基于PLC的原煤采样控制.docx
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基于PLC的原煤采样控制
毕业设计[论文]
题目：
基于PLC的原煤采样控制
系统设计
系别：
电气与电子工程系
专业：
电气工程及其自动化
姓名：
尚昆仑
学号：
8
指导教师：
葛广军
河南城建学院
2010年05月27日
河南城建学院
毕业设计（论文）
任 务 书
题目
基于PLC的原煤采样控制系统设计
系别
电气与电子工程系
专 业
电气工程及其自动化
班 级
1214061
学 号
8
学生姓名
尚昆仑
指导教师
葛广军
发放日期
2010-03-22
河南城建学院教务处制
河南城建学院本科毕业设计（论文）任务书
一、主要任务与目标：
1、查阅资料，实地考察，理论结合实际，独立思考，做好开题报告。
2、完成对煤炭采样系统的控制参数选择及电控系统的需求，预选有关设备的台数，规格及PLC的选型，确定此系统的布置形式。
3、根据对本系统的控制工艺流程分析，确定煤炭采样系统原理，并画出原理图。
4、进行对煤炭采样系统的电气控制部分分析，完成电气控制部分方案的确定，并画出相关的电气原理图。
5、相关电气元件的选型及其参数的确定；列出电气元件的型号及参数，数量和用途。
6、写出设计说明书，内容包含：
前言，目录，设计依据，设计概况及设计范围；对相关部分分别说明：
供电系统，信号控制系统，元器件型号，参数选择。
7、绘制设计图纸：
系统原理图，控制电路图等。
二、主要内容与基本要求：
1、主要内容：
（1）进行对煤炭采样系统的控制工艺流程分析，确定煤炭采样系统原理。
（2）完成对煤炭采样控制系统的运行过程分析及控制系统功能，系统硬件分析控制参数选择及电控系统的需求，PLC的选型，确定此系统的布置形式。
（3）电路系统等供电设计，PLC控制系统设计及方案论证。
（4）系统软件分析，系统状态流程图设计，系统抗干扰措施。
2、基本要求：
（1）按计划进度，查阅资料，现场考察，理论结合实际，独立思考，完成设计任务，做好毕业设计日志。
（2）设计成果：
选型，设计方案说明书，设计图纸。
（3）设计方案应较先进，实用，能满足现场工业需要。
（4）指出设计方案创新之处与存在问题。
三、计划进度：
第5周：
查阅资料、调研，熟悉PLC及煤炭采样系统的工作原理、性能特点、存在不足及目前发展方向；熟悉内容、要求，借阅相关资料，完成开题报告。
第6周：
拟定设计步骤及方案，完成理论分析及相关计算。
第7周：
完成煤炭采样系统的原理图。
第8周：
确定电气设备的供电情况，完成其单线系统图。
第9周:
控制方案的确定及其相关的原理图。
第10周:
编制PLC程序。
第11周:
相关电气元件的选型及其参数的确定，列出电气件的型号及数量和用途。
用计算机绘制相关的原理图、控制及接线图。
第12周：
整理设计文档、准备答辩；按河南城建学院毕业设计的统一格式来完成。
四、主要参考文献：
[1]王整风可编程控制器原理与实践教程上海交大出版社2007
[2]常晓玲电气控制系统与可编程控制器北京：
机械工业出版社2004
[3]史国生电气控制与可编程控制器技术北京：
化学工业出版社2003
指导教师（签名）：
年月日
教研室审核意见：
（建议就任务书的规范性；任务书的主要内容和基本要求的明确具体性；任务书计划进度的合理性；提供的参考文献数量；是否同意下达任务书等方面进行审核。
）
教研室主任签名：
年月日
注：
任务书必须由指导教师和学生互相交流后，由指导老师下达并交教研室主任审核后发给学生，最后同学生毕业论文等其它材料一起存档。
成绩评定
成绩评定说明
一、答辩前每个学生都要将自己的毕业设计（论文）在指定的时间内交给指导，
教师，由指导教师审阅，写出评语并预评分。
二、答辩工作结束后，答辩小组应举行专门会议按学校统一的评分标准和评分办
法，在参考指导教师预评结果的基础上，评定每个学生的成绩。
系对专业答
辩小组提出的优秀和不及格的毕业设计（论文），要组织系级答辩,最终确定
成绩，并向学生公布。
三、各专业学生的最后成绩应符合正态分布规律。
四、具体评分标准和办法见《河南城建学院毕业设计（论文）工作条例》。
五、答辩小组评分包括两部分：
（1）学生答辩情况的得分和评阅教师评分；
（2）指导教师对学生毕业设计（论文）的评分
毕业设计（论文）成绩评定
班级姓名学号
综合成绩：
分（折合等级）
答辩小组组长签字年月日
答辩小组评定意见
一、评语（根据学生答辩情况及其论文质量综合评定）。
二、评分（按下表要求评定）
评分项目
答辩小组评分
评阅教师评分
合计
（40分）
完成任务
情况
（5分）
毕业设计
（论文）质量
（5分）
表达情况
（5分）
回答问题
情况
（5分）
质量
（正确性、条理性、创造性、实用性）
（10分）
成果的技术水平（科学性、系统性）
（10分）
评分
答辩小组成员签字
年月日
毕业答辩说明
1、答辩前，答辩小组成员应详细审阅每个答辩学生的毕业设计（论文），为答辩做好准备，并根据毕业设计（论文）质量标准给出实际得分。
2、严肃认真组织答辩，公平、公正地给出答辩成绩。
3、指导教师应参加所指导学生的答辩，但在评定其成绩时宜回避。
4、答辩中要有专人作好答辩记录
指导教师评定意见
一、对毕业设计（论文）的学术评语（应具体、准确、实事求是）：
签字：
年月日
二、对毕业设计（论文）评分[按下表要求综合评定]。
（1）理工科评分表
评分项目
（分值）
工作态度
与纪律
（10分）
毕业设计（论文）完成任务情况与水平
（工作量与质量）
（20分）
独立
工作能力
（10分）
基础理论和
基本技能
（10分）
创新
能力
（10分）
合计
（60分）
得分
（2）文科评分表
评分项目
（分值）
文献阅读与文献综述
（10分）
外文翻译
（10分）
论文撰写质量
（10分）
学习态度
（10分）
论证能力
与创新
（20分）
合计
（60分）
得分
指导教师签字：
年月日
摘要。
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Abstract。
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第一章绪论。
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1.1引言。
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1.2本课题设计的背景。
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1.3本课题设计的目的和意义。
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第二章系统工艺流程设计。
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2.1系统概述。
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2.2系统工艺流程图。
