保持巷道溫度，熱風(fēng)機(jī)只能降低轉(zhuǎn)速，即變頻器輸出頻率變小。所以熱風(fēng)機(jī)熱風(fēng)溫度不穩(wěn)定會(huì)造成控制系統(tǒng)不穩(wěn)定，因而需要控制熱風(fēng)機(jī)熱風(fēng)溫度。在熱風(fēng)機(jī)組熱風(fēng)溫度控制方面以控制機(jī)組熱風(fēng)溫度為主要控制對(duì)象，在機(jī)組出熱風(fēng)管道和熱媒體蒸汽管道之間形成一個(gè)單閉環(huán)控制系統(tǒng)。如圖3.1所示是本次系統(tǒng)的控制系統(tǒng)方框圖。圖3.1熱風(fēng)溫度控制方框圖PLC通過(guò)控制蒸汽流量閥門開度來(lái)控制熱風(fēng)機(jī)熱風(fēng)溫度，如果熱風(fēng)機(jī)熱風(fēng)溫度比設(shè)定值較高時(shí)，使閥門開度減??；反之使開度增大。使熱風(fēng)機(jī)熱風(fēng)溫度穩(wěn)定降低對(duì)混合風(fēng)溫度影響。礦井巷道混合風(fēng)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)把冷空氣風(fēng)送進(jìn)換熱器,冷空氣加熱后通風(fēng)機(jī)作用下被送進(jìn)井下經(jīng)過(guò)管道送進(jìn)礦井巷道內(nèi)與井口冷空氣混合成混合風(fēng)。因此礦井輸入冷/熱空氣的風(fēng)量和溫度都影響礦井巷道空氣溫度高低。礦井的冷空氣是自然情況,對(duì)于可以視為一個(gè)固定值礦井冷空氣的風(fēng)量和溫度,但是風(fēng)的溫度、風(fēng)量是可變的。所以影響礦井混合風(fēng)溫度是熱風(fēng)的風(fēng)量和溫度。當(dāng)控制熱風(fēng)的風(fēng)量是定值，即熱風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速是定值時(shí)，熱風(fēng)機(jī)熱風(fēng)溫度（熱風(fēng)溫度由熱媒體流量控制）成為控制對(duì)象，來(lái)控制礦井混合風(fēng)溫度。在礦井巷道和熱媒體蒸汽管道之間形成一個(gè)單閉環(huán)控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)方框圖如圖3.2所示。圖3.2混合溫度控制方框圖溫度變送器把采集到的礦井混合風(fēng)的溫度信號(hào)送至控制器，控制器把混合風(fēng)溫度信號(hào)與設(shè)定值比較，如果采集進(jìn)來(lái)的設(shè)定溫度值較大溫度比混合風(fēng)控制器控制調(diào)節(jié)閥把蒸汽流量閥門關(guān)??；如果設(shè)定溫度值較小比采集進(jìn)來(lái)的混合風(fēng)溫度，控制器控制調(diào)節(jié)閥把蒸汽流量閥門開大,從而把礦井混合溫度控制在2℃以上。當(dāng)控制熱風(fēng)的溫度是定值，即通過(guò)蒸汽管道閥門開度自動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)，熱風(fēng)機(jī)的風(fēng)量（風(fēng)量由風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制，即由變頻器控制）成為控制對(duì)象，來(lái)控制礦井混合風(fēng)溫度。在礦井巷道和熱風(fēng)機(jī)之間形成一個(gè)單閉環(huán)控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)方框圖如圖3.3所示。圖3.3混合溫度控制方框圖用戶設(shè)定傳感器儀表上下限值，PLC利用傳感器傳遞的開關(guān)量，作為控制變量，根據(jù)內(nèi)部程序輸出值調(diào)節(jié)可控變頻器，而達(dá)到調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，控制混合風(fēng)溫度。通過(guò)對(duì)以上兩者控制方案進(jìn)行比較，選擇后者變頻調(diào)速。因?yàn)榍罢邿崦襟w本身穩(wěn)定性不確定，當(dāng)混合風(fēng)溫度達(dá)到要求處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，有可能因?yàn)闊崦襟w波動(dòng)造成偏差，再次進(jìn)入調(diào)節(jié)過(guò)程。所以前者很難處于穩(wěn)態(tài)，需要不斷地調(diào)節(jié)，具有不穩(wěn)定性并且控制精度低。相比后者，雖然熱媒體不穩(wěn)定，但通過(guò)我們?cè)跈C(jī)組出熱風(fēng)管道和熱媒體蒸汽管道之間形成一個(gè)單閉環(huán)，使熱風(fēng)機(jī)熱風(fēng)溫度穩(wěn)定，所以不會(huì)因?yàn)闊崦襟w造成干擾，大大提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。并且后者采取變頻調(diào)速，不但能夠?qū)崿F(xiàn)熱風(fēng)機(jī)的軟啟動(dòng)和無(wú)級(jí)調(diào)速，而且可以很大降低熱風(fēng)機(jī)的能耗，節(jié)約電能。熱風(fēng)機(jī)組回水溫度保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)熱風(fēng)機(jī)回水溫度不能低于2℃，否則回水就結(jié)冰，堵塞回水管道，造成安全事故。所以應(yīng)對(duì)熱風(fēng)機(jī)回水溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)?shù)陀?℃的回水溫度時(shí)，進(jìn)行報(bào)警，并且熱風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)停止。回水溫度保護(hù)系統(tǒng)方框圖如圖3.4所示。圖3.4回水溫度保護(hù)系統(tǒng)方框圖在控制電路串聯(lián)溫度指示器常開點(diǎn)，溫度指示器把溫度變送器采集來(lái)的回水溫度信號(hào)進(jìn)行比較，當(dāng)回水溫度低于2℃時(shí)，在控制電路串聯(lián)溫度指示器常開點(diǎn)閉合，蜂鳴器接通進(jìn)行報(bào)警，同時(shí)PLC接收到回水溫度低的信號(hào)停止熱風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)?