基于plc的矿井提升机后备保护系统设计毕业论文.doc
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基于plc的矿井提升机后备保护系统设计毕业论文,约一万四千三百余字摘 要矿井提升机是矿山的大型固定设备之一。主要提升煤炭、矸石、升降人员、下放物料和设备等，它连通矿井上、下的枢纽。它能否正常运行，对矿井的煤炭生产及井下矿工的生命安全起着重要的作用。因此，矿井提升机要求配备良好的控制设备和保护装置。通过分析监控系统的特点及需求，采用西门子公司的s7-200系列的最高级...
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约一万四千三百余字
摘 要
矿井提升机是矿山的大型固定设备之一。主要提升煤炭、矸石、升降人员、下放物料和设备等，它连通矿井上、下的枢纽。它能否正常运行，对矿井的煤炭生产及井下矿工的生命安全起着重要的作用。因此，矿井提升机要求配备良好的控制设备和保护装置。
通过分析监控系统的特点及需求，采用西门子公司的S7-200系列的最高级型号CPU226 PLC作为系统的主控装置，还采用了与处理器配套的扩展模块。系统主要实现功能为：通过编码器进行行程与速度的监测；为提升机整个运行过程提供超速保护；提供过卷、松绳、提升错向等多个保护；可以实现误差校正；在安全制动时可以实现恒减速制动文中着重对综合后备保护装置的硬件和软件设计进行了分析和说明，其中软件设计是该装置的核心部分。
该套基于PLC技术的矿井提升机综合后备保护装置，经实验证明完全达到了设计的要求，且操作界面直观而友善，扩展性强，为矿井提升机的安全有效运行提供了可靠的保障。
关键词：PLC 提升机 后备保护
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 录
摘 要 I
Abstract II
1.系统方案设计 - 1 -
1.1 方案背景 - 1 -
1.2 方案论证 - 1 -
1.3 课题主要内容 - 2 -
1.4 课题研究的意义 - 2 -
1.5 矿井提升机及后备保护系统概述 - 2 -
1.5.1 矿井提升系统的分类 - 2 -
1.5.2 矿井提升机系统的构成 - 2 -
1.5.3 后备保护 - 3 -
2．后备保护系统硬件设计 - 4 -
2.1 总体方案 - 4 -
2.2 可编程控制器CPU226 - 4 -
2.3 I/O模块 - 6 -
2.3.1 数字模块 - 6 -
2.3.2 模拟模块 - 6 -
2.4 传感器 - 7 -
2.4.1 光电编码器 - 7 -
2.4.2 光电编码器在本系统中的应用 - 7 -
2.4.3 PLC高速计数器原理 - 8 -
2.4.4 高速计数器在提升机速度检测中的应用 - 8 -
2.5 触摸屏 - 9 -
2.6 液压油压力检测 - 10 -
2.7 PLC对模拟信号的处理 - 10 -
2.7.1 模拟量输入模块 - 10 -
2.7.2 PLC对液压油压力的测量 - 11 -
2.7.3 PLC对电动机电枢电流的测量 - 11 -
2.8 PLC控制系统硬件连接 - 11 -
2.8.1 PLC的输入输出信号分析 - 14 -
3．软件设计 - 15 -
3.1 总体方案 - 15 -
3.2 计数值处理 - 17 -
3.3 S7-200编程环境使用方法 - 17 -
3.4 各模块程序梯形框图 - 19 -
3.4.1 位置计算 - 19 -
3.4.2 速度计算 - 19 -
结论 - 21 -
参考文献 - 22 -
附录A PLC原理图 - 23 -
附录B 程序梯形图 - 24 -
致谢 - 26 -
参考文献
[1]刘冠华．提升机监控系统的应用研究：[硕士学位论文]．吉林：吉林大学，2007．
[2]陈有兵．于Internet的提升机状态监测虚拟仪器技术研究：[硕士学位论文]．西：太原理工大学，2008．
[3]裴九芳．基于LabVIEW的矿井提升机监控系统：[硕士学位论文]．安徽：安徽理工大学，2005．
[4]战仕发．基于双PLC的提升机容错操作保护系统技术研究：[硕士学位论文]．山东：山东科技大学，2006．
[5]徐春风．松矿3号竖井提升机监控系统研究：[硕士学位论文]．云南：昆明理工大学，2008．
[6]曾大勇．提升机后备保护系统的研究：[硕士学位论文]．吉林：吉林大学，2004．
[7]徐惠勇、王崇理．可编程控制器在提升机电控中的应用及前景．陕西煤炭技术，1999.7．
[8]李敬兆，王清灵．矿井提升机计算机监控系统．煤炭科学技术，2000.10，4～6．
[9]陈为信，姜华，魏永平，刘竟雄．矿井提升机行程-速度全数字监控器的研制．工矿自动化，2002.4，43～45．
[10]季海明，战仕发，廖玉波．矿井提升机智能数字监控器的设计．煤矿机电，2007.3，25～27．
