矿井通风机系统设计论文

一、系统设计方案

我们研究了矿井风机监控系统，主要采用PLC结合变频器和组态软件的方式，能够随时随地的观察风机的各种状况，随时可以自动改变通风机的电机频率，在整个过程中解放了劳动力。详细分析了煤矿风机监控系统，根据监控系统的需求特点，从不同方面设计本课题，主要有：

（一）分析了矿井主通风机的具体结构及特点，对矿井主通风机的运行参数进行详细分析，如：温度、振动等，还对传感器、通风机进行了合理地选型。

（二）西门子S7-300在本系统中被我们作为下位机使用，整个监控系统的构成更加符合现代工业的需求。

（三）采用了Wincc组态软件作为上位机监控软件来进行开发和设计，能够随时观测风机的各种运行状况，并根据实际需求对风机进行控制。如能随时查看当前数据，对以前的数据也能够保存和打印和发生报警时有语音提示等功能，还可以把各种数据转化为曲线的形式，方便工作人员对风机的运行状况进行分析。

二、系统的基本构成

在整个煤矿系统中，不可能只使用一台风机，根据不同的用途，主、辅通风机，整体和局部通风机，它们的作用也不尽相同。矿井主通风机主要担负着整个矿井或矿井某一区域的通风任务，由于主通风机需要保持长期持续的运转状态，所以主通风机工作状况的不论是好的还是坏的，它和煤矿的安全生产和职工的生命安全息息相关。本系统的主通风机有两台，它们之间没有主次之分，两台通风机轮流使用，一台在工作时，另一台处于保养状态，这样就能够保证一旦主通风机出现故障时，这个通风机系统不至于瘫痪，既能使设备得到及时的保养，又能使系统可靠运行，这种结构就是双冗余结构。风压、温度、瓦斯浓度等数据是本系统只要控制的依据，根据测量数据的不同来改变通风机的旋转频率。保证各项数据各项数据在最佳范围内浮动，确保系统的稳定性。本系统主要由两部分构成，即上位机系统和下位机系统。上位机的主要功能是使各种数据被实时显示出来，设定系统的各个参数的数值，并根据反馈回来的数据下达指令，控制整个系统的运行状况。西门子公司WinCC组态软件时上位机系统的控制软件。西门子s7-300作为下位机的处理核心，负责完成各种任务，如数据采集、数据输出和控制算法等，适用于大量的信息处理和高实时性的煤矿通风机监控系统。具有四个变频器，主要作用是接受指令，调节风机旋转频率，达到控制目的；六个EM277扩展模块，主要作用是将数字量转化为模拟量的模拟量输入模块；两个风压传感器，主要作用是测量矿井下的风量的大小；两个温度传感器，主要作用是测量电机的轴承温度和整个运行环境的温度；和两个瓦斯传感器，监测巷道内的瓦斯浓度

三、结束语

为了保证矿井通风机监控系统能够稳定运行，在设计整个系统的时候，我们使用的上位机组态软件和下位机PLC相结合的方式。下位机使用的是西门子S7-300PLC,它通过与各种传感器连接，通过传感器采集风机的各种信息。上位机使用的是WinCC组态软件，通过组态界面我们可以看到各项参数的实时变化，并对数据进行存储，在发现数据异常时，马上报警。通风机工作在环境复杂多变的矿井下，会受到很多的外部干扰，我们设计了抗干扰措施，确保系统安全运行。对整个系统可能出现的故障做了详细的介绍和处理方法。使得工作人员能够对出现的故障做出及时的处理，保证煤矿安全。

作者:丛高影单位:长春工业大学