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2.3工艺流程图设备分析。
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2.4运行过程分析。
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第三章系统构成设计。
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3.1系统硬件分析。
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3.2系统控制分析。
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3.2.1控制方式选择。
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3.2.2控制系统功能。
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3.3可编程控制器。
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3.3.1PLC简介。
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3.3.2PLC的选型。
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3.4其他器件的选择。
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第四章电气原理设计。
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4.1I/O接点电气连接设计。
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4.2供电方案设计。
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4.3控制原理方案。
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4.3.1给料机电机的选型。
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4.3.2电机系统保护设计。
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4.4启动制动方式。
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第五章系统软件设计。
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5.1I/O接口地址分配。
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5.2PLC梯形图程序设计部分。
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5.2.1启动部分。
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5.2.2输出部分。
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5.3仿真。
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第六章系统抗干扰措施。
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6.1抗电源干扰。
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6.2控制系统接地。
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6.3防I/O信号干扰。
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1总结与体会。
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2系统的不足之处与改善办法。
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摘要
我国煤炭储存丰富，是煤炭资源的产、销大国，整个煤炭工业在中国的经济发展中发挥了重要的基础和支柱作用。
针对当前煤炭行业发展中对原煤质量的要求不断提高，原煤采样技术在当今选煤行业也发挥着越来越重要的作用。
本设计是基于PLC的原煤采样控制系统。
在整个控制系统中以三菱FX2N系列PLC为核心控制元件，由计算机设定采样时间，通过PLC输出信号来控制系统七套设备按逆煤流方向自动运行，并在某一设备故障时能及时发出报警提示。
本文首先对课题的可行性及课题实现的现实意义和价值进行了介绍；其次对系统的工作原理、工艺流程、结构进行了阐述和分析；再次对控制系统电气原理和软件进行了设计，论文中既有梯形图又有相应的语句表；最后对设计进行归纳和总结，并对设计中有待完善的地方进行扼要的说明。
关键字：
可编程控制器,原煤采样,控制流程图,梯形图,电气原理图
Abstract
China'scoalstockpilesarerichincoalresourcesproduction,marketingpower,thewholecoalindustryinChina'seconomicdevelopmenthasplayedanimportantroleinfoundationandpillars.Inviewofthecurrentdevelopmentofthecoalindustryonthequalityofcoalrisingcoalsamplingtechnologyinthecoalpreparationindustrytodayisalsoplayinganincreasinglyimportantrole.
ThisdesignisbasedonthePLCrawcoalsamplingcontrolsystem.IntheentirecontrolsystemtakeMitsubishiFX2NseriesPLCasthecorecontrollingelement,bythecomputerhypothesissamplingtime,movesautomaticallythroughthePLCoutputsignalcontrolsystemsevensetsofequipmentaccordingtothecountercoalclassdirection,andwhensomeequipmentfailurecansendoutthewarningpromptpromptly.