；赑LC的礦井熱風(fēng)機(jī)組控制系統(tǒng)實(shí)施方案控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及原理本次控制系統(tǒng)主要任務(wù)是保持巷道混合風(fēng)溫度在2℃到10℃之間，為配合此任務(wù)熱風(fēng)機(jī)的熱風(fēng)溫度要保持穩(wěn)定，且回水溫度不能低于2℃。測(cè)控系統(tǒng)原理圖如圖4.1所示。圖4.1測(cè)控系統(tǒng)原理圖PLC運(yùn)行之后，先運(yùn)行一號(hào)熱風(fēng)組，把熱風(fēng)吹入到礦井里與從礦井的冷空氣進(jìn)行混合后變成巷道混合風(fēng)溫度。傳感器采集礦井巷道混合風(fēng)溫度，PLC接收溫度變送器傳遞的信號(hào)，若采集溫度比設(shè)定值較小，PLC輸出信號(hào)給變頻器，使變頻器輸出頻率變大，既而變頻器控制電機(jī)轉(zhuǎn)速變快[15]。熱風(fēng)風(fēng)量變多使混合風(fēng)溫度提高，當(dāng)變頻器輸出頻率提高到50HZ，而混風(fēng)溫度仍未達(dá)到控制要求,PLC啟動(dòng)2號(hào)熱風(fēng)機(jī)，同樣經(jīng)過(guò)變頻器調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速等連續(xù)控制使井口混風(fēng)溫度達(dá)到控制要求。當(dāng)混合風(fēng)溫度比設(shè)定值高時(shí)，PLC經(jīng)過(guò)變頻器把其中一臺(tái)熱風(fēng)機(jī)組的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)小，當(dāng)變頻器輸出頻率降到15HZ，停止該熱風(fēng)機(jī)工作，同樣原理控制剩下工作的熱風(fēng)機(jī)。為降低熱風(fēng)機(jī)熱風(fēng)溫度對(duì)巷道混合風(fēng)溫度的間接影響，降低變頻器的工作量，在機(jī)組出熱風(fēng)管道和熱媒體蒸汽管道之間形成一個(gè)單閉環(huán)控制系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)節(jié)蒸汽管道閥門控制熱風(fēng)穩(wěn)定性。對(duì)回水溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)回水溫度低于2℃時(shí)，進(jìn)行報(bào)警，同時(shí)停止熱風(fēng)機(jī)工作。自動(dòng)化儀表設(shè)備選型PLC選型在PLC選型上我們基于自己設(shè)計(jì)所需的端口數(shù)量等一系列要求，最終確定了使用西門子S7-200系列PLC作為選擇對(duì)象。可編程控制器(PLC)采用微處理器為基礎(chǔ)，充分綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)以及通信技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的一種新的工業(yè)自動(dòng)化控制裝置，是一種把計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的新技術(shù)，其主要用于代替繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算。隨著該技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在的可編程控制器功能已超過(guò)了邏輯控制范圍。近二十年來(lái),PLC的生產(chǎn)廠家在美、日、德等發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家中迅速增加，PLC的種類更為繁多。如:美國(guó)德州儀器公司的TI、PM等系列；日本三菱電機(jī)公司的FX、A、K等系列;德國(guó)西門子公司的SIMATICS7等系列。S7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:（1）豐富指令系統(tǒng)在S7-200系列PLC中，即使是小型機(jī)，也具有近200條指令。除能實(shí)現(xiàn)一般邏輯控制外，還可以進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制，復(fù)雜數(shù)據(jù)處理，甚至可以直接控制變頻器實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制。此外，S7-200可以單臺(tái)使用,也可以多模塊組合,最多可增加3個(gè)擴(kuò)展模塊,I/O口從最小10點(diǎn)可擴(kuò)大到128點(diǎn)。（2）快速的CPU處理速度S7-200系列PLC各種機(jī)型的CPU速度均優(yōu)于同類產(chǎn)品，小型機(jī)尤為突出，超小型S7-200的幾ms/千步，對(duì)于大型機(jī)，處理速度會(huì)更快。FPO的運(yùn)行速度在同類產(chǎn)品中是最快的，每個(gè)基本指令執(zhí)行速度為0.94s。500步的程序只需0.5ms的掃描時(shí)間。還可讀限制50s的窄脈沖，即FPO有脈沖捕捉功能。（3）大程序容量S7-200系列機(jī)的用戶程序容量也較同類機(jī)型大，其小型機(jī)一般都可達(dá)3000步左右，最高可達(dá)到5000步。S7-200具有大容量的數(shù)據(jù)寄存器,可用于復(fù)雜控制及大數(shù)據(jù)量處理。（4）功能強(qiáng)大的編程工具S7-200系列無(wú)論采用的是手持編程器還是編程工具軟件,其編程及監(jiān)控功能都很強(qiáng)。其S7-200型手持編程器還有用戶程序轉(zhuǎn)存功能。其編程軟件除已漢化的V4.0STEP7MicroWINSP3。這些工具都為用戶的軟件開發(fā)提供了方便的環(huán)境。（5）強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通信功能S7-200系列機(jī)的各種機(jī)型都提供了通信功能，而且它們所采用的應(yīng)用層通信協(xié)議又具有一致性，這為構(gòu)成多級(jí)PLC網(wǎng)絡(luò)，開發(fā)PLC網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序提供了方便。