煤礦井下供電監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖4-4程序流程圖4.5程序梯形圖設(shè)計(jì)4.5.1壓風(fēng)機(jī)梯形圖設(shè)計(jì)煤礦井下壓風(fēng)機(jī)的作用是在井下開(kāi)采煤礦中排風(fēng)的作用，排出混濁氣體排進(jìn)健康氣體從而達(dá)到井下空氣良好流通，壓風(fēng)機(jī)工作原理是壓風(fēng)機(jī)內(nèi)部中有兩個(gè)類似的轉(zhuǎn)子它們朝著相反的方向運(yùn)動(dòng)，將氣體擠壓成具有一定壓力的氣體并通過(guò)齒輪的連續(xù)運(yùn)動(dòng)將氣體釋放，從而達(dá)到煤礦井下排風(fēng)的工作原理。煤礦井下壓風(fēng)機(jī)主要用途：（1）增強(qiáng)礦井的抗災(zāi)能力，保證礦工的安全健康和正常生產(chǎn)。（2）在煤礦井下排進(jìn)良好的空氣，排出井下各種有害氣體和煤塵。（3）建立煤礦井下良好的濕度、風(fēng)速、溫度等環(huán)境條件。由此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)于壓風(fēng)機(jī)的控制及監(jiān)控是非常重要的，它是煤礦井下工人采煤的重要保障，此程序段針對(duì)壓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)及啟停，壓風(fēng)機(jī)主程序梯形圖如圖4-5所示。圖4-5主程序梯形圖4.5.2壓風(fēng)機(jī)前軸溫度梯形圖設(shè)計(jì)將風(fēng)機(jī)1前軸溫度范圍0到27648轉(zhuǎn)成0到1.0的標(biāo)準(zhǔn)值保存在臨時(shí)數(shù)據(jù)中然后才SCALE-X將0到1.0標(biāo)準(zhǔn)值轉(zhuǎn)成溫度測(cè)量范圍上下限溫度，保存在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)中，壓風(fēng)機(jī)前軸溫度程序梯形圖如圖4-6所示。圖4-6壓風(fēng)機(jī)前軸溫度程序梯形圖4.5.3壓風(fēng)機(jī)后軸溫度梯形圖設(shè)計(jì)將風(fēng)機(jī)1后軸溫度范圍0到27648轉(zhuǎn)成0到1.0的標(biāo)準(zhǔn)值保存在臨時(shí)數(shù)據(jù)中然后才SCALE-X將0到1.0標(biāo)準(zhǔn)值轉(zhuǎn)成溫度測(cè)量范圍上下限溫度，保存在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)中，壓風(fēng)機(jī)1后軸溫度程序梯形圖如圖4-7所示。圖4-7壓風(fēng)機(jī)后軸溫度程序梯形圖4.5.4壓風(fēng)機(jī)風(fēng)速程序梯形圖設(shè)計(jì)將風(fēng)機(jī)1風(fēng)速范圍0到27648轉(zhuǎn)成0到1.0的標(biāo)準(zhǔn)值保存在臨時(shí)數(shù)據(jù)中然后才SCALE-X將0到1.0標(biāo)準(zhǔn)值轉(zhuǎn)成風(fēng)速測(cè)量范圍風(fēng)速，保存在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)中，壓風(fēng)機(jī)1風(fēng)速程序梯形圖如圖4-8所示。圖4-8壓風(fēng)機(jī)風(fēng)速程序梯形圖本章小結(jié)本章節(jié)主要論述了煤礦井上井上中央變電所、地面變電所、采區(qū)變電所的監(jiān)控圖，以及壓風(fēng)機(jī)供電系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中軟件控制系統(tǒng)的梯形圖與流程圖，壓風(fēng)機(jī)的程序梯形圖又分為壓風(fēng)機(jī)主程序的設(shè)計(jì)和壓風(fēng)機(jī)前軸、后軸溫度程序的設(shè)計(jì)以及壓風(fēng)機(jī)電流程序的設(shè)計(jì)。分析了整個(gè)電路中的核心，根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，對(duì)程序的設(shè)計(jì)流程進(jìn)行規(guī)劃，對(duì)壓風(fēng)機(jī)程序中各部分的梯形圖進(jìn)行展示。

第5章組態(tài)仿真與系統(tǒng)調(diào)試組態(tài)軟件是一種專用于對(duì)工業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控的軟件。組態(tài)軟件有可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和過(guò)程控制的特點(diǎn)。在我國(guó)工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域中占據(jù)有利位置，專注于對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)的監(jiān)控和監(jiān)測(cè)，為自動(dòng)控制企業(yè)提供高效穩(wěn)定可靠的監(jiān)控功能。組態(tài)軟件發(fā)展前景良好，可以應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛被人們熟知，在國(guó)內(nèi)外供水方面、電力控制方面、化工石油方面都有著不可小視的分量。在設(shè)計(jì)中由于軟硬件的限制與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)版本發(fā)生沖突，在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)采用了組態(tài)王6.55仿真軟件以及博圖V14軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)。5.1博圖軟件介紹博途V14是專用于編寫梯形圖的軟件，博圖屬于一種人機(jī)交互設(shè)備，在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)適用大部分自動(dòng)化任務(wù)，可以進(jìn)行程序的邏輯編寫，滿足于用戶的不同要求。