風電混合動力在煤礦壓風系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

【摘要】：針對不可再生資源的瀕臨枯竭和對風能開發(fā)利用的不足，本文設(shè)計了一套風電混合動力壓風系統(tǒng)，將風能直接應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)中，探索出一條風能開發(fā)利用的新道路。 該系統(tǒng)以風力機為主要動力源，電動機作為輔助設(shè)備，帶動礦井壓風機工作。當風力足夠、風力機能夠帶動壓風機正常工作時，電動機處于備用狀態(tài)；當風力不足時，啟動電動機，帶動壓風機工作，產(chǎn)生所需的壓縮氣體，而后將其存儲，供各種風動設(shè)備使用，極大地節(jié)約了能源。 該系統(tǒng)以西門子公司的PLC-200作為控制核心，對系統(tǒng)的每一個重要環(huán)節(jié)的信息進行采集、分析和處理，并發(fā)出相應(yīng)的動作指令，來控制機器設(shè)備的啟停、閥類的開關(guān)、開關(guān)的通斷及故障指示燈和蜂鳴器的工作情況等，使整個壓風系統(tǒng)得以流暢、穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)。系統(tǒng)選用威綸MT6070iH2觸摸屏作為顯示和輸入設(shè)備，操作員可對現(xiàn)場參數(shù)預(yù)設(shè)值及各類輸出設(shè)備的狀態(tài)進行在線修改和調(diào)整，使系統(tǒng)的效率和靈活性大大增強。 不僅如此，該系統(tǒng)還利用上位機上的WinCC組態(tài)軟件，對現(xiàn)場的工作過程和重要參數(shù)進行實時監(jiān)控，以便工作人員可以對異常情況做出準確、及時地判斷，確保了整個工作過程的安全性。 最后，將裝有WinCC的上位機與PLC-200連接，完成通訊，并對系統(tǒng)進行調(diào)試，通過仿真實驗對該系統(tǒng)的各項功能、可行性和穩(wěn)定性加以測試。經(jīng)測試，該系統(tǒng)運行穩(wěn)定。而且該壓風系統(tǒng)具有自動化程度高，安全性好，運行成本低，維護容易，無噪音，無污染等優(yōu)點，經(jīng)過日后不斷的完善，必有廣闊的前景。 【關(guān)鍵詞】：風電混合動力 壓風系統(tǒng) PLC 監(jiān)控 組態(tài)
【學位授予單位】：遼寧工程技術(shù)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TD441
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 1 緒論10-15
• 1.1 課題的背景與意義10-11
• 1.2 相關(guān)領(lǐng)域研究現(xiàn)狀與趨勢11-13
• 1.2.1 風能的開發(fā)利用與研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 風電混合動力技術(shù)的研究現(xiàn)狀與成果12
• 1.2.3 煤礦壓風監(jiān)控系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與趨勢12-13
• 1.3 課題的主要研究內(nèi)容13-15
• 2 風電混合動力壓風系統(tǒng)的構(gòu)架與控制方案的確定15-24
• 2.1 壓風階段控制方案的確定15-18
• 2.1.1 風力機控制過程分析15-16
• 2.1.2 礦井壓風機工作過程分析16-17
• 2.1.3 壓風階段構(gòu)架與控制方案的確定17-18
• 2.2 凈化階段控制方案的確定18-20
• 2.3 存儲階段控制方案的確定20-22
• 2.4 系統(tǒng)總體架構(gòu)與研究22-24
• 3 風電混合動力壓風系統(tǒng)硬件設(shè)計24-44
• 3.1 機械部分硬件設(shè)計24-28
• 3.1.1 風動設(shè)備技術(shù)參數(shù)分析24-26
• 3.1.2 壓風機技術(shù)參數(shù)分析與具體型號的確立26
• 3.1.3 風力機與電動機技術(shù)參數(shù)分析與具體型號的確立26-27
• 3.1.4 儲能裝置容積分析與計算27-28
• 3.2 PLC 選型28-33
• 3.2.1 I/O 點數(shù)及存儲器容量估算28-31
• 3.2.2 PLC 各模塊型號選擇分析31-33
• 3.3 I/O 端口分配與連接33-37
• 3.4 模擬量信號的采集與處理37-40
• 3.4.1 電壓信號采集與處理37-38
• 3.4.2 電流信號采集與處理38
• 3.4.3 溫度信號采集與處理38-39
• 3.4.4 壓力信號采集與處理39
• 3.4.5 電源電路設(shè)計39-40
• 3.5 PLC 通訊方式的選擇與通訊接口電路設(shè)計40-42
• 3.6 人機界面開發(fā)42-44
• 4 風電混合動力壓風系統(tǒng)軟件設(shè)計44-59
• 4.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計44-45
• 4.2 系統(tǒng)初始化45-46
• 4.3 壓風與凈化階段軟件流程與程序設(shè)計46-51
• 4.3.1 風力機控制過程軟件設(shè)計46-48
• 4.3.2 電動機控制過程軟件設(shè)計48-49
• 4.3.3 凈化階段軟件設(shè)計49-51
• 4.4 存儲階段軟件流程與程序設(shè)計51-54
• 4.4.1 氣體輸入過程軟件設(shè)計51-52
• 4.4.2 氣體輸出過程軟件設(shè)計52-54
• 4.5 模擬量信號的采集與處理54-58
• 4.5.1 壓力信號的采集54-57
• 4.5.2 壓力信號的處理57-58
• 4.6 通訊部分軟件設(shè)計58-59
• 5 壓風監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)與仿真59-64
• 5.1 壓風監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)界面開發(fā)59-60
• 5.2 調(diào)試與仿真60-64
• 6 總結(jié)與展望64-65
• 參考文獻65-67
• 作者簡歷67-69
• 學位論文數(shù)據(jù)集69-70

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