松下電工提供了多達(dá)6種的PLC網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，在同一子網(wǎng)中集成了幾種通信方式，用戶可根據(jù)需要選用。盡管這些網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的數(shù)據(jù)鏈路層與物理層各不相同，但都保持了應(yīng)用層的一致性。S7-200系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡(jiǎn)控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。如:沖壓機(jī)床，磨床，印刷機(jī)械，橡膠化工機(jī)械，中央空調(diào)，電梯控制，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。系統(tǒng)中PLC的選型包括一個(gè)CPU226主模塊。如此PLC有24個(gè)數(shù)字量輸入，16個(gè)數(shù)字量輸出。輸入和輸出均有余量，可以滿足日后系統(tǒng)擴(kuò)充的要求。變頻器選型本系統(tǒng)中，采用富士通用變頻器FRN11P11S-4CX，此為低噪聲高性能多功能變頻器，屬風(fēng)機(jī)、泵用的P11S系列，功率范圍為7.5～500KW，該系列有自帶操作面板。功率大于75KW以上的，有自帶直流電抗器，可以使用延伸電纜選件，可簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方操作。高性能和多功能的理想結(jié)合，動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩控制，能在各種運(yùn)行條件下實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的最佳控制，具有PG反饋更高性能的控制系統(tǒng)，新方式在線自整定系統(tǒng)，能使電機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)脈動(dòng)大大減小，方便使用的鍵盤面板，適應(yīng)了各種環(huán)境的結(jié)構(gòu)。其特點(diǎn)為：采用富士電機(jī)獨(dú)自開發(fā)的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩矢量控制方式，在0.5Hz時(shí)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩可達(dá)到200%；具有包括自整定功能在內(nèi)的許多方便功能；小型、全封閉防護(hù)結(jié)構(gòu)(22KW)，容量范圍0.2～400KW，機(jī)種規(guī)格齊全。P11S系列有它內(nèi)在的性能以及功能，即動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩矢量控制、帶PG反饋更高的性能的控制系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)脈動(dòng)大大減小、新方式在線自整定系統(tǒng)、優(yōu)良的環(huán)境兼容性。熱風(fēng)機(jī)選型（1）定義:礦井加熱機(jī)組又名空氣加熱機(jī)組，工業(yè)熱風(fēng)器。是專門針對(duì)工礦企業(yè)開發(fā)的一種采暖通風(fēng)設(shè)備。是傳統(tǒng)空氣加熱器升級(jí)換代產(chǎn)品。本設(shè)備主要解決礦井井口或工廠車間內(nèi)，因冬季溫度太低可能出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象。使工作環(huán)境溫度控制在2°C以上，有效防凍，保證生產(chǎn)。（2）空氣加熱機(jī)組構(gòu)件組成:機(jī)組采用框板結(jié)構(gòu):由面板，鋁合金本色桿件，鋼鋁復(fù)合加熱器，低噪音軸流風(fēng)機(jī)，進(jìn)風(fēng)過(guò)濾網(wǎng)，出風(fēng)調(diào)節(jié)閥，簡(jiǎn)易電控柜，黑色底座等組成。桿件為鋁合金（70/70mm)，厚度2.5mm，內(nèi)加密封條。面板為彩鋼板（籃或白色)厚度0.5mm，中間保溫材料為5.0mm聚氨酯保溫板。底座是10#槽鋼焊接而成，安裝不需要地腳螺絲。該機(jī)組適用于各種工礦企業(yè)通風(fēng)加熱，，熱媒熱水。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，具有安裝方便，性能穩(wěn)定，使用管理方便，節(jié)能效果明顯,外型美觀,使用壽命長(zhǎng)。采用框板結(jié)構(gòu)有藍(lán)色面析，鋁合金本色桿件，黑色底座組成，桿件為鋁合金（70/70m)，厚度2.5m，內(nèi)加密封橡膠條。面板為彩鋼板，厚度0.5m中間保溫材料為50聚氨酯保溫板。底座是10#槽鋼焊接成型,安裝不需要地騰螺絲。工業(yè)場(chǎng)地主斜井機(jī)組計(jì)算參數(shù)風(fēng)量：35000m/h機(jī)組外余壓：403pa電機(jī)功率：11kw電壓：660V機(jī)組進(jìn)風(fēng)溫度:-23.3C機(jī)組出風(fēng)溫度:≥40C熱媒參數(shù):110℃/70℃高溫?zé)崴訜崞鞴ぷ鲏毫?1.0MPa制熱量:1000kw加熱面積:≥600m進(jìn)風(fēng)口尺寸:寬×高=1500×1500出風(fēng)口尺寸:寬×高=1500×1500機(jī)組熱媒進(jìn)口管徑:2×DN80機(jī)組熱媒出口管徑:2×DN80機(jī)組數(shù)量:共3臺(tái)副立井機(jī)組計(jì)算參數(shù)風(fēng)量:50000m/h機(jī)組外余壓:503Pa電機(jī)功率:11Kw電壓:380V機(jī)組進(jìn)風(fēng)溫度:-23.3℃機(jī)組出風(fēng)溫度:≥40℃熱媒參數(shù):110℃/70℃高溫?zé)崴訜崞鞴ぷ鲏毫?1.0MPa制熱量:1850kW加熱面積:≥1150m進(jìn)風(fēng)口尺十:寬×高=1800×1800出風(fēng)口尺十:寬×高=1800X1800機(jī)組熱媒進(jìn)口管徑:2×DN100機(jī)組熱媒出口管徑:2×DN100機(jī)組數(shù)量:共3臺(tái)（3）加熱機(jī)組性能控制要求機(jī)組性能基本要求空氣加熱機(jī)組要求散熱面積大、換熱效率高、送風(fēng)量足，空氣溫度和風(fēng)量可自動(dòng)控制，節(jié)能環(huán)保、安裝簡(jiǎn)便等。