通风机S7300监控运行设计与实现

通风机S7300监控运行设计与实现

一、选题简介、意义

本次的选题是基于S7-300PLC对矿井通风机的控制系统设计，控制系统设计的主要内容是，利用S7-300PLC的逻辑编程对三台通风机进行控制，主要对通风机的正常运行与故障通风机的报警提示等进行控制。在煤矿的安全生产中,矿井通风系统起着极其重要的作用,它是煤矿安全生产的关键环节。而矿井局部通风机又是矿井通风系统的主要设备之一,因此对其进行PLC控制系统的设计和研究,不仅可以大大提高煤矿生产的机械化、自动化水平,还能节省大量的电能,具有较高的经济效益。

二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）

主要研究内容；

（1）通风机电气控制功能设计和电器选用

（2）设计通风机S7300PLC控制电气图

（3）绘制通风机S7300PLC控制屏接图

（4）编制通风机S7300PLC控制梯形图

（5）通风机S7300PLC控制梯形图仿真验证

解决问题；

查阅通风机S7300PLC监控运行设计相关文献，收集资料。

下载安装相关软件绘制通风机S7300电气图、屏接图、梯形图，仿真软件。

最后进行通风机S7300PLC仿真验证。

预期目标：

在开始做毕业论文之前自主学习PLC编程。并上网查询PLC和通风机监控运行实例。最终完成通风机S7-300PLC监控运行设计。

研究步骤：

（1）了解PLC

（2）进行PLC编程

（3）了解通风机

（5）进行PLC与通风机的连接以及控制系统设计

（6）进行问题总结，修改错误

第一章绪论 1

1.1 课题的背景 1

1.2课题的意义 1

1.3 课题研究的内容 1

第二章通风机电气控制功能设计和电器选用 2

2.1 PLC的选型 2

1．PLC选型 2

2．S7-300的模块选择 3

2.2 变频器的选型 4

1．变频器的结构 4

2．变频器的容量选择 5

3．变频器的运行控制方式选择 5

4．变频器与PLC的连接 6

第三章通风机 S7300PLC 控制电气图 7

3.1 主电路 7

3.2 控制电路的设计 7

3.3绘制通风机 S7300PLC 控制屏接图 8

第四章绘制通风机S7300PLC控制梯形图 10

4.1 PLC软件设计 10

4.2 主控制程序流程 11

4.2 子程序0和1程序流程 11

4.3 子程序2和3程序流程 12

4.4 子程序4程序流程 13

4.5 中断子程序 14

第五章通风机S7300PLC控制梯形图仿真验证 15

第六章总结 17

致谢 18

参考文献 19

附录 20

摘要：PLC编程控制技术在工业领域应用非常广泛，具有控制精度高、控制灵活等优点。本文以西门子S7300PLC为核心控制器，完成了对通风机的监控系统设计。系统首先确定各模块的选型，对各模块进行对比，实现了控制精度的最优化；然后进行系统硬件电路设计和I/O口分配；最后进系统软件设计，包含主程序和各模块的子程序设计。设计主要基于PLC编程软件和电路作图软件。系统充分利用了PLC控制优势，达到了设计效果，可为PLC风机的工业控制提供参考，具有一定的实际应用价值。

第一章绪论

1.1 课题的背景

工业中的风机应用十分的广范，小到一个机械设备中的通风，大到隧道工程中的通风，其应用是在各行各业中的。风机的经历了这么多多年的发展，其主要的结构也有了大大的改进，风机总的来说就是机械和控制的结合产物，是一种典型的机电一体化设备，不仅需要能够完成其工作性能的机械部分还需要一套控制其工作的控制系统，风机性能的好坏不仅取决于其机械部分的精度寿命等等，还需要其控制系统能够及时准确的发送出指令。当前的技术在发展，风机的工作环境也有了很大的改变其控制性能需要要求就更改高了，在其控制方面不仅要实现风机简单的起停工作。还需要的对其运动速度进行调节，因为当前的能源是十分紧张的，对于以前的风机工作来说都是比较粗放型的工作过程，而现在，在要求更高节能更高的大环境下，这种粗放型的风机是没有市场的，所以为了赢得更大的市场，更加的符合客户的需求，当前对风机的要求就必须节能可调速，自动化程度也要高。工作环境的复杂以及更多控制需求，就要求风机的控制需要更加的先进，结合传感器技术和现代的可编程控制技术，能够完成的工作就大大加强，不仅可以实时监控器工作环境中的变化，利用可编程控制技术可以实现对各种情况的不同控制指令的发出，是的风机的性能智能化程度更高，对于其用户体验来说是更加的符合使用要求了。

风机需要发展就不能仅仅的依靠其机械结构的优化改进，在日益复杂的工作环境和竞争中，在控制方面必须要结合新技术，传统的线路继电器控制方法具有一定的局限性和寿命的限制，在恶劣的环境中工作是十分困难的。可编程控制器的出现对风机更加智能化的控制的实习提供了可能，结合风机工作的需求和风机工作的原理特性以及当前的可编程控制技术对风机进行新的控制模式的探索，对风机的发展是十分必要的。

1.2课题的意义

技术的日益增长，风机应用工作环境的种种不同需求，都是对当前风机行业的一种挑战，想要继续满足用户的使用和占领住市场就必须对风机的技术持续不断的更新，对于风机来说其机械性能可调节的范围已经不是很大了，而其控制方面的改进还有很大的提升空间，对于其工作环境来说，不同的工作需要就需要不同的控制方法，所以就需要其控制系统容易维护和容易提升改造，可编程控制器技术是模块化的控制结构，不仅可适应的工作环境有很多，其维护改造提升起来也是十分方便的，所以本文在了解风机工作的控制的基本原理的基础上，结合可编程控制技术，以满足市场上用户的实际适应需求为标准，来对通风机的监控运行技术进行提升改造。对风机的发展和使用者的使用维护体验都是有十分重要意义的。

1.3 课题研究的内容

通风机的市场是十分广阔的，市场上对通风机的需求也是很大的，对通风机的控制系统的研究是十分有意义的。

本文的主要工作就是分析通风机的工作原理和通风机工作环境对其性能功能的工作需求，确定通风机的控制执行方案，根据其控制方案对整个控制系统中的各个硬件进行选型，并且绘制出控制电路图，给后文做好准备，接着就对其控制程序进行编写，实现通风机的控制要求，在完成通风机控制系统的梯形图编写之后，为了检验控制程序的准确性就接着使用仿真软件对其控制系统的梯形图进行仿真模拟，设置仿真的初始条件和风机使用过程中的使用要求，最终观察期输出端的变化进行验证本文所设计的通风机控制系统的准确性。

参考文献

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[5]傅贵，秦跃平，杨伟民等．矿井通风系统分析与优化［M］．北京：机械工业出版社，1995

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[7]周美兰等.PLC电气控制与组态设计.北京：科学出版社，2003.1

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[10] 主通风机运行监测报警装置的研究与应用，徐方力，鲍桂林，王猛，张怀房，山东宁阳正大煤业有限公司

[11] 在线监测技术在通风机安装中的应用，姜雪华，徐州矿物集团有限公司