[11]曹姣赛．使用PLC计数比较功能实现提升绞车的松绳保护．科技情报开发与经济，2006.12，260～261．
[12]曹喜生．数字式提升机监控器的设计思路．电气传动自动化，2004.4，24～26．
[13]赵立新，丁筱玲．提升机后备保护中PLC的应用．农业机械学报，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
矿井提升机是矿山的大型固定设备之一。主要提升煤炭、矸石、升降人员、下放物料和设备等，它连通矿井上、下的枢纽。它能否正常运行，对矿井的煤炭生产及井下矿工的生命安全起着重要的作用。因此，矿井提升机要求配备良好的控制设备和保护装置。
通过分析监控系统的特点及需求，采用西门子公司的S7-200系列的最高级型号CPU226 PLC作为系统的主控装置，还采用了与处理器配套的扩展模块。系统主要实现功能为：通过编码器进行行程与速度的监测；为提升机整个运行过程提供超速保护；提供过卷、松绳、提升错向等多个保护；可以实现误差校正；在安全制动时可以实现恒减速制动文中着重对综合后备保护装置的硬件和软件设计进行了分析和说明，其中软件设计是该装置的核心部分。
该套基于PLC技术的矿井提升机综合后备保护装置，经实验证明完全达到了设计的要求，且操作界面直观而友善，扩展性强，为矿井提升机的安全有效运行提供了可靠的保障。
关键词：PLC 提升机 后备保护
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 录
摘 要 I
Abstract II
1.系统方案设计 - 1 -
1.1 方案背景 - 1 -
1.2 方案论证 - 1 -
1.3 课题主要内容 - 2 -
1.4 课题研究的意义 - 2 -
1.5 矿井提升机及后备保护系统概述 - 2 -
1.5.1 矿井提升系统的分类 - 2 -
1.5.2 矿井提升机系统的构成 - 2 -
1.5.3 后备保护 - 3 -
2．后备保护系统硬件设计 - 4 -
2.1 总体方案 - 4 -
2.2 可编程控制器CPU226 - 4 -
2.3 I/O模块 - 6 -
2.3.1 数字模块 - 6 -
2.3.2 模拟模块 - 6 -
2.4 传感器 - 7 -
2.4.1 光电编码器 - 7 -
2.4.2 光电编码器在本系统中的应用 - 7 -
2.4.3 PLC高速计数器原理 - 8 -
2.4.4 高速计数器在提升机速度检测中的应用 - 8 -
2.5 触摸屏 - 9 -
2.6 液压油压力检测 - 10 -
2.7 PLC对模拟信号的处理 - 10 -
2.7.1 模拟量输入模块 - 10 -
2.7.2 PLC对液压油压力的测量 - 11 -
2.7.3 PLC对电动机电枢电流的测量 - 11 -
2.8 PLC控制系统硬件连接 - 11 -
2.8.1 PLC的输入输出信号分析 - 14 -
3．软件设计 - 15 -
3.1 总体方案 - 15 -
3.2 计数值处理 - 17 -
3.3 S7-200编程环境使用方法 - 17 -
3.4 各模块程序梯形框图 - 19 -
3.4.1 位置计算 - 19 -
3.4.2 速度计算 - 19 -
结论 - 21 -
参考文献 - 22 -
附录A PLC原理图 - 23 -
附录B 程序梯形图 - 24 -
致谢 - 26 -
参考文献
[1]刘冠华．提升机监控系统的应用研究：[硕士学位论文]．吉林：吉林大学，2007．
[2]陈有兵．于Internet的提升机状态监测虚拟仪器技术研究：[硕士学位论文]．西：太原理工大学，2008．
[3]裴九芳．基于LabVIEW的矿井提升机监控系统：[硕士学位论文]．安徽：安徽理工大学，2005．
[4]战仕发．基于双PLC的提升机容错操作保护系统技术研究：[硕士学位论文]．山东：山东科技大学，2006．
[5]徐春风．松矿3号竖井提升机监控系统研究：[硕士学位论文]．云南：昆明理工大学，2008．
[6]曾大勇．提升机后备保护系统的研究：[硕士学位论文]．吉林：吉林大学，2004．
[7]徐惠勇、王崇理．可编程控制器在提升机电控中的应用及前景．陕西煤炭技术，1999.7．
[8]李敬兆，王清灵．矿井提升机计算机监控系统．煤炭科学技术，2000.10，4～6．
[9]陈为信，姜华，魏永平，刘竟雄．矿井提升机行程-速度全数字监控器的研制．工矿自动化，2002.4，43～45．
[10]季海明，战仕发，廖玉波．矿井提升机智能数字监控器的设计．煤矿机电，2007.3，25～27．
[11]曹姣赛．使用PLC计数比较功能实现提升绞车的松绳保护．科技情报开发与经济，2006.12，260～261．
[12]曹喜生．数字式提升机监控器的设计思路．电气传动自动化，2004.4，24～26．
[13]赵立新，丁筱玲．提升机后备保护中PLC的应用．农业机械学报，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..