博圖軟件程序繁瑣，所以在安裝中便遇到了諸多麻煩，比如安裝包錯(cuò)誤、系統(tǒng)不兼容、解鎖系統(tǒng)密鑰、下載后無(wú)法啟動(dòng)等問(wèn)題。但是經(jīng)過(guò)后來(lái)反復(fù)嘗試研究，最終軟件可以穩(wěn)定運(yùn)行。打開(kāi)軟件進(jìn)行使用時(shí)又出現(xiàn)了問(wèn)題，新建立工程選擇對(duì)應(yīng)型號(hào)的PLC時(shí)沒(méi)辦法顯示PLC，后來(lái)經(jīng)過(guò)不斷查閱資料，發(fā)現(xiàn)應(yīng)該以管理員的身份去運(yùn)行此軟件，就會(huì)使這個(gè)軟件合理使用，最后編寫輸入量與輸出量，設(shè)計(jì)出模擬量，便于將設(shè)備之間連通后進(jìn)行操作控制，博圖V14軟件圖如圖5-1所示。圖5-1博圖V14軟件圖5.2組態(tài)王軟件介紹組態(tài)王軟件是我國(guó)具有深遠(yuǎn)影響的組態(tài)軟件也是我國(guó)第一家組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)公司。組態(tài)王有資源管理器式的操作界面，操作更加方便，并提供以我國(guó)漢字為關(guān)鍵字的語(yǔ)言支持，操作更加方便，內(nèi)部提供常用的硬件驅(qū)動(dòng)程序，為專業(yè)人士和各界人士在畫面設(shè)計(jì)過(guò)程中接入各種硬件需求增添捷徑，組態(tài)王軟件能靈活運(yùn)用電腦Windows的圖形編輯功能，便于構(gòu)成監(jiān)控畫面，以動(dòng)畫的形式顯示接入硬件設(shè)備的狀態(tài)。組態(tài)王軟件是目前市場(chǎng)最為主要的監(jiān)控系統(tǒng)軟件，它是現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，具有不同于其他監(jiān)控軟件的開(kāi)放性、良好的適應(yīng)性、開(kāi)發(fā)周期較短以及應(yīng)用靈活方便等優(yōu)點(diǎn)。組態(tài)王軟件可以編輯趨勢(shì)曲線圖、繪制報(bào)警畫面等，方便工作人員在操作過(guò)程中生成各類報(bào)表。組態(tài)王軟件內(nèi)部的監(jiān)控區(qū)域連接控制區(qū)域?qū)崿F(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控與監(jiān)測(cè)，針對(duì)煤礦井下安全供電系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)、動(dòng)畫、畫面三方面的設(shè)計(jì)。5.3設(shè)計(jì)過(guò)程煤礦井下壓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的軟件仿真設(shè)計(jì)步驟如下所示：1．啟動(dòng)瀏覽器，新建工程，新建工程界面圖如圖5-2所示。圖5-2新建工程界面圖2．定義設(shè)備：選擇S7-1200PLC型號(hào)，建立連接，選擇仿真PLC界面圖如圖5-3所示。圖5-3選擇仿真PLC界面圖3.變量定義：完成所有想到的變量定義，對(duì)于沒(méi)有想到的后面設(shè)計(jì)過(guò)程遇到再定義，新建變量界面圖如圖5-4所示。圖5-4新建變量界面圖4．畫面繪制：完成各種需要畫面的繪制，繪制壓風(fēng)機(jī)主界面圖如圖5-5所示。圖5-5繪制壓風(fēng)機(jī)主界面圖5．動(dòng)畫連接：程序編寫及其動(dòng)畫連接，物體動(dòng)畫連接界面圖如圖5-6所示。圖5-6物體動(dòng)畫連接界面圖6.管線連接：管線的動(dòng)畫連接，管線動(dòng)畫連接界面圖如圖5-7所示。圖5-7管線動(dòng)畫連接界面圖7.信息窗口：信息窗口界面圖如圖5-8所示。圖5-8信息窗口界面圖5.4系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)試本設(shè)計(jì)采用四個(gè)壓風(fēng)機(jī)在開(kāi)采煤礦中工作，按下開(kāi)關(guān)按鈕，壓風(fēng)機(jī)開(kāi)始工作，將空氣壓縮成具備一定壓力的氣體，該氣體連接到氣動(dòng)設(shè)備上，使之工作運(yùn)轉(zhuǎn)?？刂茐猴L(fēng)機(jī)啟停以排除井下各種有害氣體，創(chuàng)造良好的濕度、溫度、風(fēng)速等氣候條件，增強(qiáng)礦井的抗災(zāi)能力，保證礦工的安全健康和正常生產(chǎn)。在完成壓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)后，點(diǎn)擊開(kāi)關(guān)按鈕就能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的運(yùn)行仿真，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)壓風(fēng)機(jī)工作運(yùn)行的過(guò)程如圖5-9所示。圖5-9壓風(fēng)機(jī)正在工作界面圖本章小結(jié)本章對(duì)系統(tǒng)的軟件部分即仿真做了設(shè)計(jì)與調(diào)試，將實(shí)物無(wú)法完成的設(shè)計(jì)反映到計(jì)算機(jī)上，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行模擬，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的不足之處，對(duì)其進(jìn)行修正，使系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)不受PLC硬件的制約，對(duì)結(jié)果顯而易見(jiàn)，增強(qiáng)了設(shè)計(jì)的靈活性。

