基于PLC的煤矿皮带控制系统.doc

基于PLC的煤矿皮带控制系统.doc

《基于PLC的煤矿皮带控制系统.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于PLC的煤矿皮带控制系统.doc（76页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

中国矿业大学

本科生毕业设计

姓名：

宋建磊学号：

21056367

学院：

应用技术学院

专业：

电气工程及其自动化　

设计题目：

基于PLC的煤矿皮带控制系统

专题：

指导教师：

刘建华职称：

讲师

2009年6月徐州

中国矿业大学毕业设计任务书

学院应用技术学院专业年级电气05-1班学生姓名宋建磊

任务下达日期：

2009年3月8日

毕业设计日期：

2009年3月9日至2009年6月15日

毕业设计题目：

基于PLC的煤矿皮带控制系统

毕业设计专题题目：

毕业设计主要内容和要求：

在了解煤矿井下皮带运输机的控制要求基础上，基于PLC实现皮带及给煤机的集中监控系统。

具体要求如下：

1.在分析煤矿井下胶带运输机控制系统的功能需求基础上，基于PLC构造单条皮带控制系统框图；

2.基于单条皮带控制系统构造多条皮带集控系统框图；

3.完成单条皮带控制系统设备选型及PLC编程；

4.基于组态软件构造集控系统主机界面。

院长签字：

指导教师签字：

中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书

指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：

成绩：

指导教师签字：

年月日

中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书

评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；④工作量的大小；⑤取得的主要成果及创新点；⑥写作的规范程度；⑦总体评价及建议成绩；⑧存在问题；是否同意答辩等）：

成绩：

评阅教师签字：

年月日

中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书

评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；④工作量的大小；⑤取得的主要成果及创新点；⑥写作的规范程度；⑦总体评价及建议成绩；⑧存在问题；是否同意答辩等）：

成绩：

评阅教师签字：

年月日

中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩

答辩情况

提出问题

回答问题

正确

基本

正确

有一般性错误

有原则性错误

没有

回答

答辩委员会评语及建议成绩：

答辩委员会主任签字：

年月日

学院领导小组综合评定成绩：

学院领导小组负责人：

年月日

摘要

为了保证煤矿井下运输系统的安全、高效、可靠运行，对井下皮带输送机进行自动控制对提高煤矿自动化管理水平具有重要意义。

本设计在分析皮带输送机集中控制系统功能基础上，以S7-300型PLC为核心构造了单条皮带和单台给煤机的自动控制系统。

该系统由操作台和PLC组成，操作台用来后台管理和实时显示运行信息，PLC主要来完成现场信号的采集和实时控制。

本文首先介绍了皮带控制系统的构成和功能，分析皮带输送机常见故障类型及保护，确定控制系统的硬件结构并完成了设备选型，然后对系统进行软件设计；最后提出了皮带控制系统的抗干扰措施。

关键词：

煤矿；皮带；控制；PLC

ABSTRACT

Toensuretheoperationinundergroundtransportsystemreliableandsafeincoalmine,itisveryimportanttocarryoutautomaticcontrolofbeltconveyorforraisingthelevelofautomaticmanagement.

Onthebasisofanalyzingcentralizedcontrolfunctionofbeltconveyor,wedesigntheautomaticcontrolsystemwiththesinglebeltandasinglemachinewhichbasedonS7-300typePLC.ThesystemiscomposedbytheoperationflatandthePLC,Theoperationflatisusedtocontrolflatanddisplayrunninginformationreal-time,andPLCisusedtocollectfieldinformationandcontrolbeltreal-time.

Inthispaper,thecompositionandfunctionofthebeltcontrolsystemisintroducedfirstly.Structureofhardwareisconfiremedandtheequipmentselectionisalsocompleted.Thenthesoftwaredesignisconducted.Atlast,theanti-jammingmeasuresofbeltcontrolsystemisrepresented.

