Foshan University本科生毕业设计PLC在隧道射流风机上的应用学院：机械与电气工程学院专业：电气工程与自动化学号： ********** 学生姓名：***指导教师：***（职称）二〇一二年五月摘要根据对现在公路交通的发展分析，越来越多的隧道的出现，隧道中的通风控制系统是隧道监控系统的重点和难点。
本设计是PLC在隧道射流风机上的应用，研究了当前的隧道通风控制方案，和现有的资源信息，最后决定以三菱的FN2N-48MR的PLC、触摸屏F940G0T和四台风机组成的一个隧道通风控制的设计。
本设计的硬件部分包括了对隧道的通风控制的介绍，PLC的介绍和选择，触摸屏F940GOT的介绍，风机的启动方式等等。
同时本设计的软件部分包括了手动方式、自动方式，具有时间的设定功能，故障提示功能。
关键词：隧道通风控制系统； PLC；触摸屏PLC in the Application of the Tunnel Jet FanLIU Hai-huaAbstractBased on analyzing the development of highway traffic now, more and more of the tunnel, the emergence of the tunnel ventilation control system of tunnel control system is the key and difficult. This design is PLC in the tunnel jet on the fan application, the current tunnel ventilation control scheme, and the existing resources of information, finally decided to mitsubishi's FN2N-48 MR PLC, touch screen F940G0T and four typhoon units into a tunnel ventilation control design.The design of the hardware part includes the tunnel ventilation control of introduction, PLC is introduced and choice, touch screen F940GOT introduction, the fan the activation method and so on. At the same time the design software section includes manual mode, automatic mode, with time setting function, fault prompt functions.Key Words: Tunnel ventilation control system; PLC;Touch screen目录1．隧道通风系统 (5)1．1 发展概况 (5)1．2 公路隧道通风系统的组成 (5)1．3 公路隧道通风方式 (6)1．3．1 自然通风方式 (6)1．3．2 纵向通风方式 (6)1．3．3 横向式通风方式 (7)2．方案设定 (7)2．1 方案分析 (7)2．2 方案的选定 (8)2．3 方案的流程图 (8)3．硬件部分 (9)3．1 PLC的简介 (9)3．1．1 PLC的选择 (10)3．1．2 PLC的I/O接线图 (10)3．2 触摸屏 (10)3．2．1触摸屏的选择 (10)3．2．2 F940GOT的简介 (10)3．2．3 GOT与PLC、电脑的连接 (12)3．3射流风机的简介 (13)3．3．1 射流风机的结构 (13)3．3．2射流风机的原理 (13)3．3．3电机的接法 (14)3．3．4射流风机的接线图 (15)4．软件部分 (16)4．1 GX DEVELOPER的简介 (16)4．1．1 GX Developer的特点 (16)4．2 三菱PLC触摸屏软件FX-PCS-DU-WIN-C的简介 (17)4．3 特殊指令 (20)4．3．1 时钟数据比较指令 (20)4．3．2 时钟读取指令 (21)4．4 PLC程序 (21)4．5 触摸屏的设计 (27)PLC在隧道射流风机上的应用姓名：刘海华学号：2008364108 班级：自动化（1）前言随着我国经济的高速发展，通畅高效安全的交通系统成为经济进一步发展的基本需求，从而公路亦得以蓬勃发展。
为保证行车安全，提高行车效率，通常在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。
而在这几个方面中，通风控制系统是隧道监控系统的重点和难点, 它直接决定隧道行车安全性和舒适性, 起到稀释有害气体和污染物质浓度的作用, 对隧道的行车安全、运营管理质量以及隧道的运营成本有直接影响。
汽车在行驶中排放的空气污染物主要是CO 和颗粒( 烟雾) 。
将隧道内的CO浓度稀释到不危害人体健康的安全水平, 是隧道通风控制系统的重要任务之一。