結(jié)論本文利用PLC對(duì)煤礦井下供電壓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的邏輯控制與調(diào)節(jié)。本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)運(yùn)行中調(diào)試成功，為煤礦井下安全供電監(jiān)控系統(tǒng)的生產(chǎn)起到了必要作用，整體系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行方便、安全可靠，具有良好的發(fā)展前景和可實(shí)用性。系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，首先，運(yùn)行壓風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)按鈕對(duì)壓風(fēng)機(jī)工作進(jìn)行控制并針對(duì)壓風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和監(jiān)測(cè)，然后，對(duì)地面變電所、中央變電所、采區(qū)變電所進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦井下供電系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)計(jì)及仿真。在整個(gè)監(jiān)控過(guò)程中，如遇到突發(fā)狀況，畫面顯示故障報(bào)警工作人員可以迅速了解情況及時(shí)做出相應(yīng)措施。本次設(shè)計(jì)中，首先對(duì)設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行了分析，論證了設(shè)計(jì)方案，然后確定設(shè)計(jì)方案以后，對(duì)設(shè)計(jì)的硬件部分進(jìn)行選型，對(duì)設(shè)計(jì)的原理圖，控制流程圖進(jìn)行了設(shè)計(jì)，在確定了硬件電路部分的設(shè)計(jì)以后，又對(duì)PLC軟件的梯形圖進(jìn)行了設(shè)計(jì)，使其可以成為一個(gè)完整的整體，最后利用仿真軟件對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真展示，使其動(dòng)態(tài)化，并且進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。本次設(shè)計(jì)仍存在許多需要改進(jìn)的地方，比如在對(duì)井下供電監(jiān)控方面，如果可以將監(jiān)控到的供電故障及時(shí)排查也融入到本設(shè)計(jì)中，這樣可以提升工作效率，增加工作人員安全。

上位機(jī)仿真設(shè)計(jì)已經(jīng)越來(lái)越多的步入工業(yè)自動(dòng)化的生產(chǎn)之中，解放了大量人力，一定程度上不受硬件的限制，設(shè)計(jì)思路更靈活，豐富了創(chuàng)新的多樣性，大幅縮短了時(shí)間，在國(guó)內(nèi)外自動(dòng)化領(lǐng)域有最佳的使用價(jià)值。

致謝四年前我們心懷一腔熱血踏進(jìn)校門的那一刻至今任然浮現(xiàn)在我腦海里，如今三個(gè)月時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì)也快結(jié)束了，我們也許留下了很多遺憾，但這三個(gè)月的時(shí)間了讓我整個(gè)大學(xué)生活充實(shí)了許多。 在這次課程設(shè)計(jì)的撰寫中，我得到了許多人的幫助。首先我要感謝我的老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)上給予我的指導(dǎo)、提供給我的支持和幫助，這是我能順利完成這次設(shè)計(jì)的主要原因，更重要的是老師幫我解決了許多技術(shù)上的難題，讓我能把系統(tǒng)做得更加完善。在此期間，我不僅學(xué)到了許多新的知識(shí)，而且也開(kāi)闊了視野，提高了自己的設(shè)計(jì)能力。其次，我要感謝幫助過(guò)我的同學(xué)，他們也為我解決了不少我不太明白的設(shè)計(jì)上的難題。再一次感謝所有在設(shè)計(jì)中幫助過(guò)我的良師益友和同學(xué)。由于我的能力有限，所以疏漏和錯(cuò)誤在所難免，敬請(qǐng)各位老師批評(píng)指正，最后祝各位老師身體健康，事事順心！在此，謹(jǐn)向他們表示最誠(chéng)摯的謝意。

參考文獻(xiàn)[1]廖常初.PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用[M].3版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014.[2]王崇林、鄒有明主編，《供電技術(shù)》，煤炭工業(yè)出版社，2001.[3]楊夢(mèng)達(dá).《煤礦地質(zhì)學(xué)》.北京：煤炭工業(yè)出版社，2000.[4]張寶明、陳炎光，《中國(guó)煤炭高產(chǎn)高效技術(shù)》，徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2001.[5]呂鵬飛，基于組態(tài)技術(shù)的煤礦監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)的研究，《工況自動(dòng)化》，2005.[6]王曉平．可程序控制器系統(tǒng)開(kāi)發(fā)導(dǎo)航．人民郵電出版社，2010：90-93.[7]工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)編寫組．工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)（第1版）．水利電力出版社，2007：56-98.[8]苗紅蕾．淺析單片機(jī)與PLC的異同．邢臺(tái)技師學(xué)院，2008：34-89.[9]霍小平．可編程控制器的應(yīng)用及使用．

