基于PLC的皮带集中控制系统方案

基于PLC的皮带集中控制系统

设

计

方

案

2016年10月1日（我以答辩过文件现用于

共享）

一、项目概述

为了提高喷煤制粉皮带运输控制的效率，提高其安全性、可靠性，协调生产系统中各系统之间的关系，提高机械和电气设备的利用率，提高安全生产和管理水平，需要对喷煤生产设备进行集中控制。该方案采使用和维护方便而设计，应用PLC控制技术对各个设备进行数据采集和控制。

二、皮带机集控系统集中控制PLC程序主要设备清单：

(一)、皮带布局拓扑图

如图1所示

（图1）

根据以上设计情况和设计图纸、技术文件，设计控制方案，生产设备具备集中控制和手动控制功能。

（1）设计方案根据矿方提出技术要求作出。

（2）系统设备符合喷煤作业区环境条件，并符合《相关安全规程》要求。

（二）系统设计

（1）控制系统由喷煤中控室集中控制。

（2）解决集中控制存在的事故隐患，减少各设备之间相互

脱节、无法充分发挥效率的缺点。实现现场无人操作，仅设巡

检人员。

（3）本系统采用分布式控制（PLC控制系统），实现提高指

挥效率和生产率，达到减人提效的目的。

（4）实现集中控制:智能化操作和手动操作方式。

（5）充分满足现场运行和检修要求。

（6）保证整个系统运行可靠、故障率低、维护方便和修改灵活。

（7）系统具有灵活和可靠的控制功能，简单实用，易于掌握，人机界面。

（8）PLC控制系统具有数据收集诊断功能，皮带启动有预警装置、WINCC图像显示等功能实现。

（9）系统具有实时数据显示、处理等功能。

(三)系统功能

（1）、设备间能实现集中控制，手动功能。

集中控制方式下分为全自动启动和手动启动两种方式。

按启动按钮,皮带顺序：按下皮带按钮（皮带5----皮带4---皮带

3---皮带2---皮带1），按停止按钮，顺序为顺时针停机，分别为：（皮

带1---皮带2---皮带3---皮带4---皮带5）。

手动启动顺序与自动启动顺序一样，只是需要现场人员人工操作，皮带停止（设备按照顺序停机）、保护起作用。

（2）、系统具有通讯和故障报警功能。

（5）、用通俗易懂的梯形图编程语言，现场技术人员可在最短

的时间内掌握编程技术。

（6）采用SIMATIC WinCC软件，动态画面美观，修改灵活，数

据保存时间长,历史数据可以长期保存。

（7）喷煤中控室操作人员可通过人机画面显示操作,实现皮带实实跟踪记录。

（四）承诺

（1）系统技术达到国内领先水平。

（2）实现皮带运输远程集中控制、可视化操作。

（3）保证系统安全可靠运行,最终实现提出的各项技术指标和要求。

（4）免费培训现场工程技术人员，最终达到基本掌握系统硬件的组成和基本原理，熟练掌握PLC语言的编程，掌握组态软件的基本使用。

三、系统概述

目前，现有的各条胶带机已经实现集中控制。根据现场实际使用要求，达到安全可靠运行以及减人提效目的。

四、系统结构

针对运输生产系统的特点，按照以“皮带集中控制为主，多点监测为辅”的原则，提出以下设计方案。

（一）控制设备

根据现场实际分布情况，采用的集控系统结构原理图，如图1所示。利用多条胶带机的运输。

（二）控制系统组成

皮带集中控制系统结构,主要由四部分组成：

（1）集中控制

集中控制设置在喷煤综控室，主要通过计算机对胶带集中控制。主要设备和设施包括工业控制计算机、显示器、网络通信、不间断电源和UPS电源供电等。

（2）远距离通讯传输工业现场总线由光纤、双绞线、集线器和网络连接器等组成。

（3）控制及信号采集装置控制及信号采集装置由胶带机自动控制装置。采用德国西门子公司生产的S7-400 可编程控制器。现场部分还包括电气控制箱，外围保护、监测装置等相关设施。控制装置结合相应配套的传感器、控制器、预警铃、网络组件等完成对胶带机控制。

（4）保护

①一偏保护

②二偏保护

③紧停保护

④打滑保护

五、控制系统主要功能与特点

（一）集中控制

1.系统容量

系统输入/输出点位，数据采集记录，存储空间40G

2. 扩展功能

选择的计算机和系统软件留有备用容量和接口，可以

很方便地进行扩展（如增加胶带机的保护装置）；分布式系统结构具有良好的扩展性,如胶带机随生产的发展增多，可方便的增加胶带机控制。

3. 控制功能

具有远程启动、停止、复位和测试功能，并可进行集中远程编程、故障（保护）屏蔽及控制方式转换点动操作等功能控制。

4. 显示功能

通过SIMATIC WinCC画面能实时显示各胶带机、相关设施及所有信号状况，并能方便地进行多画面切换；当被测参数超限、保护动作及设备运行状态改变后,皮带启动前10秒，给出预警提示。

7. 系统软件

1.系统平台为windows XP 操作系统，应用软件采用SIMATIC WinCC Explorer 组态软件，编程SIMATIC S7，人机界面，便于系统程序员修改和维护。

（二）控制模式

为了满足日常运行、检修、故障处理等需要，具备三种控制模式：

就地、远程和自动。操作人员可采用不同方式控制各条胶带机的启动和停止。控制方式有三种:

1. 集中控制

在这种方式下，操作人员只需在综控室操作键盘或鼠标,控制各条胶带机和给煤机的起、停以及故障确认等。并且通过SIMATIC WinCC界面操作启动发布启动提示命令。

2. 人工就地控制

当日常检修或故障处理以及特殊需要时，操作人员可分别在各条胶带机头通过胶带机自动控制装置控制胶带机的起、停。

3. 启动方式

胶带机采用SIMATIC WinCC界面直接启动方式。

4. 故障解除

上位机具有故障解除功能，对于使用中出现的各类故障，非正常动作，如有皮带故障，报警及相应停止其它皮带。

（三）显示功能

1. 工况图显示

工况图动态显示整个系统所有胶带机、给煤机、转载胶带运行。

2. 信息图显示

实时显示胶带机如胶带机开停状态、紧停、一偏、二偏及运行状态。

3. 故障

出现故障后皮带机会自动停机。

（四）保护功能

系统具有胶带机打滑、急停和跑偏保护。

1.采用性能可靠、动作灵敏、故障率低的控制保护装置，如胶带机自动