基于plc的礦井提升機后備保護系統(tǒng)設計畢業(yè)論文.doc
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基于plc的礦井提升機后備保護系統(tǒng)設計畢業(yè)論文,約一萬四千三百余字摘 要礦井提升機是礦山的大型固定設備之一。主要提升煤炭、矸石、升降人員、下放物料和設備等，它連通礦井上、下的樞紐。它能否正常運行，對礦井的煤炭生產(chǎn)及井下礦工的生命安全起著重要的作用。因此，礦井提升機要求配備良好的控制設備和保護裝置。通過分析監(jiān)控系統(tǒng)的特點及需求，采用西門子公司的s7-200系列的最高級...
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約一萬四千三百余字
摘 要
礦井提升機是礦山的大型固定設備之一。主要提升煤炭、矸石、升降人員、下放物料和設備等，它連通礦井上、下的樞紐。它能否正常運行，對礦井的煤炭生產(chǎn)及井下礦工的生命安全起著重要的作用。因此，礦井提升機要求配備良好的控制設備和保護裝置。
通過分析監(jiān)控系統(tǒng)的特點及需求，采用西門子公司的S7-200系列的最高級型號CPU226 PLC作為系統(tǒng)的主控裝置，還采用了與處理器配套的擴展模塊。系統(tǒng)主要實現(xiàn)功能為：通過編碼器進行行程與速度的監(jiān)測；為提升機整個運行過程提供超速保護；提供過卷、松繩、提升錯向等多個保護；可以實現(xiàn)誤差校正；在安全制動時可以實現(xiàn)恒減速制動文中著重對綜合后備保護裝置的硬件和軟件設計進行了分析和說明，其中軟件設計是該裝置的核心部分。
該套基于PLC技術(shù)的礦井提升機綜合后備保護裝置，經(jīng)實驗證明完全達到了設計的要求，且操作界面直觀而友善，擴展性強，為礦井提升機的安全有效運行提供了可靠的保障。
關(guān)鍵詞：PLC 提升機 后備保護
The Design of the Backup Protective System of Mine Hoist Based on PLC
Abstract
Mine hoister is one of the big equipment．It mainly lifts coal mineral lifts people and puts matter and equipment．It connects the crossing of mine ．If it can work well ，It is importan t to the producing of coal and the safety of workers．So it asks good equipment and protecting equipment.The hard core of this equipment is the design of software．
This paper first introduced the composition of the mine hoist and the requirements of the electric control system.Then we analyze the characteristics and needs of mine hoist monitoring system.Based on the requirements of the project we choose CPU226 PLC which is the most senior model of Siemens S7-200 series as the main system control device,and select the extended modules which support the processor's expansion.Aiming at the deficiency of monitor strategy and protecting function of domestic monitoring devices,this system adds some new protection functions and creates a new method by changing the position of Speed-Reducing Point to control the hoister's speed.At the same time,combining the powerful functions of the processor as well as the convenience to directly collect field signal.
This integrated backup protective equipment for PLC which is based on virtual instrument has been proved by experiment to achieve the requirement of design.The equipment,which has a clear and amicable interface and great expansibility,provides the operation ofmine hoister with safeguard．
Keyword: PLC hoister backup
目 錄
摘 要 I
Abstract II
1.系統(tǒng)方案設計 - 1 -
1.1 方案背景 - 1 -
1.2 方案論證 - 1 -
1.3 課題主要內(nèi)容 - 2 -
1.4 課題研究的意義 - 2 -
1.5 礦井提升機及后備保護系統(tǒng)概述 - 2 -
1.5.1 礦井提升系統(tǒng)的分類 - 2 -
1.5.2 礦井提升機系統(tǒng)的構(gòu)成 - 2 -
1.5.3 后備保護 - 3 -
2．后備保護系統(tǒng)硬件設計 - 4 -
2.1 總體方案 - 4 -
2.2 可編程控制器CPU226 - 4 -
2.3 I/O模塊 - 6 -
2.3.1 數(shù)字模塊 - 6 -
2.3.2 模擬模塊 - 6 -
2.4 傳感器 - 7 -
2.4.1 光電編碼器 - 7 -
2.4.2 光電編碼器在本系統(tǒng)中的應用 - 7 -
2.4.3 PLC高速計數(shù)器原理 - 8 -
2.4.4 高速計數(shù)器在提升機速度檢測中的應用 - 8 -
2.5 觸摸屏 - 9 -
2.6 液壓油壓力檢測 - 10 -
2.7 PLC對模擬信號的處理 - 10 -
2.7.1 模擬量輸入模塊 - 10 -
2.7.2 PLC對液壓油壓力的測量 - 11 -
2.7.3 PLC對電動機電樞電流的測量 - 11 -
2.8 PLC控制系統(tǒng)硬件連接 - 11 -