南水北調(diào)與水利科技，2008：158-160.[10]王建偉．基于PLC與組態(tài)軟件的電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)．電氣技術(shù)，2009：46-67.[11]喬?hào)|凱．“可編程控制器原理及應(yīng)用”課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量探討．中國(guó)電力教育，2013：45-78.附錄1英文參考資料WiththerapiddevelopmentofChina'seconomyandtheriseofdomesticindustry,thesocietypaysmoreandmoreattentiontotheindustrialfield.Coalisanimportantbasicenergyinourcountry.Thereisalargedemandinmanyindustries,withhighcostperformanceandlesspollution.Peopleareincreasinglycallingforcoalmining.Coalminingenterprisesconsciouslyimprovethesafetyofcoalmining,increasecoalprocessingandproduction,andinvestalotofhumanandmaterialresourcestoensurethedemandofcoalinthemarket.Inviewofthecurrentsituationofcoalmines,theproblemofundergroundpowersupplyhasbecomeanimportantsafetyindexforcoalmining.Electricityisapartofallwalksoflifeintheworld.Withoutnormalpowersupplyinthecoalindustry,aseriesofminingcannotbecompleted.ThedesignandSimulationofundergroundsafetypowersupplymonitoringsystemisparticularlyimportant.ThedesignandSimulationofcoalmineundergroundsafetymonitoringsystemplaysanimportantroleinthestableandreliablepowersupplyofcoalmine.Itmonitorstheoperationofcentralsubstation,miningareasubstation,undergroundpressurefanandminingcoalequipmentinordertoensurethequalityofminingcoalandthenormaloperationofundergroundprocess.Theundergroundsafetymonitoringsystemimprovesthesafetyofthestaff,constructsthelifeguaranteesystem,strengthenstheshortboardofundergroundmining,paysattentiontoindustrializationandhumanizationatthesametime.Inordertomeettheaboverequirements,enrichandstrengthenthepracticaltraininglinkofautomationspecialty,asetofcoalmineundergroundmonitoringsystembasedonPLCisdesigned,whichprovidesagoodexperimentalplatformforimprovingstudents'comprehensiveapplicationability,solvingproblemsindependentlyandexpandingprofessionalknowledgeability.CoalmineundergroundpowersupplymonitoringsystemisaprocessmonitoringsystembasedonPLC.Thispaperdescribesthedevelopmentstatus,technologicalprocess,andsystemsimulationofcoalmineundergroundpowersupplymonitoringsystemtounderstandthewholeprocessofcoalmineundergroundpowersupplysystem.Basedontheanalysisoftheprocessandkeyproblemsoftheundergroundpowersupplymonitoringsystemofcoalmine,andonthebasisofreferences,thispapermainlystudiesanddiscussesthemonitoringofthepowersupplyoperationoftheundergroundpressurefan,anddesignsthepowersupplymonitoringsystemoftheundergroundpressurefaninthepowersupplyprocessofcoalminefromtwoaspectsofhardwareandsoftware.Thispaperintroducesthegeneralsituation,application,structure,characteristicsanddevelopmenttrendofPLC,andfocusesontheselectionofthehardwareoftheundergroundpowersupplymonitoringsystembasedonPLC.ThisresearchwilllayafoundationfortheapplicationofPLCinthecoalmineundergroundpowersupplymonitoring.ThePLCsystemisSiemenss7-1200plc.ThedesignofPLCconfigurationsoftwareissimulatedbybotuV14andkingview6.5tocompletethedesignandSimulationofthecoalmineundergroundsafetypowersupplymonitoringsystem.附錄2中文譯文隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，帶動(dòng)國(guó)內(nèi)工業(yè)興起，