2022年矿井提升机控制系统毕业设计方案.docx

精品学习资源摘 要矿井提升机是矿井运输的重要设备，是沟通矿井上下的纽带的；矿井提升机的牢靠运行直接关系到煤矿生产的安全，矿井提升机信号系统的牢靠性和精确性是矿井提升和安全运输的重要保证；本设计主要完成的矿井提升机信号系统设计和组态设计；设计中运用 PLC掌握技术， PLC系统采纳三菱公司的 FX2N系列作为主掌握器，对井口、井底、机房信号台进行信号联络；组态设计使用 WINCC完成，能够实现上位监控功能；使用编程软件实现信号的联络；采纳PLC掌握不但提高了信号传输的牢靠性和精确性 , 而且具有极大的敏捷性和扩展性；在不转变系统硬件的前提下 , 仅靠转变 PLC内部的程序就可满意用户要求；有效地解决了信号系统中的远距离传输和牢靠性问题；关键词 ：矿井提升机信号系统 ；PLC ；上位监控 ；WINCC欢迎下载精品学习资源AbstractMine hoist is the important equipment of transportation, its the links that throughoutthemine.Thereliabilityandaccuracyofsignalsystemofminehoistisanimportant guarantee for the upgrading and safe transport.The completion of the designis thesignal system of mine hoist and configuration design.PLC control use of the design of technology, PLC system uses Mitsubishi FX2N series as the main controller, to contactthe wellhead, bottom, and the engine room system. WINCC completed configuration design, to achieve the topmonitoring.The use of software programming signal contactPLC control not only improve the useofthesignaltransmissionreliabilityandaccuracy,butalsohasgreatflexibilityand欢迎下载精品学习资源scalability. Without changing the systems hardware, only change theprogram of PLCwill欢迎下载精品学习资源meetuser srequirements.Effectivesolutiontothesignalsystemoflong-distance transmission and reliability issues.Keywords: signal system of mine hoist； PLC ； the top monitoring ； WINCC欢迎下载精品学习资源目录第一章矿井提升机信号系统概述11.1 矿井提升机信号系统的背景1.2 本次毕业设计的工艺及要求1.2.1 工艺及设计介绍1.2.2 功能1.2.3 设计简介其次章掌握系统方案论证与挑选2.1 系统总体设计思想3第三章硬件设计 83.1 轨道开关设计83.2 三相异步电动机83.3 变频器 83.4 编码器 13 3.5PLC设计 153.5.1 Quamtum PLC选型 153.5.2 PLC模块接线 203.5.3 主从站连接22 3 6 电气元件选型233. 7 硬件原理图<如大图 1 或附录一示） 24第四章 PLC 程序设计 264.1 Concept2.5简介 26欢迎下载精品学习资源4.2 编程步骤 274.2.1 模块选型 274.2.2 地址安排294.2.3 部分程序设计说明314. 