西门子(朔州)PLC代理商

　针对矿井旧通风控制系统中存在的体积庞大、接线复杂、机械触点多、排除故障困难、可靠性差、自动化程度低等缺陷，设计了一种基于先进PLC和变频器控制技术的矿井通风安全控制系统。详细讨论了系统的结构、控制方案、工作原理、硬件与软件设计方法。该控制器通过采集外界各个设备的状态信号，以矿井压力为主控参数，通过PLC控制变频调速系统，来调节通风机电机转速，对2台风机组电机进行手动和自动控制实现优控制。该控制系统合理控制各台电机的启停，同时实现故障报警。通过PLC和变频器的应用，矿井通风系统不仅节约了电能，提高了效率，并且还达到安全监控的目的，为煤矿创造了良好的经济效益。
　　关键词：PLC，变频器，通风系统，矿井，S7—200PLC
　　
　　 1 绪论
　　煤矿矿井通风系统是煤矿矿井安全生产的重要组成部分，煤矿矿井通风系统能否正常工作与矿井内工作环境条件、生产效率、安全生产密切相关。随着我国政府对各行各业安全生产监管力度的不断加强，尤其对煤矿安全生产的要求越来越高，对煤矿矿井通风系统进行技术改造，提高其运行稳定性、可靠性、节能降耗等势在必行。目前在煤矿矿井通风系统中，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。针对这一系列问题，本系统将 PLC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，使矿井通风机通风高效、安全，达到了明显的节能效果。PLC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。
　　 2 系统结构和控制方案
　　 2.1 系统的设计功能
　　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，PLC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，PLC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。PLC和变频器与空气压力变送器配合使用，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／自动两种工作模式，具有状态显示以及故障报警等功能。
　　（2）模拟量压力输入经PID运算，输出模拟量控制变频器。
　　（3）在自动方式下，当井下压力低于设定压力下限时，两组风机将同时投入工作运行，同时并发出指示和报警信号。
　　（4）模拟量瓦斯输入，当矿井瓦斯浓度大于设定报警上限时，发出指示和报警。当瓦斯浓度大于设定断电上限时，PLC将切断工作面和风机组电源，防止瓦斯爆炸。
　　（5）运用温度传感器测定风机组定子温度或轴承温度，当定子温度或轴承温度超过设定报警上线时，发出指示和报警信号。当定子温度或轴承温度超过设定风机组转换温度界线时，PLC将切断指示和报警信号并自动切断当前运行风机组，在自动方式下并能自动接入另一台风机组运行，若在手动方式下，工作人员手动切换。
　　（6）为防止通风机的疲劳运行，在任何状态下，风机在累计运行设定时间后都会自动切换至另一台风机组运行。
　　（7）手动方式下，有防止风机组频繁启动功能。由于定子温度或轴承温度过高，若当前风机组停止运行后，当其温度下降到设定下限时该风机组不能连续二次启动，只有接入另一台风机组进行工作，即防止温度在临界线状态而频繁启动。
　　（8）有风机组机械卡死指示报警功能。
　　 2.2 系统结构及方案
　　通风控制系统主要由2台通风机组成，每台通风机有2台电机，每台电机驱动1组扇片，2组扇片是对旋的，1组用于吸风，1组为增加风速，对井下进行供风。根据井下用风量的不同，采用不同型号的风机。本设计以风机组 2×30kW为例，选用 1台西门子S7—200可编程控制器(PLC)，空气压力变送器等组成一个完整的闭环控制系统。其中还包括瓦斯传感器、温度传感器、接触器、中间继电器、热继电器、矿用防爆型磁力起动器、断路器等系统保护电器，实现对电机和 PLC的有效保护，以及对电机的切换控制。

前言

　　现在对于化工行业污染的问题越来越重视了，特别是大气污染特别严重，因此好多化工厂开始投入资金进行添加设备或进行设备升级以达到环保要求。怎么样使设备达到高的使用效率的话，就得看它的控制系统是否能实时安全可靠的运行。鉴于以上及各方面综合意见我们决定对于除灰系统的干灰散装机的控制系统进行升级，把原来的继电-接触器控制改成由北京腾控的T920PLC来控制。

1.系统描述

　　干灰散装机的老控制系统采用的是继电-接触器控制，有着接线复杂、故障点多、修改控制工艺麻烦等等问题，特别是把它集成到除灰系统控制的话很麻烦，需要敷设大量的电缆及桥架，而且现场环境恶劣、施工难度非常大。因此决定采用以太网通讯的方式。而北京腾控的T920PLC就很适合此场合的应用。

　　T920PLC的技术参数:

　　T-920可编程逻辑控制器是腾控T-900系列PLC其中一款产品，使用大频率72MHz的ARM工业级CPU，外扩32M SDRAM和4M FLASH，嵌入式操作系统，1M用户程序存储区和100K用户数据存储区。编程软件使用KW MULTIPROG，通过以太网下载程序，另有2路RS232/485接口。T-920集成18路DI、12路DO、2路AI、2路高速脉冲计数、24VDC VOUT于一体。

1.1物理特性

1.2电源特性

1.3通信系统

1.4存储器特性

1.5常规特性

1.6 I/O特性

I/O参数

1.7高速脉冲计数

　　输入电压大小影响大计数频率，与额定电压的差越高，大计数频率越小。

1.8数字量输入参数

数字量输入为无源输入，可使用PLC内部隔离输出的24VDC。

1.9数字量输出参数

　　数字量输出为继电器常开触点输出，继电器的触点是直接连接到输出端子的。

1.10模拟量输入参数

　　模拟量输入2路每路都可通过硬件（跳线帽插上为电流方式）配置为电流/电压方式输入，CPU定时10ms采样一次。

2系统构成

　　采用T920PLC后，接线方便，修改控制工艺方便，特别是纳入集控系统通过以太网通讯实现的。和原来用桥架走电缆的方式相比的话，成本低廉，施工方便，数据传输更加实时可靠了。

3结束语

　　T920 型PLC在干灰散装机设备上的应用中，该台设备已成功投运了，至今无一故障。T920 型PLC高性能价格比赢得客户的好评，将为其它设备控制集成商提供一个理想的选择。