2.8.1 PLC的輸入輸出信號分析 - 14 -
3．軟件設計 - 15 -
3.1 總體方案 - 15 -
3.2 計數(shù)值處理 - 17 -
3.3 S7-200編程環(huán)境使用方法 - 17 -
3.4 各模塊程序梯形框圖 - 19 -
3.4.1 位置計算 - 19 -
3.4.2 速度計算 - 19 -
結(jié)論 - 21 -
參考文獻 - 22 -
附錄A PLC原理圖 - 23 -
附錄B 程序梯形圖 - 24 -
致謝 - 26 -
參考文獻
[1]劉冠華．提升機監(jiān)控系統(tǒng)的應用研究：[碩士學位論文]．吉林：吉林大學，2007．
[2]陳有兵．于Internet的提升機狀態(tài)監(jiān)測虛擬儀器技術(shù)研究：[碩士學位論文]．西：太原理工大學，2008．
[3]裴九芳．基于LabVIEW的礦井提升機監(jiān)控系統(tǒng)：[碩士學位論文]．安徽：安徽理工大學，2005．
[4]戰(zhàn)仕發(fā)．基于雙PLC的提升機容錯操作保護系統(tǒng)技術(shù)研究：[碩士學位論文]．山東：山東科技大學，2006．
[5]徐春風．松礦3號豎井提升機監(jiān)控系統(tǒng)研究：[碩士學位論文]．云南：昆明理工大學，2008．
[6]曾大勇．提升機后備保護系統(tǒng)的研究：[碩士學位論文]．吉林：吉林大學，2004．
[7]徐惠勇、王崇理．可編程控制器在提升機電控中的應用及前景．陜西煤炭技術(shù)，1999.7．
[8]李敬兆，王清靈．礦井提升機計算機監(jiān)控系統(tǒng)．煤炭科學技術(shù)，2000.10，4～6．
[9]陳為信，姜華，魏永平，劉竟雄．礦井提升機行程-速度全數(shù)字監(jiān)控器的研制．工礦自動化，2002.4，43～45．
[10]季海明，戰(zhàn)仕發(fā)，廖玉波．礦井提升機智能數(shù)字監(jiān)控器的設計．煤礦機電，2007.3，25～27．
[11]曹姣賽．使用PLC計數(shù)比較功能實現(xiàn)提升絞車的松繩保護．科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2006.12，260～261．
[12]曹喜生．數(shù)字式提升機監(jiān)控器的設計思路．電氣傳動自動化，2004.4，24～26．
[13]趙立新，丁筱玲．提升機后備保護中PLC的應用．農(nóng)業(yè)機械學報，2006.4，164～166．
[14]Jerome T M. Automatic rapid transit system. Canada Vancouver: The Greater Vancouver Transportation Authority，1993
[15] He Wanku. An improvement on safety braking Performance of mine hoisting..
摘 要
礦井提升機是礦山的大型固定設備之一。主要提升煤炭、矸石、升降人員、下放物料和設備等，它連通礦井上、下的樞紐。它能否正常運行，對礦井的煤炭生產(chǎn)及井下礦工的生命安全起著重要的作用。因此，礦井提升機要求配備良好的控制設備和保護裝置。
通過分析監(jiān)控系統(tǒng)的特點及需求，采用西門子公司的S7-200系列的最高級型號CPU226 PLC作為系統(tǒng)的主控裝置，還采用了與處理器配套的擴展模塊。系統(tǒng)主要實現(xiàn)功能為：通過編碼器進行行程與速度的監(jiān)測；為提升機整個運行過程提供超速保護；提供過卷、松繩、提升錯向等多個保護；可以實現(xiàn)誤差校正；在安全制動時可以實現(xiàn)恒減速制動文中著重對綜合后備保護裝置的硬件和軟件設計進行了分析和說明，其中軟件設計是該裝置的核心部分。
該套基于PLC技術(shù)的礦井提升機綜合后備保護裝置，經(jīng)實驗證明完全達到了設計的要求，且操作界面直觀而友善，擴展性強，為礦井提升機的安全有效運行提供了可靠的保障。
關(guān)鍵詞：PLC 提升機 后備保護
The Design of the Backup Protective System of Mine Hoist Based on PLC
Abstract
Mine hoister is one of the big equipment．It mainly lifts coal mineral lifts people and puts matter and equipment．It connects the crossing of mine ．If it can work well ，It is importan t to the producing of coal and the safety of workers．So it asks good equipment and protecting equipment.The hard core of this equipment is the design of software．
This paper first introduced the composition of the mine hoist and the requirements of the electric control system.Then we analyze the characteristics and needs of mine hoist monitoring system.Based on the requirements of the project we choose CPU226 PLC which is the most senior model of Siemens S7-200 series as the main system control device,and select the extended modules which support the processor's expansion.Aiming at the deficiency of monitor strategy and protecting function of domestic monitoring devices,this system adds some new protection functions and creates a new method by changing the position of Speed-Reducing Point to control the hoister's speed.At the same time,combining the powerful functions of the processor as well as the convenience to directly collect field signal.