機(jī)組結(jié)構(gòu)為整體型結(jié)構(gòu)機(jī)組。機(jī)體采用板框結(jié)構(gòu)，骨架為高強(qiáng)度金屬型材，外形美觀，拆卸方便。箱體結(jié)構(gòu)應(yīng)具備良好的保溫、隔音性能，熱阻不得低于0.85m.K/W。箱體要求具備足夠的強(qiáng)度，保證在承受±2000Pa時(shí)運(yùn)行，外殼不變形。風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)段配檢修門。空氣加熱機(jī)組新風(fēng)入口處配過(guò)濾器以對(duì)換熱器盤管和風(fēng)機(jī)講行保護(hù)。過(guò)濾器要求容塵量大，阻力小于50pa，過(guò)濾效率適應(yīng)煤礦室外環(huán)境，能反復(fù)清洗,拆裝維護(hù)方便。機(jī)組加熱器采用雙金屬鋼鋁復(fù)合螺旋翅片管式空氣加熱器，主材選用鋼鋁復(fù)合扎片式螺旋翅片管（翅片管主管采用鍋爐管，壁厚不小于2.5mm，外套工業(yè)無(wú)縫鋁管機(jī)械軋制，基管直徑25*2.5mm，翅片外徑55mm）制造。要求散熱面積大，換熱效率高、熱媒流動(dòng)性好、耐腐蝕、使用壽命長(zhǎng)。冬季，無(wú)論機(jī)組是在運(yùn)行過(guò)程中還是處于停機(jī)狀態(tài)，機(jī)組內(nèi)的換熱盤管均具備可靠的防凍措施。機(jī)組配置大風(fēng)最低噪聲高壓機(jī)翼型礦用軸流風(fēng)機(jī)，全鋼結(jié)構(gòu)，要求質(zhì)量可靠，經(jīng)久耐用，風(fēng)機(jī)應(yīng)具備20小時(shí)/天連續(xù)運(yùn)行功能，主斜井空氣加熱機(jī)組風(fēng)機(jī)電源660V，副立井空氣加熱機(jī)組風(fēng)機(jī)電源：380V。配置變頻器，根據(jù)室外氣候條件調(diào)節(jié)送風(fēng)量，在確保井口溫度的同時(shí)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行。機(jī)組出風(fēng)口設(shè)置調(diào)節(jié)送風(fēng)閥門，材料為壓型高強(qiáng)度鋼材要求風(fēng)阻小于8pa，可承受2000pa風(fēng)壓。每臺(tái)機(jī)組必須單獨(dú)配置控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立控制，任何一臺(tái)出現(xiàn)故障時(shí)應(yīng)不影響其他機(jī)組的運(yùn)行。機(jī)組要求采用機(jī)電一體化設(shè)計(jì)，電氣部分配置變頻器，自控系統(tǒng)可根據(jù)室外氣侯條件和設(shè)定值實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟停和運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)真正的無(wú)人值守?？刂葡到y(tǒng)采用雙向控制：風(fēng)量控制(變頻器)智能流量調(diào)節(jié)閥。機(jī)組控制1.每臺(tái)機(jī)組自帶單獨(dú)控制裝置。采用雙節(jié)能智能控制系統(tǒng)，風(fēng)系統(tǒng)和水系統(tǒng)需分設(shè)單獨(dú)反饋、閉環(huán)控制裝置。要求控制簡(jiǎn)單、便捷，當(dāng)任意一臺(tái)機(jī)組出現(xiàn)故障時(shí)均不影他機(jī)組的*運(yùn)行。機(jī)組控制箱帶變頻器，可根據(jù)室外氣家條件實(shí)現(xiàn)變風(fēng)量調(diào)節(jié)，在確保井口溫度的同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行。機(jī)組自動(dòng)化程度高，實(shí)現(xiàn)直正的無(wú)人值班。2.機(jī)組控制要求：⑴熱水系統(tǒng)：每臺(tái)加熱機(jī)組采用智能溫控閥AHZF-DM100(或AHEF-DNBO)，可預(yù)先設(shè)定送風(fēng)溫度，按程序控制要求自動(dòng)控制熱水的流量達(dá)到節(jié)約熱媒目的，當(dāng)送風(fēng)溫度超過(guò)設(shè)定值時(shí)熱媒流量自動(dòng)調(diào)節(jié)閥動(dòng)作（關(guān)小)﹔當(dāng)送風(fēng)溫度低于設(shè)定值時(shí)，熱媒流量自動(dòng)調(diào)節(jié)閥全開。數(shù)顯智能溫控閥AHZF-DN100(或AHZF-DN80）的操作和控制部分在機(jī)組電控柜上集中顯示和操作。（2）風(fēng)機(jī)系統(tǒng)：機(jī)組采用變風(fēng)量系統(tǒng)，根據(jù)室外氣候條件及設(shè)定參數(shù)要求實(shí)現(xiàn)變風(fēng)量調(diào)節(jié)。傳感器及檢測(cè)儀表選型在這個(gè)基于PLC的礦井熱風(fēng)機(jī)組控制系統(tǒng)中，我們需要測(cè)量四個(gè)溫度，混合風(fēng)溫度，回水溫度，環(huán)境溫度，熱風(fēng)溫度。由于設(shè)計(jì)的要求，儀表測(cè)量量程只要滿足在0℃到50℃之間，所以使用相同的儀表測(cè)量。雖然每個(gè)儀表安放的位置不同，但是測(cè)量值的范圍和類型差不多，PT100熱電阻就能滿足要求。PT100的量程為-200℃到400℃。儀表選用的是常州溫度儀表，具體常州溫度儀表如表4.1。序號(hào)名稱1外型401

:48mm*48mm*85mm402

:48mm*96mm*82mm901

:96mm*48mm*82mm2控制方式0：PID1：位式控制3輸入方式1：熱電偶輸入2：熱電阻輸入4輸出方式1：斷續(xù)輸出2：連續(xù)輸出5制冷方式0：不制冷1：位式制冷2：比例制冷6報(bào)警方式0：不報(bào)警1：上限報(bào)警2：下限向下報(bào)警3：上限向上報(bào)警7輸入類型1：K分度2：E分度3：PT1004：CU508輸出類型1：繼電器觸點(diǎn)開關(guān)輸出2：邏輯電平輸出3：?jiǎn)蜗蚩煽毓柽^(guò)零觸發(fā)輸出9報(bào)警類型0：不報(bào)警1：繼電器觸點(diǎn)開關(guān)輸出2：邏輯電平輸出3：?jiǎn)蜗蚩煽毓柽^(guò)零觸發(fā)輸出10溫度范圍1

