基于PLC的隧道通风系统.论文doc

平顶山工业职业技术学院

级毕业设计

论文题目：基于PLC、变频器、触摸

屏的隧道通风系统（设计）

指导老师： 所在系部： 所在班级： 学生姓名： 完成时间：

隧道通风系统

前言

随着我国经济的高速发展，通畅高效的交通系统成为经济进一步发展的基本需求，从而高速公路亦得以蓬勃发展。作为高速公路路段中相对事故率较高的隧道区域，为保证行车安全，提高行车效率，通常在长隧道或特长隧道内设置隧道监控系统，集中监控隧道内通风、照明以及行车情况，在必要时候发布诱导和指导性信息。而隧道内通风、照明、以及交通诱导设备均分散于整个隧道区域，因此集成隧道内各要素信息，方便隧道监控人员的集中监控与管理，成为隧道监控系统设置的主要目的。而最近几年，PLC、 变频器 以其诸多优异特点获得广泛的使用，在工业先进国家已成为工业控制的标准设备。它专为工业控制而设计，集电气、仪表、控制三电于一体，是实现机电一体化的理想控制设备。因此研究本课题的意义和目的主要是本着：安全，节能，高效，稳定，智能及人性化的目的为主要着力点的。目前国内大多数隧道内的通风系统采用的是定流量继电器恒流控制系统。这种系统虽然简便，但是不能根据车流，温度及其它突发事件的发生，有效的，实时的，调节能量供应，耗能极大，而且故障率高，不易发现问题所在。

本课题从使用功能上要求通风系统要求的风量不是恒定的，而是随着隧道内车流量，人员多少，环境条件，在不同状况能够自动的，实时的输出不同流量的要求。这就需要采用一定的技术手段，在此处定为：在不同的环境条件下通过传感器等器件感知环境的变化，把这些变化转变为电信号传送给PLC，再通过PLC控制变频器输出控制风机，供给不同流量，并通过触摸屏监视运行状态并控制。这就需要运用PLC及变频技术，采用触摸屏技术。达到练习和熟悉操作这些新兴技术并同实际项目相结合，系统的完成对他们的综合运用。

隧道通风系统

目录

一．摘要??????????????????????????()

二. 系统介绍????????????????????????() 2.1 系统结构????????????????????????() 2.2 设计要求????????????????????????() 三． 各单元简介??????????????????????() 3.1 PLC的控制单元简介及选择????????????????() 3.2 触摸屏简介及选择????????????????????() 3.3 风机的简介???????????????????????() 3.4 变频器应用及选择????????????????????() 3.5 传感器简介与选择????????????????????() 四．通讯安装与接线?????????????????????() 4.1 N：N 网络的通讯连接?????????????????? () 4.2 变频器与PLC的接线???????????????????() 4.3 触摸屏与PLC的通讯连接?????????????????() 4.4 调试??????????????????????????() 五. 程序??????????????????????????() 5.1 PLC程序????????????????????????() 5.2 触摸屏程序???????????????????????() 六．致谢??????????????????????????() 七．参考文献????????????????????????() 八．附图??????????????????????????()

隧道通风系统

摘要

随着电子技术和微电子技术的迅速发展，PLC和变频器正成为通用、廉价和性能可靠的控制和驱动设备，得到广泛的应用。由PLC控制的变频调速离心风机的通风系统，具有较高的可靠性和较好的节能效果，易于组建成整体的自控系统，很方便地实现各种控制切换和远程监控。

通过对国内现有铁路，公路的观察和分析，其中隧道的占有比已达到很高的地位，而隧道内通风系统在其中的安全作用及能耗占有很高的比重。

隧道通风系统是隧道安全运行的重要组成部分，通风系统能否正常工作与隧道内运行环境条件、运行效率、运行安全密切相关。随着我国政府对各行各业安全生产监管力度的不断加强，尤其对公路、铁路安全运行的要求越来越高，对隧道通风系统进行技术改造，提高其运行稳定性、可靠性、节能降耗等势在必行。

本系统将 PLC与变频器及触摸屏有机地结合起来，为监控隧道内行车环境，隧道内设置有计数传感器、温度及能见度检测仪。通风控制系统即在实时检测这些环境参数的基础上，控制隧道内风机的开启，以使各项空气指标符合安全行车标准，达到既保障安全行车、同时节约能源的目的。各空气指标数据由PLC模拟量输入模块采集，风机的启停通过PLC的开关量输出模块程序控制变频器并由接触器实现控制。采用以隧道的车流量为主控参数，实现对风机工作过程和运转速度的有效控制，使隧道通风机通风高效、安全，达到了明显的节能效果。PLC控制系统具有对驱动风机的电机过热保护、故障报警、断电等功能特点，为隧道通风系统的节能技术改造提供一条新途径。 关键词：隧道、通风机、 PLC 、变频器、触摸屏

隧道通风系统

二. 系统介绍 2.1 系统结构

由于可编程控制器和触摸屏及三相异步电机的交流变频调速系统充分利用了PLC强大的逻辑处理功能和人机界面的良好的交互性，避免传统的继电器一接触器控制电路的复杂接线，降低了对运行人员的技术要求；同时对重要开关输入量实现触摸屏按键和外部按钮备用模式，提高了系统的可靠性，为现场操作人员对运行过程的实时监控和维护带来了方便。同时，作为本专业技师与高级技师专业必会之一，我们将理论与实际相结合，对我们掌握新技术新理念，提高动手能力，有很好的指导意义和现实意义。

通风控制系统主要由 4 台风机组构成，每个风机组有两台电机，由一台PLC、一台变频器控制。系统共有8台电机、四台PLC、四台变频器、一台触摸屏组成。每台电机驱动一台风机，对隧道进行供风，采用风机 2 ×4.5 kW ，PLC、触摸屏、车流量、烟尘传感器和变频器等组成一个完整的闭环控制系统。其中还包括接触器、热继电器、断路器等系统保护电器，实现对电机和PLC的有效保护，以及对电机的切换控制。

利用 PLC变频器和离心机通风系统进行节能技术改造，不仅简化了系统，提高了设备的可靠性和稳定性，设备的操作和维护方便，节省能耗，同时也大大地提高了道路的安全系数。另外还可以根据需要配置相应的通信模块，很方便地组成集散式控制系统，进行远程监控现场设备的运行状态，提高了运行效率和经济效益，具有一定的推广价值。

本控制系统以传感器为感应元件，PLC识别并控制，变频器输出可变频率，从而实现风机自动运行等功能，且由于高速公路隧道区域作为一个相对封闭区域，通风不畅，汽车尾气沉积，油污污染，高低压线缆布线的空间限制导致电磁干扰等等因素，使其成为一个非常恶劣的电气环境，对应用的电气设备的适应性提出很高的要求；而且隧道距离长，设备布设分散，也为监控系统的构建造成一定难度所以在此设计由触摸屏监视控制。与常规继电器实施的通风系统相比，PLC系统具有故障率低、可靠性高、接线简单、维护方便等诸多优点。 PLC和变频器及各种传感器配合使用，使系统控制的安全性、可靠性大大提高，也使通风机运行的故障率大大降低，不仅节约了电能，而且还提高了设备的运转率。控制功能使通风系统的自动化

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