煤矿常闭互锁风门组自动控制系统毕业论文 中国矿业大学.docVIP

煤 矿 常闭互锁风门组自动控制系统 引 言 此次我们所设计了煤矿常闭互锁风门组自动控制系统，是因为矿井风门在整个煤矿系统中有着不可取代的作用，是井下通风安全的保障。煤矿常闭互锁风门组是煤矿矿井下通风安全管理的主要设施之一。其作用是避免进风系统和回风系统的风流短路，同时有不影响进、回风系统间的过车和行人。而煤矿常闭风门组的自动控制是保证常闭风门组互锁有不影响过车和行人的唯一手段（手动控制难以保证其安全性）。也是煤矿现代化和自动化的标志之一。 本次毕业设计，只是笔者将三年的所学致之所用，设计的产品也并非完美。随着现代新技术的发展，智能技术的应用，越来越多的智能产品的层出不穷，我们的生活不断的变化着，科学的利用世界所赋予我们的一切来完善我们生活，从而使我们的明天更美好。 目 录 第一章 系统介绍………………………………………1 第二章 PLC控制系统介绍……………………………23 第三章 电机的选用…………………………………… 第四章 液压泵………………………………………… 第五章 液压控制阀…………………………………… 第六章 液压缸………………………………………… 第七章 液压油………………………………………… 第八章 连接件的说明………………………………… 第九章 电源控制……………………………………… 第十章 计算证明……………………………………… 第十一章 参考文献……………………………………… 1 系统介绍 1.1选用液压系统的原因 在这次毕业设计中之所以使用液压系统作为主动力，是因为液压传动与机械传动、电气传动相比，液压传动有以下优点： 液压传动的各种元件，可以根据需要方便、灵活地来布置； 重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快； 操纵控制方便，可实现大范围的无级调速（调速范围达2000：1）； 可自动实现过载保护； 一般采用矿物油为工作介质，相对运动面可以自行润滑，使用寿命长； 很容易实现直线运动； 容易实现机器的自动化，当采用电液联合控制后，不仅可实现更高程度的自动控制过程，而且可以实现遥控。 1.1.1液压传动的主要缺点及克服方法 当然液压传动也是有一定的缺点的，下面将针对主要的缺点只出在实际设计中的注意事项和改良措施： 1、由于流体流动的阻力损失和泄漏较大，所以效率较低。如果处理不当，泄露不仅污染场地，而且还可能引起火灾和爆炸事故。故在选用液压元件时经过详细计算其动力完全能达到开启风门的要求；选用液压油的时候，采用了矿井专用阻燃液压油，所以其安全性能完全复合矿井的条件要求。 2、工作性能易受温度变化的影响，因此不宜在很高或很底的温度条件下工作。因为两道风门之间的温度在四季之中变化不是太大所以对此系统影响不明显。 3、液压元件的制造精度要求较高，因而价格较贵，但考虑到系统带来的安全性，和所用的地方是现代化大型矿井。 4、由于液体介质的泄漏及可压缩性能影响，不能得到严格的定比传动。在选用各个元件时已经将其各种损失因数计算再内了，所以可以达到较稳定的传动比。 5、液压传动出故障时不易找出原因；使用和维修要求有较高的技术水平。此系统中的液压元件并不是太多，所以维护起来比较容易，只要做到定期检查，可保证系统的安全性能。 1.2电路和控制 系统所用的电源是矿井专用电源380V、127V，由矿井隔爆开关控制电机和PLC控制器的电源。井下专用电动机为动力源，由泵、阀、液压缸和液压辅助元件所组成的液压系统控制风门的开启和关闭。在这个系统中只能是反向风门才能实现整个动作过程。 2 PLC控制系统介绍 2.1 PLC控制常闭互锁风门组的优点 井下风门是一种开启频繁的控风设备，其控制系统的可靠性是影响其广泛使用的关键因素。采用SIEMENS S7-200 PLC，由于其具有结构紧凑，扩展良好，指令强大，可靠性好等特点，对于提高煤矿常闭风门组的自动控制系统运行的性能和可靠性有很大的帮助。 2.2 煤矿常闭风门组的特点 在煤矿进，回风系统间需要过车行人的时候，必须开设一条巷道和设置一组常闭风门组（两道风门为一组），如图1所示 图1 常闭风门组示意图FM1—常闭风门1；FM2—常闭风门2； ……表示风门开启状态 左侧为进风系统（高风压区），右侧为回风系统（底风压区），当FM1和FM2都开启的时候，则形成进风与回风系统短路，是造成煤矿通风系统不安全的重大隐患，必须杜绝。所以我们在老师的知道和帮助下设计了风门互锁安全系统，其常闭风门组可能的运行状态如表1所示 表1 常闭风门组可能的运行状态 FM1 FM2 风流阻力 运行状态 安全性 关 关 ∞ 常态 安全 开 关 ∞ 闭锁 安全 关 开 ∞ 闭锁 安全 开 开 0 短路 不安全 为了实现常闭风门组的正常运行，杜绝短路，