:0℃—100℃2：0℃—150℃3：0℃—400℃尾綴電源輸入類型無(wú)尾綴：線性電源EP：開關(guān)電源表4.1常州溫度儀表常州溫度儀表硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)PLC是整個(gè)系統(tǒng)的控制器，處理系統(tǒng)的每一個(gè)細(xì)節(jié)，根據(jù)要求設(shè)有上下限的溫度傳感器把巷道溫度信號(hào)傳送給PLC，測(cè)量溫度到達(dá)上限時(shí)傳感器輸出一個(gè)開關(guān)量信號(hào)給PLC，測(cè)量溫度到達(dá)下限時(shí)傳感器輸出一個(gè)開關(guān)量信號(hào)PLC，PLC接收到內(nèi)部的信號(hào)，在內(nèi)部通過(guò)計(jì)算把信號(hào)再由輸出口輸出，變頻器接收到PLC的控制信號(hào)，由給出的信號(hào)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及當(dāng)時(shí)風(fēng)機(jī)所要的頻率。熱機(jī)是被控設(shè)備，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)刻隨著電源頻率的改變而改變實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。傳感器和變送器作是檢測(cè)元件，把溫度模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)傳遞給PLC運(yùn)算。通過(guò)連接上面幾部分構(gòu)成了完整的控制系統(tǒng)，由傳感器和變送器組建了的被控量采集部分；PLC和變頻器構(gòu)成了運(yùn)算、控制、執(zhí)行部分；熱風(fēng)機(jī)是被控部分。主回路設(shè)計(jì)主回路設(shè)計(jì)中，用到三臺(tái)熱風(fēng)機(jī)，通常情況下兩臺(tái)風(fēng)機(jī)只有一臺(tái)啟動(dòng)另一臺(tái)備用，每臺(tái)熱風(fēng)機(jī)由變頻器控制調(diào)速，通過(guò)工/變轉(zhuǎn)換開關(guān)可以轉(zhuǎn)換熱電機(jī)在工頻和變頻運(yùn)行狀態(tài)。主回路設(shè)計(jì)如圖4.2所示。圖4.2主回路電路圖控制回路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的控制回路主要實(shí)現(xiàn)熱風(fēng)機(jī)手/自控制的轉(zhuǎn)換、熱風(fēng)機(jī)的啟/停、回水溫度低和變頻器故障報(bào)警等。部分控制回路電路圖如圖4.3所示。圖4.3部分控制回路電路圖通過(guò)手/自開關(guān)轉(zhuǎn)換熱風(fēng)機(jī)的控制狀態(tài)，當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)置于手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，熱風(fēng)機(jī)由工作人員人工控制，接觸器KM3線圈通電形成自鎖通過(guò)閉合SBS1，串聯(lián)在主回路的KM3常開點(diǎn)閉合，1號(hào)熱風(fēng)機(jī)啟動(dòng)；當(dāng)裝換開關(guān)置于自動(dòng)狀態(tài)時(shí)，PLC輸出啟動(dòng)信號(hào)與PLC閉合接觸器KM1線圈通電，串聯(lián)在主回路的KM1常開點(diǎn)閉合，一號(hào)變頻器啟動(dòng)，熱風(fēng)機(jī)由變頻器調(diào)速。2號(hào)風(fēng)機(jī)同理。PLC設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的PLC主要控制熱風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀況（熱風(fēng)機(jī)的加/減速，熱風(fēng)機(jī)的啟/停），為了控制礦井巷道溫度在溫度在2℃到10℃之間，設(shè)置溫度儀表下限為2℃和上限為10℃，當(dāng)溫度達(dá)到儀表所設(shè)置的上下限時(shí)，分別給PLC傳遞相應(yīng)的開關(guān)量，PLC接收到開關(guān)量后通過(guò)內(nèi)部程序的運(yùn)算輸出控制信號(hào)。同樣設(shè)置變頻器輸出頻率上限為50HZ和下限15HZ，當(dāng)達(dá)到設(shè)置的上下限時(shí)，分別給PLC傳遞相應(yīng)的開關(guān)量，PLC接收到開關(guān)量后通過(guò)內(nèi)部程序的運(yùn)算輸出控制信號(hào)。變頻器達(dá)到50HZ則啟動(dòng)第二臺(tái)風(fēng)機(jī)，變頻器降到15HZ，則關(guān)閉其中一臺(tái)風(fēng)機(jī)，具體硬件連接圖如圖4.4所示。圖4.4PLC接線圖變頻器設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)運(yùn)用變頻調(diào)速，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)平滑調(diào)速和熱風(fēng)機(jī)的軟啟動(dòng)。在變頻器的接線上，在頻率選擇上選擇的是多功能頻率給定通道，接線端子5（FU）設(shè)置為頻率增加，接線端子6(FD)設(shè)置為頻率減小，而多功能開路集電極輸出一個(gè)設(shè)置為50HZ時(shí)輸出接線端子19(FH)，另一個(gè)設(shè)置為15HZ時(shí)輸出接線端子22(FL)，F(xiàn)U，F(xiàn)D均與PLC輸出繼電器相連，而FH，F(xiàn)L與PLC輸入相連，構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，變頻器接線圖如圖4.5所示。圖4.5變頻器接線圖軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)PLC編程語(yǔ)言PLC常見編程語(yǔ)言分為：指令表(Instruction

List)、梯形圖(Ladder

Diagram)、順序功能圖(Sequential

Function

