煤矿皮带运输集控系统的设计

发布时间：2017-06-30 05:11

  本文关键词：煤矿皮带运输集控系统的设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在各种规模的煤炭生产中，皮带输送机以其大输送力、低投入高性价比的优势，成为煤矿井上、井下主要的运输工具。皮带运输系统是否安全可靠，关系着煤业生产的高产高效。然而，皮带运输经常出现打滑、跑偏、撕裂等故障，传统的运输控制方式效率低、故障率高、反应慢，已经无法满足发展的需求。皮带运输集控系统就是针对皮带的各种故障进行保护，对运输过程及生产环境的参数进行集中控制与监测管理的系统。它能有效地获取矿井中的皮带运输系统的相关数据信息，并提供给工作人员与管理层以进行具体的生产操作与分析决策，能够极大地提高煤矿的生产效率与安全可靠性。 本课题以太平煤矿为背景，根据生产现场的具体情况与系统的功能需求，用于皮带运输系统的保护和控制。控制单元以PLC为控制器，并与上位机的组态软件相结合，构成监控操作系统，实现对打滑、跑偏、烟雾、撕裂、温度、堆煤等故障的保护功能，并通过PLC与组态软件对系统的运行工况、环境参数、设备状态、工作方式等进行实时监测与集中控制，同时，基于模糊控制，利用变频器完成对部分大功率皮带机的调速稳速。 SIEMENS公司S7-300PLC构建系统的控制主站，并通过控制IM153-4的扩展模块与S7-1200构建的分站完成对的系统的皮带机、传感器以及相关设备的控制操作。上位机的人机界面则采用SIEMENS公司的WinCC组态软件进行设计，利用与S7系列PLC的匹配优势，设计了集控、就地、流程控制等启动停止操作方式。同时，利用传感器反馈的数据信息，对皮带系统进行实时在线集中远程监控，弥补了传统继电器控制的不足，增强了系统安全性和可靠性，易于操作与后期维修，最终实现皮带运输的无人值守。 在投入生产后，本系统有效地到保护和控制太平煤矿的皮带运输系统，达到了预期目标。
【关键词】：皮带输送机 PLC 集控 故障保护
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TD528.1;TP273
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.2.1 国外研究现状9-10
• 1.2.2 国内研究现状10-12
• 1.3 本文的研究目的、意义及内容12
• 1.3.1 研究目的和意义12
• 1.3.2 研究内容12
• 1.4 小结12-13
• 2 煤矿皮带运输系统相关原理与构成13-25
• 2.1 系统主要组成与原理13-17
• 2.1.1 系统工作原理13
• 2.1.2 系统的结构与组成13-15
• 2.1.3 集控系统的设计要求15-16
• 2.1.4 系统主要功能16
• 2.1.5 系统需求分析16-17
• 2.2 可编程逻辑控制器(PLC)17-19
• 2.2.1 PLC 的简介17
• 2.2.2 PLC 的组成结构17-18
• 2.2.3 PLC 的工作原理18-19
• 2.2.4 PLC 的优势与特点19
• 2.3 变频器19-22
• 2.3.1 变频器的组成与结构20-21
• 2.3.2 变频器的调速原理21
• 2.3.3 皮带机变频调速的优点21-22
• 2.4 组态软件22-23
• 2.5 系统各保护简介23-24
• 2.6 小结24-25
• 3 系统的硬件系统设计25-36
• 3.1 系统控制的整体设计25-26
• 3.2 控制主站的设计26-27
• 3.2.1 主控 PLC 的选型26
• 3.2.2 控制主站26-27
• 3.3 控制分站的设计27-30
• 3.3.1 地面分站27-28
• 3.3.2 井下分站28-30
• 3.4 其他主要硬件设计30-35
• 3.4.1 传感器的选型与布置30-32
• 3.4.2 地面就地控制箱32-33
• 3.4.3 变频器选型33-34
• 3.4.4 环网设置34-35
• 3.5 小结35-36
• 4 基于模糊控制策略的皮带运输调速系统36-45
• 4.1 引言36
• 4.2 模糊控制的概述与原理36-37
• 4.3 模糊控制的优点37
• 4.4 皮带调速系统模糊控制设计思路37-38
• 4.5 调速模糊控制器的设计38-43
• 4.5.1 确定输入输出量与论域39
• 4.5.2 论域变换39-40
• 4.5.3 模糊分割40-41
• 4.5.4 控制规则设定41
• 4.5.5 模糊推理与清晰化41-43
• 4.6 验证结果及分析43-44
• 4.7 小结44-45
• 5 系统的软件系统设计45-57
• 5.1 PLC 程序设计45-51
• 5.1.1 STEP 7 编程软件简介45
• 5.1.2 I/O 地址分配45-46
• 5.1.3 主程序46-47
• 5.1.4 流程控制47-50
• 5.1.5 故障与保护程序50-51
• 5.2 上位机的组态设计51-55
• 5.2.1 WinCC 的简介52
• 5.2.2 WinCC 与 PLC 的通信设置52
• 5.2.3 主操作画面设计52-54
• 5.2.4 其余主要界面及功能54-55
• 5.3 小结55-57
• 6 总结与展望57-59
• 6.1 总结57
• 6.2 展望57-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-63
• 附录63-64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 肖峥;林涛;;基于模糊控制的皮带机变频调速系统设计及实现[J];电气传动;2008年09期

2 赵舰,胡亚芳,马锦庆,陈剑喜,王莉;皮带打滑检测保护装置的设计[J];电气开关;2005年04期

3 梁志文;师瑞祥;柳福存;冯永周;;胶带输送机的技术改造及应用[J];甘肃科技;2006年04期

4 朱海明;;基于PLC的水雾智能灭火系统研究[J];科技情报开发与经济;2006年20期

5 那斌;带式运输机输送带跑偏原因与控制方法[J];木材加工机械;2003年04期

6 朱晓霞,项鲁丁;CST在带式输送机电控系统中的应用[J];煤矿机电;2005年05期

7 蒋卫良;韩东劲;;我国煤矿带式输送机现状与发展趋势[J];煤矿机电;2008年01期

8 蒋卫粮;带式输送机的现状与发展趋势[J];煤矿机械;1999年07期

9 王晓秋;;矿用胶带机保护系统设计[J];科技与企业;2011年12期

10 王龙楣;;莱茵兰特矿计算机控制的新型皮带运输系统[J];煤矿自动化;1980年04期

  本文关键词：煤矿皮带运输集控系统的设计，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：500697