上青矿冬季防寒风机集控系统的研究

论文摘要

本文针对上青矿主井、副井、中央风井井筒、罐笼及连接装置冬季出现结冰现象,简要论述了其危害性,了解到冬季防寒一直是困扰其生产的一重大问题,目前国内外也一直没有很好的方法解决冬季矿井防寒问题,所以解决上青矿的冬季防寒问题,具有较好的推广价值意义重大,不但能够在很大程度上提高矿井的生产效率和经济效益,而且对今后矿井的发展和效益具有很大的推动作用和深远的影响。本文对上青矿的通风网络进行分析,了解上青矿井下的通风情况并提出解决方案,通过对风机和风门的控制来配合解决上青矿冬季防寒问题和炮烟中毒事故的问题。所以对多级机站风机在线监控系统进行了设计和研究。风机监控系统包括硬件系统和软件系统,硬件系统的设计主要包括可编程控制器S7-200各模块的选取、传感器的选取与安装、光纤收发器的选取、光纤配线箱的选取以及以太网通讯方式的选取等;软件系统的设计主要包括可编程控制器S7-200的软件设计、基于iFix4.5组态软件的人机交换监控界面的编写、现场仪表数据信号的采集与处理、保存历史数据、报表记录、趋势曲线和引入安全报警机制等;最终,保证通风系统的安全与可靠。该监控系统主要功能是:对整个通风系统的风机和风门的状态监控和记录;远程（或就地）控制风机的正反转、启停、风门的开关等;对所有传感器所采集的数据进行显示或报警。通过对集控系统的深入研究,可以实现监控中心对井下各机站风机运行情况的实时监控,可以及时发现事故的隐患,并避免其发生。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 立项背景
• 1.3 本课题的主要研究内容及意义
• 2 通风方案设计
• 2.1 通风监控系统的主要实现的功能
• 2.2 风机监控系统国内外发展的现状
• 2.3 PLC 在风机监控系统中的应用
• 2.4 通风系统阻力测试
• 2.4.1 通风系统阻力测试的目的
• 2.4.2 通风阻力测试的数据处理
• 2.4.4 通风系统分析
• 2.4.5 通风性能测试
• 2.4.6 测试结论
• 2.5 通风方案的确定
• 2.6 新中央风井冬季防结冰措施
• 2.7 结论
• 3 控制系统硬件设计
• 3.1 系统的整体结构
• 3.2 监控系统的控制方式
• 3.3 控制系统原理图
• 3.3.1 对单台风机控制的控制原理图
• 3.3.2 控制设备的数量和所需模块
• 3.3.3 系统接线图的设计
• 3.4 PLC 的选型
• 3.4.1 CPU226
• 3.4.2 模拟量输入模块（EM231）
• 3.4.3 通信模块（CP243-1）
• 3.4.4 其他设备
• 3.5 传感器的选择
• 3.5.1 传感器的选择原则
• 3.5.2 传感器的安装位置
• 3.5.3 传感器的具体选择型号
• 3.6 集控系统通信网络的构成
• 3.6.1 PLC 的通讯方式
• 3.6.2 系统与上位机通讯功能的实现
• 3.6.3 工业以太网介绍
• 3.6.4 OPC Server
• 3.6.5 S7-200 与上位机通讯
• 4 控制系统软件设计
• 4.1 下位机程序的设计
• 4.2 上位机程序的设计
• 4.2.1 iFix 的简介
• 4.2.2 上位机监控系统的设计
• 5 全文结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 附表1 上青矿通风阻力测试原始数据
• 附表2 通钢集团板石矿业公司上青矿通风阻力测试结果
• 附表3 板石矿业公司上青矿自然风压测试结果
• 附表4 板石矿业公司上青矿各机站通风机测试结果
• 附表5 传感器技术指标
• 作者简历
• 学位论文数据集