Chart)、功能塊圖(Function

Block

Diagram)。優(yōu)點(diǎn)：使用簡(jiǎn)單方便，運(yùn)行穩(wěn)定，很適用于小型控制系統(tǒng)，價(jià)格便宜。S7-200是種小型可編程序控制器，適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。S7-200系列的強(qiáng)大功能使它無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行中，或者是相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。因此S7-200系列具有極高的性能和價(jià)格比。S7-200系列的出色表現(xiàn)在下面幾個(gè)方面：1)極高的可靠性。2)極豐富的指令集。3)易于掌握。4)便捷的操作。5)豐富的內(nèi)置集成功能。6)實(shí)時(shí)特性。7)強(qiáng)勁的通訊能力。8)豐富的擴(kuò)展模塊。S7-200系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)之中充分發(fā)揮了它強(qiáng)大功能。使用范圍可以覆蓋從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，覆蓋與自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)和民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施和環(huán)境保護(hù)設(shè)備等。如:中央空調(diào)，沖壓機(jī)床，印刷機(jī)械，磨床，橡膠化工機(jī)械，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，電梯控制。CPU單元設(shè)計(jì)集成24V負(fù)載電源可直接連接到傳感器和執(zhí)行器。CPU226輸出280，400mA。系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)㈠控制系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)PLC主程序主要是由統(tǒng)初始化程序、熱風(fēng)機(jī)電機(jī)啟動(dòng)/停止程序、熱風(fēng)機(jī)電機(jī)變頻/工頻切換程序和熱風(fēng)機(jī)加/減速程序等構(gòu)成。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，傳感器首先檢測(cè)環(huán)境溫度，若環(huán)境溫度高于5℃，熱風(fēng)機(jī)不啟動(dòng)，輸入端I1；反之，傳感器檢測(cè)礦井巷道混合風(fēng)溫度，當(dāng)混合風(fēng)溫度低于2℃時(shí)，進(jìn)行上電啟動(dòng)1號(hào)熱風(fēng)機(jī)。給儀表設(shè)置上下限信號(hào)，下限為2℃時(shí)和上限為10℃。當(dāng)混合風(fēng)溫度仍低于2℃，傳感器傳入開關(guān)量信號(hào)給PLC輸入端I3，PLC輸出端Q1（1FU）給變頻器信號(hào)，此時(shí)使得變頻器頻率增加，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速加大，使溫度處于范圍之內(nèi)。當(dāng)回水溫度低于2℃時(shí)，1號(hào)風(fēng)機(jī)傳感器傳入開關(guān)量信號(hào)給PLC輸入端I4，2號(hào)風(fēng)機(jī)傳感器傳入開關(guān)量信號(hào)給PLC輸入端I5。當(dāng)混合風(fēng)溫度高于10℃時(shí)，傳感器傳入開關(guān)量信號(hào)給PLC輸入端I2，PLC輸出端Q2（1FD）給變頻器信號(hào)，此時(shí)使得變頻器頻率減少，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低，使溫度處于范圍之內(nèi)。當(dāng)1號(hào)風(fēng)機(jī)達(dá)到15HZ時(shí)，變頻器1FL開關(guān)量信號(hào)給PLC輸入端I8，受PLC控制進(jìn)行變頻調(diào)速，使溫度處于范圍之內(nèi)。當(dāng)1號(hào)風(fēng)機(jī)達(dá)到50HZ時(shí)，變頻器1FH開關(guān)量信號(hào)給PLC輸入端I5,PLC輸出端Q8控制繼電器吸合，這樣2號(hào)熱風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，同樣受PLC控制進(jìn)行變頻調(diào)速，使溫度處于范圍之內(nèi)。當(dāng)兩臺(tái)熱風(fēng)機(jī)同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，混合風(fēng)溫度高于10℃時(shí)，傳感器傳入開關(guān)量信號(hào)給PLC輸入端I0.1，PLC輸出端Q4（2FD）給變頻器信號(hào)，此時(shí)使得變頻器頻率減少，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低，PLC輸出端Q3（2FU）給變頻器信號(hào)，使得變頻器頻率增加風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高，二者相互協(xié)調(diào)，使溫度處于范圍之內(nèi)。當(dāng)2號(hào)風(fēng)機(jī)降到15HZ時(shí)，變頻器2FL開關(guān)量信號(hào)給PLC輸入端I11，PLC輸出端Q7控制繼電器斷開，這樣1號(hào)熱風(fēng)機(jī)停止，使溫度處于范圍之內(nèi)。當(dāng)2號(hào)風(fēng)機(jī)達(dá)到50HZ時(shí)，變頻器1FH開關(guān)量信號(hào)給PLC輸入端I10,受PLC控制進(jìn)行變頻調(diào)速，使溫度處于范圍之內(nèi)。防止干擾給系統(tǒng)的影響，變頻器輸出信號(hào)FH持續(xù)3分鐘才視為有效信號(hào)，F(xiàn)L持續(xù)7分鐘才視為有效信號(hào)。㈡程序流程圖根據(jù)工藝要求，程序要實(shí)現(xiàn)四個(gè)功能：1號(hào)熱風(fēng)機(jī)的啟/停、1號(hào)熱風(fēng)機(jī)的加/減速、2號(hào)熱風(fēng)機(jī)的啟/停、2號(hào)熱風(fēng)機(jī)的加/減速。