開題報(bào)告-煤礦皮帶機(jī)plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、一、選題的目的、意義和研究現(xiàn)狀1設(shè)計(jì)目的：木次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是“煤礦皮帶機(jī)plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)”。在皮 帶機(jī)控制系統(tǒng)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)對原有皮帶機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行升級換 代。就計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用情況而言，可編程控制器（plc）是日前 作為工業(yè)控制最理想的機(jī)型，它是采用計(jì)算機(jī)技術(shù)、按照事先編好并儲 存在計(jì)算機(jī)內(nèi)部一段程序來完成設(shè)備的操作控制。為皮帶機(jī)的安全、穩(wěn) 定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了保證條件，有效提高了運(yùn)行的安全性，減少事故的 發(fā)生。2設(shè)計(jì)意義：皮帶機(jī)是煤礦安全生產(chǎn)中的主要運(yùn)輸設(shè)備，為大慣性負(fù)載。要求其 啟動(dòng)力矩大，滿足滿載啟動(dòng)的要求；膠帶是柔性帶體，啟動(dòng)時(shí)要求低速 平穩(wěn)，不能有沖擊，否則膠帶容易

2、斷裂；驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率較大，在大功 率、高帶速時(shí)直接啟動(dòng)也容易造成大的沖擊電流，導(dǎo)致電網(wǎng)電壓急劇下 降。啟動(dòng)時(shí)間長或失敗，易燒毀電機(jī)，以致影響其它電氣設(shè)備的止常工 作。本次設(shè)計(jì)中采用先進(jìn)的工業(yè)計(jì)算機(jī)、現(xiàn)場總線和工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)， 按照結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)品系列化、性能現(xiàn)代化、體積小型化的原則，研制 適合煤礦皮帶機(jī)設(shè)備的控制系統(tǒng)是進(jìn)行技術(shù)改造的理想選擇。對于保證 礦山生產(chǎn)的發(fā)展，人身和設(shè)備安全，提高經(jīng)濟(jì)效益，都具有重要意義。3設(shè)計(jì)現(xiàn)狀：隨著礦井建設(shè)的不斷發(fā)展，對大運(yùn)量、長運(yùn)距、智能型皮帶輸送機(jī)的 需求逐年增加。目前大功率、智能化的皮帶機(jī)仍以進(jìn)口為主，其價(jià)格較高 運(yùn)行和維護(hù)困難，且代價(jià)高。為替代進(jìn)口設(shè)備，開發(fā)

3、具備可控變頻軟啟動(dòng)、 可控變頻調(diào)速、液壓自動(dòng)張緊、集中智能控制功能的可伸縮皮帶輸送機(jī)非 常必要。如今皮帶機(jī)多采用軟啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置。該裝置主要有調(diào)速型液力耦 合器和電氣型軟啟動(dòng)裝置。液力耦合器體積大，有滑差，效率低，維護(hù)工 作量大；電氣軟啟動(dòng)（降壓啟動(dòng)），啟動(dòng)力矩小，速度無法控制，沒從根 本上解決問題。因此皮帶機(jī)控制系統(tǒng)必須應(yīng)用新技術(shù)、新工藝。采用plc 控制，硬件簡潔、軟件靈活性強(qiáng)、調(diào)試方便、維護(hù)量小，plc技術(shù)己經(jīng)廣 泛應(yīng)用于各種皮帶機(jī)控制系統(tǒng)。二、研究方案及預(yù)期結(jié)果設(shè)計(jì)的內(nèi)容是通過plc來控制變頻器實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)的變頻調(diào)速。木次 論文采用plc為核心，組成皮帶機(jī)控制系統(tǒng)。在其主控器plc內(nèi)，將部

4、 分操作信號、部分保護(hù)信號以及設(shè)定的一些行程參數(shù)與軸編碼器信號結(jié)合 起來進(jìn)行邏輯運(yùn)算處理，自動(dòng)產(chǎn)生皮帶機(jī)所需的速度給定信號，從而控制 整個(gè)皮帶機(jī)的運(yùn)行。1設(shè)計(jì)內(nèi)容：（1）首先介紹木文的研究背景和意義，其次分析國內(nèi)、外的研究現(xiàn)狀， 最后給出了本文的研究內(nèi)容、研究方法和結(jié)構(gòu)組織。（2）進(jìn)行電機(jī)選型，傳感器選型包括跑偏、撕裂、急停、溫度、堆煤、 煙霧、打滑等傳感器。（3）簡單介紹plc,進(jìn)行plc硬件選型設(shè)計(jì)。（4）進(jìn)行plc軟件設(shè)計(jì)，包括啟動(dòng)，停止，自鎖，反轉(zhuǎn)等梯形圖。（5）對本文的工作進(jìn)行總結(jié)，并在總結(jié)的基礎(chǔ)上對下一步工作進(jìn)行展 望。2設(shè)計(jì)步驟：（1）明確設(shè)計(jì)任務(wù)。（2）系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)。根據(jù)任務(wù)進(jìn)