烟雾颗粒会造成隧道内能见度降低, 影响驾驶员观察视野, 直接关系行车安全。
而隧道通风系统在火灾发生时也发挥着重要作用, 合适的通风方案可以减轻隧道本身受到的破坏,并最大可能地减少人员伤亡。
所以, 救援时控制合理的风速风向是通风控制系统的又一项任务。
PLC在隧道射流风机上的应用，就是隧道通风系统的一个部分，通过PLC实现风机的自动控制和监视。
1．隧道通风系统1．1 发展概况国外对隧道通风问题的研究起步较早，最早出现于铁路隧道，随着公路隧道的出现，针对公路隧道通风的技术问题才得到研究。
1919年，美国在修建纽约市荷兰隧道时，以美国矿务局为主，在一些大学和研究所的协助下，对汽车CO排放量和人体对CO浓度的容许值进行了研究，并以此作为隧道通风计算的依据，这是历史上首次对公路隧道通风的研究，研究结果决定将400ppm 作为CO的设计浓度，并以此算出所需要的通风量。
1973年成立的空气动力学和隧道通风国际研讨会(International Symposium on the Aerodynamics and Ventilation of Vehicle Tunnels )，每3年召开一次，各国隧道通风专家展示自己的研究成果，大大推进了隧道通风技术的发展。
1985年，日本的关越隧道一线首次将纵向式通风应用于10KM以上公路隧道，并通过编制的一套程序对关越隧道通风系统进行了模拟，验证其通风系统的可靠性和实用性。
我国的公路隧道建设起步较晚，对公路隧道通风的研究也落后于欧美和日本。
1944年兰州铁道学院完成了依托中梁山隧道和缙云山隧道的公路长隧道纵向通风模型模拟试验研究；1999年重庆公路科研设计院在隧道通风方面曾做过一些相应的研究，在我国现有的经验基础上，借鉴国外公路隧道的成功经验和先进技术，主持编写了《公路隧道通风照明设计规范JTJ026.1—1999》使得隧道通风设有了更新的参考依据。
1．2 公路隧道通风系统的组成公路隧道通风系统主要由车辆检测器、CO浓度传感器、烟雾浓度传感器、风速风向检测器、区域控制器、射流风机/轴流风机以及中心计算机等组成。
其中CO、烟雾浓度传感器，用以快速准确实时地自动测定隧道内的CO浓度和隧道内全程烟雾透过率等数据，由区域控制器采集数据，监控系统将检测数据与控制标准值进行比较，控制风机的启/停。
风速风向检测器，用以自动测定隧道内平行于隧道壁面的风向、风速数据以及检测风机的运行情况。
车辆检测器用以检测隧道内的车流量和车速，对CO/VI预置规模提供参考数据。
公路隧道通风系统组成如图1-1。
图1-1公路隧道通风系统组成框图1．3 公路隧道通风方式合理的隧道通风方式是安全、可靠性高、建设装方便、投资成本少、隧道内环境好、对火灾的适能力强、运营费用低的通风方式。
应充分考虑各风方式的优缺点，并根据隧道的特点，综合比较确定公路隧道通风方式。
公路隧道的通风方式照送风形态、空气流动状态、送风原理可分为自然通风和机械通风两大类。
机械通风方式又可分纵向通风、半横向通风、横向通风以及混合通风。
1．3．1 自然通风方式自然通风方式不设置专门的通风设备，利用存在于洞口间的自然压力差或汽车行驶时活塞作用产生的交通风力，达到通风目的。
由于交通风的作用较自然风大，因此单向交通隧道，即使隧道相当长，也有足够的通风能力。
但在双向交通的隧道中，交通风力有相互抵消的情形，适用的隧道长度受到限制。
此外，隧道内气流不稳定使得汽车排出的CO等有害物浓度难以控制，发生火灾时排烟能力差成为自然通风的弱点。
1．3．2 纵向通风方式纵向通风是从一个洞口直接引进新鲜空气，并由另一洞口排出污染空气的方式纵向通风分为射流式( 如图1-2)、竖井式、风道式以及喷嘴式。
射流式纵向通风是将射流式风机置于车道的吊顶部，吸入隧道内的部分空气，并以30m/s左右的速度喷射吹出，用以升压，使空气加速，达到通风的目的。
纵向通风工程造价低，是目前公路隧道中使用较多的一种通风方式若隧道所处的地质条件不太好，隧道施工比较困难时，尽量采用纵向式通风方式，以减小隧道断面积，节省工程造价。
图1-2射流式隧道通风1．3．3 横向式通风方式横向式通风的特点是风在隧道的横断面方向流动，一般不发生纵向流动，因此有害气体的浓度在隧道轴线方向分布均匀。
该通风方式使CO、烟雾等有害物排出路程短，新鲜空气利用充分，且隧道内无明显纵向气流，火灾时火势也不会迅速纵向蔓延，有利防火排烟。
但隧道内需设置送风道和排风道，从而增加建设费用和运营费用。
图1-3为横向式隧道通风示意图。
图1-3横向式隧道通风2．方案设定2．1 方案分析第一种方案，用PLC、传感器、A/D转换器、触摸屏和射流风机组成一个反馈系统的隧道通风监控系统。
第二种方案，用PLC、触摸屏和射流风机组成一个前馈系统的隧道通风监控系统。
两个方案的硬件区别是一个多了传感器和A/D转换器，一个没有，传感器包括了车辆检测器、CO浓度传感器、烟雾浓度传感器、风速风向检测器等等，通过这些传感器测得的模拟数据，再通过A/D转换器转换成数字信号，控制PLC，从而控制电机的启停。
优点是可以根据实际情况，可以马上进行对风机的控制，达到理想状态，风机控制上可以多元化。