程序流程圖4.6所示。圖4.6程序流程圖PLC通電后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，判斷當(dāng)前環(huán)境溫度是否大于5度，當(dāng)判斷“Y”時(shí)，結(jié)束程序等待下一個(gè)掃描。當(dāng)判斷“N”時(shí)，程序就進(jìn)行了熱風(fēng)機(jī)啟/停、加/減速。檢測(cè)到混合風(fēng)溫度低時(shí)，熱風(fēng)機(jī)加速，變頻器頻率增加，超過(guò)50HZ啟動(dòng)另一臺(tái)熱風(fēng)機(jī)；檢測(cè)到混合溫度高時(shí)，熱風(fēng)機(jī)減速，變頻器頻率降低，低于15HZ停止另一臺(tái)熱風(fēng)機(jī)。㈢PLC管腳分配本系統(tǒng)的PLC共有15個(gè)開關(guān)量，包括9個(gè)輸入，6個(gè)輸出。系統(tǒng)的變量表如表4.2所示。表4.2PLC管腳分配序號(hào)信號(hào)名稱信號(hào)性質(zhì)占用資源1環(huán)境溫度高于5℃開關(guān)量I12混合風(fēng)溫度高于10℃開關(guān)量123混合風(fēng)溫度低于2℃開關(guān)量I341號(hào)熱風(fēng)機(jī)回水溫度低于2℃開關(guān)量I452號(hào)熱風(fēng)機(jī)回水溫度低于2℃開關(guān)量I561號(hào)變頻器頻率達(dá)到50赫茲開關(guān)量I871號(hào)變頻器頻率達(dá)到15赫茲開關(guān)量I982號(hào)變頻器頻率達(dá)到50赫茲開關(guān)量I1092號(hào)變頻器頻率達(dá)到15赫茲開關(guān)量I11101號(hào)變頻器頻率增加開關(guān)量Q1111號(hào)變頻器頻率減少開關(guān)量Q2122號(hào)變頻器頻率增加開關(guān)量Q3132號(hào)變頻器頻率減少開關(guān)量Q4141號(hào)熱風(fēng)機(jī)啟/停開關(guān)開關(guān)量Q7152號(hào)熱風(fēng)機(jī)啟/停開關(guān)開關(guān)量Q8上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)組態(tài)王簡(jiǎn)介軟件定義組態(tài)王，就是研制監(jiān)控系統(tǒng)的軟件，是工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)新型的，它以標(biāo)準(zhǔn)的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)由工業(yè)計(jì)算機(jī)軟、硬件平臺(tái)構(gòu)成的。自動(dòng)化技術(shù)根據(jù)當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)亞控科技研制出組態(tài)王kingview6.55這款軟件，朝向低端應(yīng)用及自動(dòng)化市場(chǎng)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)一套產(chǎn)品的企業(yè)一體化為目標(biāo)開發(fā)的。該產(chǎn)品以戰(zhàn)略性服務(wù)平臺(tái)的工業(yè)應(yīng)用為目標(biāo)而搭建，集成了對(duì)工業(yè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)(KingHistorian)的支持，這是由亞控科技自立研發(fā)的，可以提供一個(gè)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)流程進(jìn)行管理、分析及數(shù)據(jù)匯總的有效平臺(tái)為企業(yè)，能夠獲取信息及時(shí)有效地，能夠做出反應(yīng)及時(shí)地，使企業(yè)獲得最優(yōu)化的結(jié)果。早期版本功能強(qiáng)大、使用方便并且運(yùn)行穩(wěn)定是組態(tài)王依舊保持的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)閲?guó)內(nèi)眾多用戶的反饋及意見，所以也對(duì)功能進(jìn)行了補(bǔ)充和完善。組態(tài)王kingview6.55具有著簡(jiǎn)捷易用、豐富的的配置界面，很多種類的圖庫(kù)精靈和圖形元素也都提供出來(lái)，同時(shí)簡(jiǎn)單易用的接口創(chuàng)建圖庫(kù)精靈也為用戶提供了便捷;就該產(chǎn)品而言，發(fā)展的歷史是曲折的、并且進(jìn)行了大幅提升與改進(jìn)在報(bào)表及web的發(fā)布功能上，并且提高了軟件的可用性和功能性。軟件特點(diǎn)易于擴(kuò)展、適應(yīng)性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)、開放性好以及開發(fā)周期短還有特別多的優(yōu)點(diǎn)在它的身上。通?？刂茖印⒐芾韺雍捅O(jiān)控層為系統(tǒng)的三個(gè)層次。其中監(jiān)控層在中間，對(duì)上連接管理層，對(duì)下連接控制層，它不但在自動(dòng)控制系統(tǒng)中完成組態(tài)開發(fā)和上傳下達(dá)的重要作用，且實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制。尤其共有三個(gè)問題:動(dòng)畫、畫面和數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)實(shí)現(xiàn)功能及監(jiān)控系統(tǒng)要求的分析，采用組態(tài)王設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)。組態(tài)王這一款軟件也提供可視化監(jiān)控畫面讓用戶可觀，有利于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控的用戶可以實(shí)時(shí)檢測(cè)。而且，圖形編輯功能它也能充分利用，構(gòu)成監(jiān)控畫面，并顯示控制設(shè)備的狀態(tài)以動(dòng)畫的方式。