Keywords：

coalmine；beltconveyor；control；PLC

目录

1绪论 1

1.1概述 1

1.2矿井皮带运输系统的意义 1

1.3矿井皮带运输系统的控制要求 2

1.4国内外的研究现状 3

1.5本设计的主要内容 4

2．控制系统的功能及设备选型 5

2.1设备构成 5

2.1.1带式输送机 5

2.1.2故障检测及保护 5

2.2.3CST软启动 12

2.1.4人机界面HMI[18] 14

2.2控制系统功能 15

2.2.1起动流程 15

2.2.2停机流程 15

2.2.3皮带运输机之间联锁 15

2.2.4皮带运输机与附属设备之间联锁 15

2.2.5皮带运输线运行故障联锁及其处理 16

3基于PLC的皮带控制系统的硬件组态 18

3.1PLC简介 18

3.1.1PLC组成 18

3.1.2PLC特点 19

3.1.3PLC应用领域 20

3.1.4PLC的基本工作原理 21

3.2控制系统的总体结构 23

3.3控制系统的硬件组成 25

3.3.1控制系统I/O点数的确定 26

3.3.2PLC的硬件配置 28

4基于PLC的皮带控制系统的软件设计 34

4.1控制系统程序及工作方式 34

4.2系统软件实现 35

4.2.1控制方式选择 35

4.2.2各种常见故障的诊断 37

4.3触摸屏的软件实现 40

4.3.1触摸屏简介 40

4.3.2触摸屏系统的设计 41

5基于PLC的皮带控制系统的抗干扰措施 44

5.1干扰和干扰源 44

5.2系统抗干扰措施 44

参考文献 48

翻译部分 50

英文原文 50

中文译文 59

致谢 66

第66页

中国矿业大学2009届本科生毕业设计

1绪论

1.1概述

煤炭运输是煤炭生产过程中不可缺少的一部分[1]。

矿井中，运输线路比较长，巷道条件多种多样，运输若不通畅，采掘工作或是其它的工作都无法进行，整个煤炭生产系统将处于瘫痪状态。

矿井运输机械的类型很多，按运行方式不同，可分为连续运行和往返运行两种。

连续运行式运输设备的特点是，一经开动就不需操作而连续运行。

普通皮带机、钢绳芯皮带输送机、钢绳牵引皮带输送机等均属于此类运输设备。

往返运行式运输设备的特点是，在运行区间，以一定的方式，作往返式周期性运行，运行中需要操作换向。

机车运输及单绳牵引运输等属于此类运输设备。

随着科学技术的不断发展，矿井生产规模的不断扩大，运输系统[4][7]也经历了不断的变革和进步，并以煤流运输的连续化（输送机化），设备大型化（使用长运距、大运营、高运速、大功率输送机）、自动化、高可靠性与安全性能来保证矿井的连续、高效生产。

正是在这种环境下，皮带输送机系统由于具有输送距离长、运量大、连续输送等优点，而且运行可靠，易于实现自动化和集中化控制，目前，特别是在高产高效矿井，它已成为煤炭开采机电一体化技术与装备的关键设备。

1.2矿井皮带运输系统的意义

矿井皮带运输系统，是由多条皮带搭接或由煤仓转载形成的煤流运输系统，因此它内部的基本运输单元就是单台皮带机。

其具有以下特点：

1）结构简单，安全可靠

带式输送帆的结构由传动滚筒。

改向液简、托辊、驱动装置和输送机等几大组建，仅有10余种部件，能进行标准化生产,并可酸需蛰进行组合装配；它的驱动部件自重轻，耐瞻耐用，工作过程中噪声较小．维修费用低；只要输送带不被撕破，就可安全使用几十年。

2）适用范围广、输送能力大

带式输送饥的输送带有各种宽度，其承裁断面有平型、槽型、波纹挡边型、管型等，因此可以输送各种粉料、散料、块料、矿石、各种生熟料，混凝土和包装好的成件物品，运量可从每小时几公斤引几万吨，在连续装载的条件下，能连续运输。

井可在输送机的任何点上进行装、卸料，也可以在回程段上装、卸料。

进行反向运输（钢丝绳牵引带式输送饥除外）这是机动车辆所望尘莫及的。

3）对线路适应性强、运距长

槽型带式输送机可以在大转弯半径条件下，实现水平转弯。

带式输送机的单机长度可达十几公里，且中间无需任何载点。

能进行水平或倾斜输送，爬坡能力大。

在输送机的中间使用摩擦驱动万式，可使输送机长度不受皮带强度的限制。

4）基建投资省、运营费用低

由于实用皮带运输机可以缩短运输距离，与机动车相比，无需道路建设投资，大大节省了基建成本。

皮带运输机的