Thisarticlethefirstpracticalsignificancewhichandthevaluerealizedtothetopicfeasibilityandthetopichascarriedontheintroduction;Nexttosystem'sprincipleofwork,thetechnicalprocess,thestructurehascarriedontheelaborationandtheanalysis;Oncemorecarriedonthedesigntothecontrolsystemelectricityprincipleandthesoftware,inthepaperbothhadthetrapezoidalchartandtohavethecorrespondingsentencetable;Finallytodesignscarriesontheinductionandthesummary,andtodesignstheplacewhichwaitsforconsummatingtocarryonthemainexplanation.
Keyword:
programlogiccontroller,coalsampling，controlflowchart，laddergraphics,electricalschematicdiagram
第一章绪论
1.1引言
我国煤炭储存丰富，是煤炭资源的产、销大国，整个煤炭工业在中国的经济发展中发挥了重要的基础和支柱作用。
针对当前煤炭行业发展中对原煤质量的要求不断提高，原煤采样技术在当今选煤行业也发挥着越来越重要的作用，为了进一步了解原煤采样的过程，更好的提高所学专业知识在实际工业现场中的实际运用情况，结合了当前选煤领域广泛采用的原煤采样的控制技术，我选取了本设计题目，采用PLC来实现对原煤采样环节的自动控制,以软件代替硬件,进行设备的集中控制、检测及报警功能。
希望通过此次设计可以真正把所学知识运用到实际工业现场，为将来参加工作做好的铺垫。
采样是指从特定量的煤中取出一部分有代表性的总样，以供确定该特定量煤的质量的过程。
所采总样在数量上很小，但在物理和化学性质上却能代表该特定量的煤。
由于煤是不均匀物料，要取到在质量上同这批特定煤量绝对相同的煤样是不可能的，只能做到性质不系统偏向一方，而且在一定范围内，即必须尽可能地接近特定量的全部煤的平均质量，才能以这一小部分煤的分析试验结果来代表这一特定量煤的平均性质。
原煤采样就是为确定某些特性在采出的原煤中能连续的完成煤样的采取、破碎、缩分和集样，制成工业分析用煤样，余煤返排回原煤。
在不同的采样地点就有不同的采样方法，常见的有在煤流中采样，在运输工具顶部采样，在煤堆采样。
我的本次设计选的是在运煤胶带的煤流上进行采样。
1.2本课题设计的背景
20世纪90年代以来，美国、德国、澳大利亚等先进采煤国家通过采用大功率可控传动、微机工况检测监控、自动化控制、机电一体化设计等先进适用技术，研制出适用不同工作条件的高效原煤采样控制系统成套设备，实现了从普通综合机械化采煤向高产高效集约化采煤的根本性转变。
20世纪80年代前期我国企业包括国有大中型煤碳企业,其原煤采样工艺流程多年来并没有什么变化,依旧以工人在现场随机采样为主要途径,这种生产方式不仅劳动力浪费是巨大的,对企业的安全生产也十分不利。
80年代后期我国开始大规模引进国外采样控制系统设备，但由于原材料及设备制造技术工艺落后，煤矿机械自动化控制技术发展较晚，不过近年来我国高效原煤采样控制系统国产化步伐明显加快，，采样自动化技术飞速发展，基于PLC控制的原煤采样系统在煤矿、洗选煤领域的应用越来越广泛，它的简化接线、性能可靠、事故率低、容易编程、控制多样等特点，为越来越多的人员所喜欢，有着广阔的发展前景。
众所周知，原煤采样的劳动强度非常大，能在其过程中实现自动控制，不但能够减轻劳动强度，而且可以提高生产效率，提高采样精度。
因为PLC在工业控制中的优越性，它将与选洗煤工业紧密结合而实现原煤采样的自动控制。
引进了自动采样机不仅可以减少岗位人员设置,而且可以大大减轻工人的劳动强度,工人只需看守采样机正常工作即可,而且采样质量有了可靠的保证。
制样操作同样实现了自动化,制备同样重量的原煤样所需时间大大缩短,制样质量也同样的提高了。
经过大量的实践应用证明，基于PLC的原煤采样控制系统比传统的用人工采、制样相比,不仅工作质量得到了保证,而且还可提高工效几十倍。
另外基于PLC的采样控制系统，当控制硬件和设备发生变化时，只需对PLC的控制程序进行修改即可，不需要更换采样系统，因此这种采样系统维护方便，运行成本经济，得到广泛的应用。
鉴于以上分析，本次设计采用PLC控制。
1.3本课题设计的目的和意义
本次选题是基于PLC的原煤采样控制系统，目的是对矿上、洗煤厂的实地考察，了解原煤采样的原理、过程，并分析其在实际工作中的优点和不足，结合自己所学基础理论自己设计一套采样控制系统，做到知识活学活用。
本次设计的意义，通过对原煤采样的改造设计，采用PLC实现原煤采样过程中的自动控制，以软件代替硬件，进行设备的集中控制、检测及报警功能。
保证采样系统的经济性，保证它能安全、可靠、高效的工作。
1.4主要内容：
（1）进行对煤炭采样系统的控制工艺流程分析，确定煤炭采样系统原理。
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