軟件主要亮點(diǎn)（1）可視化操作界面；（2）自動(dòng)建立I/O點(diǎn)；（3）儲(chǔ)存歷史的數(shù)據(jù)以及分布式存儲(chǔ)報(bào)警；（4）設(shè)備集成能力強(qiáng)，可連接幾乎所有設(shè)備和系統(tǒng)；熱風(fēng)機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于組態(tài)王kingview6.55設(shè)計(jì)了本次熱風(fēng)機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)的。主要監(jiān)控任務(wù)是：熱風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況、環(huán)境溫度、熱風(fēng)機(jī)組的熱風(fēng)溫度、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、回水溫度和混合風(fēng)溫度等。監(jiān)控系統(tǒng)畫面有熱風(fēng)機(jī)組監(jiān)控界面、歷史趨勢(shì)曲線圖、溫度實(shí)時(shí)、數(shù)據(jù)采集界面和報(bào)警界面。從而達(dá)到了工作人員遠(yuǎn)程的監(jiān)測(cè)和控制的目的。在熱風(fēng)機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，工作人員可以在熱風(fēng)機(jī)組監(jiān)控界面了解現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀況，熱風(fēng)機(jī)組監(jiān)控界面圖如圖5.1所示。圖5.1熱風(fēng)機(jī)組監(jiān)控界面圖在熱風(fēng)機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，工作人員可以在數(shù)據(jù)采集界面了解現(xiàn)場(chǎng)所需監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集界面圖如圖5.2所示。圖5.2數(shù)據(jù)采集界面圖在熱風(fēng)機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，為了方便對(duì)比研究測(cè)控?cái)?shù)據(jù)，監(jiān)控系統(tǒng)儲(chǔ)存了歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，為了直觀觀察，把歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)做成曲線進(jìn)行了顯示。實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線界面圖如圖5.3所示。圖5.3實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線圖歷史趨勢(shì)曲線界面圖如圖5.4所示。圖5.4歷史趨勢(shì)曲線圖在熱風(fēng)機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，為防止生產(chǎn)出現(xiàn)意外狀況，及時(shí)提醒工作人員，設(shè)計(jì)了報(bào)警界面。此外，通過(guò)熱風(fēng)機(jī)組主界面上的“畫面切換”來(lái)看系統(tǒng)具體報(bào)警時(shí)間。報(bào)警界面如圖5.5所示。圖5.5報(bào)警界面系統(tǒng)調(diào)試該系統(tǒng)分為軟件調(diào)試和硬件調(diào)試，但是兩者是相互關(guān)聯(lián)的。先進(jìn)行軟件部分的調(diào)試，然后進(jìn)行復(fù)雜的軟硬件聯(lián)調(diào)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。礦井用熱風(fēng)機(jī)組控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)是PLC實(shí)現(xiàn)控制功能，所以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和系統(tǒng)調(diào)試大體差不多，如程序隔離法、仿真模擬法、邊界參數(shù)法和跟蹤執(zhí)行法等。

由于較多的輸入/輸出操作和PLC掃描的工作方式等，會(huì)有一些特殊的調(diào)試方式，如信號(hào)組合法和信號(hào)時(shí)序法等。在信號(hào)時(shí)序法中，應(yīng)該注意脈沖觸發(fā)的定時(shí)器、計(jì)數(shù)器和信號(hào)的工作及脈沖繼電器此時(shí)的特性等。

系統(tǒng)測(cè)試一般從以下幾點(diǎn)進(jìn)行：（1）檢驗(yàn)是否具備設(shè)計(jì)全部功能；（2）檢驗(yàn)是否達(dá)到設(shè)計(jì)所規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)；（3）檢驗(yàn)應(yīng)變能力；（4）檢驗(yàn)抗干擾能力。

本設(shè)計(jì)對(duì)程序進(jìn)行了仿真，當(dāng)環(huán)境溫度高于5℃時(shí)，兩臺(tái)熱風(fēng)機(jī)都不會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)，仿真圖如5.6所示。圖5.6環(huán)境溫度高仿真圖在仿真圖中，即I1閉合（環(huán)境溫度高），Q7，Q8是滅的狀態(tài)（倆臺(tái)熱風(fēng)機(jī)沒運(yùn)轉(zhuǎn)）。當(dāng)環(huán)境溫度不高于5℃時(shí)，PLC控制1號(hào)熱風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，仿真圖如5.7所示。圖5.71號(hào)熱風(fēng)機(jī)啟動(dòng)在仿真圖中，I1沒閉合（環(huán)境溫度不高），Q7亮（1號(hào)熱風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)）。1號(hào)熱風(fēng)機(jī)加速，仿真圖如5.8所示。圖5.81號(hào)熱風(fēng)機(jī)加速在仿真圖中，I3閉合（