煤炭资源为我国经济建设提供了强有力的能源支持。但是由于落后的煤炭生产工艺,使得我国煤炭行业本身耗能较高,甚至存在浪费能源的现象。其中风机控制浪费电能十分严重。煤矿风机是保障煤矿安全的主要通风机械,功率较大且365天昼夜运转。按照煤炭安全生产规程。对煤矿井下通风量及风速有严格规定。一般在煤矿矿井设计时,通风机的容量按煤矿生产后期的用风量进行选择。对于传统风机控制方式,风机长期处于全功率下运行,为满足煤炭安全设计规程对矿井通风的要求,一般采用挡板方式控制风量及风压,造成大量电能浪费。在煤炭生产过程中,对通风机的控制除电能存在浪费现象,还存在一定的环境污染问题。一般煤矿采用抽出式通风方式,通风机将矿井巷道里的空气抽出,排放到大气中,其中必然包含大量的粉尘及甲烷一氧化碳的大量可燃的有害气体,造成空气污染。鉴于以上问题,对煤矿通风系统的改造是很有必要的。煤矿风机是保障煤矿安全的主要通风机械,因此对其进行PLC控制的变频调速监控系统的设计和研究,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。本文针对煤矿井下环境建立了模型,以其中的一台轴流式风机为控制对象,并结合PLC控制技术、变频调速技术和监控技术,对该矿井通风机控制系统的设计和研究。首先,根据通风机的特性曲线和控制功能要求,选择了合理的系统控制方案再根据选定的控制方案,设计了系统的控制电路,并对PLC、变频器、触摸屏等硬件进行了选型配置。在研究风量和瓦斯浓度控制算法的基础上,利用PLC编程软件GX8.26完成了控制系统程序的设计,再根据矿井通风机监控系统的功能要求,结合三维力控组态软件和触摸屏技术与三菱PLC的应用,通过CC-Link现场总线,将对通风机控制系统进行远程控制,完成了通风机监控系统的设计(其中FX2NPLC配有触摸屏,提供人机交流信息),并对系统中的三菱FR-E500变频器进行了参数的设置。最后,对整个控制系统的运行进行了模拟调试实验,包括风量控制的模拟实验,瓦斯浓度控制的模拟实验,除尘控制的模拟实验和监控系统的模拟实验。其中本论文的核心部分是对井下通风系统采用主从结构设计,将FX2NPLC作为本系统从站对变频器、管道分流系统、除尘系统进行控制,变频器驱动风机运转。QPLC作为系统主站通过CC-Link现场总线对从站进行控制。主站QPLC除对从站控制外,经CC-Link对变频器、管道分流系统、除尘系统进行冗余控制,确保从站FX2NPLC出现问题时,整个通风系统能够正常工作。整个系统具备可视化化管理特点,中央监控中心通过组态技术对整个系统的工作状况进行远程监控。通过实验室的模拟实验,证明了该控制系统能根据巷道的风量的大小,调整风机的转速大小,满足掘进巷道中安全生产所需要的风压风量。另外,设计的监控系统可以实现通风机运行的现场控制和远程控制,以及对风机风压、瓦斯浓度、风机转速等监控量进行实时监测。同时,该控制系统还具有较好的故障报警及处理功能。