5、行方案選擇和比較，確定系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 方案。（3）選擇傳感器，進(jìn)行plc硬件軟件設(shè)計(jì)，使皮帶機(jī)安全穩(wěn)定的工作。（4）進(jìn)行io 口合理分配，設(shè)計(jì)plc接線圖。（5）完善設(shè)計(jì)，保證設(shè)備正常工作，軟件正常運(yùn)行。3預(yù)期結(jié)果針對我國井下皮帶運(yùn)輸機(jī)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)開發(fā)一套基于plc的煤礦皮帶 自動(dòng)運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)。木系統(tǒng)需要的硬件設(shè)備，包括兩臺三相異步電機(jī)、兩 條皮帶、兩部皮帶支架、7個(gè)傳感器、s7-200系列plc、plc的接線箱 等，然后進(jìn)行碩件的搭建和調(diào)試，皮帶空載運(yùn)行時(shí)不會發(fā)生跑偏等故障， 各傳感器按要求安裝到相應(yīng)的位置，plc按照安裝和接線要求放置到接線 箱中。經(jīng)過反復(fù)的調(diào)試和改進(jìn)，木文研究設(shè)計(jì)的皮帶自動(dòng)

6、運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)能夠正常 地運(yùn)行，并且能完成皮帶的啟停控制和報(bào)警控制。皮帶的全線啟停自動(dòng)啟 停手動(dòng)啟停和故障報(bào)警，還要實(shí)現(xiàn)各啟停方式z間可以轉(zhuǎn)換。例如：當(dāng)皮 帶發(fā)生跑偏、撕裂、急停、溫度、堆煤、煙霧、打滑中任一種故障時(shí)，相應(yīng)的傳 感器動(dòng)作，把故障信號傳送到plc,實(shí)現(xiàn)皮帶自動(dòng)保護(hù)功能。三、研究進(jìn)度在整個(gè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，我對自己的設(shè)計(jì)做如下安排：第1-2周:實(shí)習(xí)第3-4周：文獻(xiàn)綜述，查閱相關(guān)文獻(xiàn)；調(diào)研并搜集資料，熟悉研究方向，確定 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文題目，整體規(guī)劃論文結(jié)構(gòu)；整理資料，完成開題報(bào)告；第5 周：確定整體設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)主要內(nèi)容，系統(tǒng)流程圖；第6 周：硬件選型設(shè)計(jì)(選型依據(jù)，包括計(jì)算)；第7-9周

7、：進(jìn)行各信號采集方案設(shè)計(jì)，碩件關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)；第10-12周：分析和研究確定硬件連接方案，以保證可靠性；第13周：圖紙繪制；第14-15周：軟件設(shè)計(jì)，程序流程圖，程序編制，調(diào)試；第16周：完善設(shè)計(jì)，總體分析，書寫論文初稿；第17周：完善論文；第18周:準(zhǔn)備答辯。四' 主要參考文獻(xiàn)1 吳明龍等煤礦井下輸送帶輸送技術(shù)發(fā)展方向j 煤礦機(jī)電，2005, 5.2 楊達(dá)文大型帶式輸送機(jī)需要解決的關(guān)鍵技術(shù)j煤礦機(jī)電，2004, 2.3 陳鋰，戴建立長距離帶式輸送機(jī)動(dòng)態(tài)分析的發(fā)展現(xiàn)狀j煤礦機(jī)電，2003(1)： 34-36.4 蔣衛(wèi)良，韓東勁.我國煤礦帶式輸送機(jī)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢j.煤礦機(jī)電， 2008(1) : 1-6.5 胡紹林，孫基國過程監(jiān)控技術(shù)及其應(yīng)用m,北京：國防工業(yè)出版社，2001.6 王積偉.現(xiàn)代控制理論m北京：高等教育出版社，2003.7 高欽和可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計(jì)m人民郵電岀版社,2005.8 王廣野可編程序控制器plc現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢j國內(nèi)外機(jī)電一體化技術(shù), 2009, 2： 52-53.9 王華祥，張淑