PLC在矿井局部通风机变频调速系统中的应用.pdf

2 0 0 4年第 l 2期 煤 矿 机 械 l 3 l 文章编号 1 0 0 3 0 7 9 4 2 0 0 4 1 2 。 0 1 3 1 0 2 P L C在矿井局部通风机变频调速系统中的应用 徐 益民 。林海 鹏 。赵 汗青 黑龙江科 技学院 ，黑龙 江 哈尔滨 1 5 O 0 2 7 摘 要 介绍 了 P L C控制变频调速 系统在矿 并局 部通风机 中的应 用。以瓦斯浓度 为主控参 数 ， 通过 P L C控制 变频器 ， 来调节局部通风机 电机 转速 实现最优控制， 达到安全监控与节能 目的。 关键词 P L C ；局部通风机 ；变频调速 中图号 T D 4 4 1 ；T P 3 3 2 ． 3 文献标识码 A 1 引 言 P L C作为新 一代的工 业控制装置 ， 已经在 电气 控制系统 中得到普遍应用 。它不仅能实现复杂的逻 辑控制 ， 还能完成各种顺序和定时的功能 ， 并且可靠 性高、 稳定性好 、 抗干扰能力强。而在矿井局部通风 机中为了满足对 安全监 控与节能越来越 高的要求 ， 作为核心控制的变频器也得到了广泛地应用。本系 统将 P L C与变频器有机地结合起来 ， 采用 以瓦斯浓 度的变化为参量来 调节 风机转速 的控制 系统 ， 实现 对电动机工作过程和运转 速度 的有效控制 ， 使矿井 局部通风机通风 、 瓦斯 自动排 放高效 、 安 全， 消除 了 瓦斯事故 ， 达到了明显的节能效果。 2 控制 系统的工作原理 控制系统框图如 图 l 所示 。 该 系统主控单元 采用 P L C ， 被控元件为变频运 行的局部通 风机 电机 ， 主控参 数为 瓦斯浓 度。P L C 采用三菱公 司 F X 一3 2 M， 选配 A I D模块为 F X 2 一 4 A D ， 变频器为 F RA 5 4 0 。 系统通过瓦斯 传感器检测瓦斯 浓度 ， 经 A ／ D转 换， 送 到 P L C进行 数字 滤波 、 比较 、 判 断 ， 将控 制信 号送给变频器， 从而控制局部通风机电机 的转速 ， 使 之实现最优控制 。而且 系统具 有变频／ - I- 频 切换功 能 ， 当变频器出现故 障或电机需要 长期在 工频频率 下运行时 ， 可将 电机切换 到工频状态 ， 有手动和 自动 切换 2种方式， 同时还具有手动启停运行功能、 声光 报警功能及保护功能， 提高了系统可靠性。 P L C控制 系统 的硬件 电路 如 图 2所 示。其 I ／ O 图 2 P L C控 制系统 的硬件 电路 F i g ． 2 Ha r d wa r e c i r c u i t o f P L C c o n t r o l s y s t e m 可通 过电位 器来 手动调 节频率 ， 也可通过键盘 功能 。 来设定 。若连上扩展模 块 可实现启 停 、 运 行等显示4 P L C程序设计 维普资讯 1 3 2 P L C在矿井局部通 风机变 频调速系统 中的应用徐益 民 ， 等 2 0 0 4年第 l 2期 系统 主程 序流程图如图 3所示 。 裹 1 I ／ O地 址表 T a b． 1 Ad d r e s s t a b l e o f I ／ 0 图 3系 统 主 程 序 流 程 图 ri g． 3 F l o w c h a r t o f s y s t e m ma i n p r o g r a m 根据 煤矿安全 规程 ， 当瓦斯浓度 达到 或超过 1 ． 5 ％C H 4时 ， 应进入排放瓦斯 状态。为 了达 到节能 效果 ， 当瓦斯 浓 度在 0一1 ． 5 ％时 ， 局 部通 风机 的转 速与瓦斯浓 度的增 减成 比例地 升降 ， 即随瓦 斯浓度 的变化 自动调整转速 。本系统设计的调频控制完成 了此功能 ， 其程序如图 4所示 。 另外 ， 考虑到湿度 、 粉尘等要求 ， 设 定了风机 的 最低极 限值为 2 0 H z 当瓦斯浓度在 00 ． 5 ％c } L 时 ， 使风机保持 2 0 H z的频率恒速运行 。 图 4 调 频 控制程 序 Fi g ． 4 Va r i a b l e f r e q u e n c y c o n t r o l p r o g r a m 利用变频器上 R H、 R M 和 R L的通 断组合 ， 实 现 随瓦斯浓 度的变化 来分 挡调节 转速 ， 本 程序设 置 了 5挡转速 ， 其频率值设 定如表 2所示 。 表 2频率 值设 定 Tab． 2 Fr e que n c y s t t i n g da t e R H、 R M、 R L的通 断由 P L C控制 实现。 5结 语 根据变频 器多段 速 度设 定功 能最 多可 预置 l 5 挡转 速 ， 来精确地随瓦斯浓 度的变化调节转 速 ， 使节 能效果更加显著。本文仅给出 5挡转 速控制。 参考文献 f 1 ] 石秋洁 ． 变频器应 用基础 [ M] ． 北 京 机械 工 业出版社 ． 2 0 0 3 ． 作者 简介 徐益 民 1 9 7 0一 ． 女 ， 黑龙 江哈尔 滨人 ， 讲 师 ， 在黑 龙 江科技 学院从事 电气 自动化教 学与科研 工作 ， 发表 论文多 篇 ． 收 稿 日期 2 0 0 4 ． 0 8 ． 0 7 The a p p l i c a t i o n 0 f P LC t o t h e v a r i a b l e f r e q u e n c y a n d s p e e d a di u s t i n g s y s t e m 0 f mi n e l o c a l f a n v e n t i l a t i 0 n XU Yi mi l 1 ．LI N Ha l p e n g．Z HAO Ha l l q i n g H e i l o n g j i a n g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y I n s t i t u t e ． H a r b i n 1 5 0 0 2 7 ． C h i n a A b s t r a c t 2 “i s p a p e r d e s c ri b e s t h e a p p l i c a t i o n o f t h e v a r i a b l e f r e q u e n c y a n d s D e e d a d j u s t i n g s y s t e m c o n t r o l l e d b y P L C i n mi n e l o c a l f an v e n t i l a t i o n． Re g a r di n g g a s c o n s i s t e n c y as t h e c o n t rol p a r a me t e r - thr o u g h PLC t o c o nt r o l t h e f r e q u e n c y co n v e r t e r a n d a d j u s t t h e rot a t i o n a l s D e e d o f l o c a l f an mo t o r t o r e a l i z e o p t i mu m c o n t r o l and a c h i e v e s a f e mo n i t o r and s a v i n g e n e r g y ． Ke y w o r d s P L C；l o c a l f an v e n t i l a t e v a ri a b l e f re q u e n c y a n d s p e e d a d j u s t i n g 维普资讯