图1-1 PLC控制系统结构图

1.3 课题的总体设计方案

本设计主要针对通风环境建立设计模型，现在以矿井中的通风机为例，以其中的两组轴流式风机为控制对象，结合PLC控制技术和变频调速技术,对该矿井通风机进行了PLC控制的变频调速系统的设计和研究。平常的时候以PLC变频器控制运行的风机，即为1号风机组，然而在有突发情况的时候，2号风机组句投入使用。2号风机组与1号风机组完全相同，但是只作为特殊情况下的备用。比如说前面1号风机组在检修时候，或者当系统中瓦斯浓度过高或压力过高时，则两组通风机都需要共同工作，以此降低井内瓦斯浓度和压力，本设计重点分析1号风机组。

首先，根据通风机的控制功能要求，选择适合系统控制的方案，并且根据选定的方案设计系统电路，对PLC、变频器、温度传感器等硬件进行选型并连接配置。接着,在研究温度控制算法的基础上,利用STEP 7-Micro/WIN4.0编程软件完成了系统PLC控制程序的设计然后结合变频器变频调速的的功能，以及对PLC的使用，实现控制通风机系统要求。完成系统设计并通过对系统中的变频器设置适当的参数，来对通风机来实现加速减速和急停，报警断电等功能。文献综述

2 控制系统总体方案设计

2.1 系统结构框图及原理分析

本方案主要由可编程控制器PLC为控制核心，并且有D/A模块，A/D模块，变频器，传感器等部分组成，方案框图如图2-1所示。其主要完成任务是在传感器上设定温度的值，瓦斯浓度的定值以及所能承受的气压值，并且利用变频调速技术，使通风机进行加速，减速或急停等功能，并且实行通风机风速最终变为在设定范围内的目的。

图2-1 系统总体框图

原理分析：

本系统以PLC为控制核心，温度，瓦斯浓度以及气压为控制参数量。因此将系统中的温度，瓦斯浓度，气压三个参数通过对应的传感器检测，将检测到模拟量送入A/D模块，将模拟量转换成数字量送入PLC中。并将该值和系统设定值进行比较，不同则会产生偏差，经过PID运算，则得到一个控制信号，输出调整信号到D/A模块，产生一个模拟量电压信号，控制变频器，从而改变通风机的工作状态，使各个参数达到稳定值，使环境达到稳态。来.自/751论|文-网www.751com.cn/

2.2 通风机系统的设计方案

2.2.1 通风机的工作原理

通风控制系统主要由 2组轴流式通风机组构成，每台轴流式风机有两台电机，每台电机驱动一组扇片，两组扇片是对旋的，一组用于吸风，一组为增加风速，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。用一台PLC、空气压力传感器和变频器等组成一个完整的闭环控制系统。其中还包括接触器、中间继电器、热继电器、启动器，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