This integrated backup protective equipment for PLC which is based on virtual instrument has been proved by experiment to achieve the requirement of design.The equipment,which has a clear and amicable interface and great expansibility,provides the operation ofmine hoister with safeguard．
Keyword: PLC hoister backup
目 錄
摘 要 I
Abstract II
1.系統(tǒng)方案設計 - 1 -
1.1 方案背景 - 1 -
1.2 方案論證 - 1 -
1.3 課題主要內(nèi)容 - 2 -
1.4 課題研究的意義 - 2 -
1.5 礦井提升機及后備保護系統(tǒng)概述 - 2 -
1.5.1 礦井提升系統(tǒng)的分類 - 2 -
1.5.2 礦井提升機系統(tǒng)的構(gòu)成 - 2 -
1.5.3 后備保護 - 3 -
2．后備保護系統(tǒng)硬件設計 - 4 -
2.1 總體方案 - 4 -
2.2 可編程控制器CPU226 - 4 -
2.3 I/O模塊 - 6 -
2.3.1 數(shù)字模塊 - 6 -
2.3.2 模擬模塊 - 6 -
2.4 傳感器 - 7 -
2.4.1 光電編碼器 - 7 -
2.4.2 光電編碼器在本系統(tǒng)中的應用 - 7 -
2.4.3 PLC高速計數(shù)器原理 - 8 -
2.4.4 高速計數(shù)器在提升機速度檢測中的應用 - 8 -
2.5 觸摸屏 - 9 -
2.6 液壓油壓力檢測 - 10 -
2.7 PLC對模擬信號的處理 - 10 -
2.7.1 模擬量輸入模塊 - 10 -
2.7.2 PLC對液壓油壓力的測量 - 11 -
2.7.3 PLC對電動機電樞電流的測量 - 11 -
2.8 PLC控制系統(tǒng)硬件連接 - 11 -
2.8.1 PLC的輸入輸出信號分析 - 14 -
3．軟件設計 - 15 -
3.1 總體方案 - 15 -
3.2 計數(shù)值處理 - 17 -
3.3 S7-200編程環(huán)境使用方法 - 17 -
3.4 各模塊程序梯形框圖 - 19 -
3.4.1 位置計算 - 19 -
3.4.2 速度計算 - 19 -
結(jié)論 - 21 -
參考文獻 - 22 -
附錄A PLC原理圖 - 23 -
附錄B 程序梯形圖 - 24 -
致謝 - 26 -
參考文獻
[1]劉冠華．提升機監(jiān)控系統(tǒng)的應用研究：[碩士學位論文]．吉林：吉林大學，2007．
[2]陳有兵．于Internet的提升機狀態(tài)監(jiān)測虛擬儀器技術(shù)研究：[碩士學位論文]．西：太原理工大學，2008．
[3]裴九芳．基于LabVIEW的礦井提升機監(jiān)控系統(tǒng)：[碩士學位論文]．安徽：安徽理工大學，2005．
[4]戰(zhàn)仕發(fā)．基于雙PLC的提升機容錯操作保護系統(tǒng)技術(shù)研究：[碩士學位論文]．山東：山東科技大學，2006．
[5]徐春風．松礦3號豎井提升機監(jiān)控系統(tǒng)研究：[碩士學位論文]．云南：昆明理工大學，2008．
[6]曾大勇．提升機后備保護系統(tǒng)的研究：[碩士學位論文]．吉林：吉林大學，2004．
[7]徐惠勇、王崇理．可編程控制器在提升機電控中的應用及前景．陜西煤炭技術(shù)，1999.7．
[8]李敬兆，王清靈．礦井提升機計算機監(jiān)控系統(tǒng)．煤炭科學技術(shù)，2000.10，4～6．
[9]陳為信，姜華，魏永平，劉竟雄．礦井提升機行程-速度全數(shù)字監(jiān)控器的研制．工礦自動化，2002.4，43～45．
[10]季海明，戰(zhàn)仕發(fā)，廖玉波．礦井提升機智能數(shù)字監(jiān)控器的設計．煤礦機電，2007.3，25～27．
[11]曹姣賽．使用PLC計數(shù)比較功能實現(xiàn)提升絞車的松繩保護．科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2006.12，260～261．
[12]曹喜生．數(shù)字式提升機監(jiān)控器的設計思路．電氣傳動自動化，2004.4，24～26．
[13]趙立新，丁筱玲．提升機后備保護中PLC的應用．農(nóng)業(yè)機械學報，2006.4，164～166．
[14]Jerome T M. Automatic rapid transit system. Canada Vancouver: The Greater Vancouver Transportation Authority，1993
[15] He Wanku. An improvement on safety braking Performance of mine hoisting..
