基于PLC的煤矿皮带控制系统

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

To ensure the operation in underground transport system reliable and safe in coal mine, it is very important to carry out automatic control of belt conveyor for raising the level of automatic management.

On the basis of analyzing centralized control function of belt conveyor,we design the automatic control system with the single belt and a single machine which based on S7-300 type PLC. The system is composed by the operation flat and the PLC, The operation flat is used to control flat and display running information real-time, and PLC is used to collect field information and control belt real-time.

In this paper, the composition and function of the belt control system is introduced firstly. Structure of hardware is confiremed and the equipment selection is also completed.Then the software design is conducted. At last,the anti-jamming measures of belt control system is represented.

Keywords：coal mine；belt conveyor；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)

2.2.3 CST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)

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