3 程序流程图<附录二） 334 4 程序梯形图<附录三） 33第五章上位组态设计345.1 组态软件介绍345.1.1 组态软件的进展历史和定义355.1.2 组态软件定义355.2 “组态王 ”组态软件概述365.2.1 组态王软件版本介绍365.2.2 “组态王 ”软件的功能分析 365.2.3 组态王软件的组成375.3 “组态王 ”设计 385.3.1 组态王中工程的建立395.3.2 变量统计及数据词典的建立395.3.3 变量连接的建立 405.4 组态王的使用 41设计总结 47参考文献 48英文翻译 49致谢 68附录一见系统硬件分块图69附录二 69附录三 75欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源第一章矿井提升机信号系统概述1.1 矿井提升机信号系统的背景矿山多中段提升竖井，一般都是副井或混合井，其提升任务繁重,作业种类复杂，中途停靠频繁；因此，需要一个高度安全牢靠、功能完善,由可编程序掌握器 programmable Logica controller，简称 PLC> 为掌握核心的提升信号系统；国内多数矿山的竖井提升信号系统，一般由各种掌握继电器和主令开关构成，且多为 20世纪 50岁月的仿苏产品；它的突出特点是用“点信号”即电铃振响或指示灯明灭的次数>来代表各种提升信号；例如有的公司以一长点表示要罐 ,一长两短表示上行，一长三短表示下行，两短表示提物，三短表示提人等等；各提升中段发出的点信号直接传递到井口总信号房，再由井口总信号工转发到提升机房；这种系统信号简洁, 操作便利 ,快慢自如，多年来已沿用成习，尽管各单位点信号的组合方式有所不同，但原理是相同的；虽然这种信号系统结构简洁、操作便利,但存在如下缺点： 1由于无法保留和复现点数 ,所以信号识别全凭操作者的听觉和视觉，简洁造成信号的误认和误传,因信号的误认和误传而导致的提升事故屡见不鲜；2信号之间、信号系统与提升机电控系统之间没有联锁，井口总信号工和司机的操作不受制约，很容易因误操作而引发事故； 3> 声光信号一瞬即逝，无据可查，一旦发生事故，给事故分析带来困难 ,很难找出真正的事故缘由，致使同类事故重复发生；4> 由于信号稍纵即逝，操作人员的精力必需高度集中，加重了工人的负担；近年来 ,研制胜利的、且已为很多矿山实际应用的PLC信号系统，能够克服上述缺点；它不但完全符合冶金矿山安全规程中有关提升信号的各项规定，而且保留了原信号系统的特点和操作习惯，技术改造便利，功能齐 全；新型矿井提升机信号装置的使用有效地解决了在微机系统中信号的远距离传输和牢靠性问题；欢迎下载精品学习资源1.2 本次毕业设计的工艺及要求本设计做的是矿井提升机信号系统设计，取材于某矿山提升机信号系统 工程实例，设计系统包括：车房信号台、井口信号台、井下各中段信号台三部分构成；各部分由井口信号台PLC 集中掌握，实现各部分的信号联络；1.2.1 工艺及设计介绍明白工程要求包括熟识工艺条件及要求，明白掌握要求，确定掌握方案包括依据工艺条件及掌握要求指标，被控对象的特点确定难点；确定整体掌握方案包括系统的设计设计依据，掌握设计包括电器的挑选、工艺设计、掌握器设备及元器件的挑选、图纸的设计，软件设计流程图结构设计，软件设计说明，详细的编程设计，修改完善，系统的安装调试及参数整定，操作说明书；为了详细去做本次设计，我们先明白一下矿井提升机信号系统 <其设备配置示意图如下页图所示）：目前,国内多数矿山传统的竖井提升信号系统， 一般由各种掌握继电器和主令开关构成，它的突出特点是用“点信号”；矿井提升机的信号系统包括声、光信号、帮助信号、电话等,信号种类一般有 :工作执行信号、提升去向信号、罐位信号、提升种类信号、检修信号、事故 信号、联络信号等；为便于操作,各个矿山企业均制定了相应的信号规定，如规定声音一长为要罐、二短为上行、三短为下行等,并辅之以电话联系；但是，信号规定仅仅从制度上保证操作安全，实际上并不能保证生产中 不发生事故；这是由于 :1> 信号是由人来执行操作的，人所处的环境因素不同,精神状态也处于变化之中，难免发生误操作；2> 传统的信号系统没有“记忆”功能，即无法“记忆”起井下各中段所发出的信号，当提升机司机 留意力不集中或离岗后重新返回时，由于无法确认井下所发出的信号，极易 误操作而引发事故； 3> 传统的继电器电控或信号系统，为有触点系统，元件易发生故障，工作牢靠性差，一旦掌握闭锁失灵，就事故将不行防止；欢迎下载精品学习资源图1-1 设备配置示意图 <实际做时只有两个灌位）近年来，研制胜利的、且已为很多矿山实际应用的PLC 信号系统，能够克服上述缺点；它不但完全符合冶金矿山安全规程中有关提升信号的各项规定，而且保留了原信号系统的特点和操作习惯，技术改造便利，功能齐全；采纳PLC掌握的电控系统 ,能依据国家安全规程的有关规定，来设计电控或信号系统的硬件和软件，并可对系统进行显示和掌握,只有当提升机司机和信号人员都严格按规定程序进行操作无误,才能解除对提升机的闭锁；一套完备的PLC系统，通常由竖井信号、工业电视监控、数字深度指示器、有关计算及程控电话交换机等部分组成；这种系统有如下特点：欢迎下载精品学习资源1> 提升系统增加了自动掌握的功能；例如，当井下发出紧急停车信号时，能自动使提升机停车并进行停车闭锁；除此之外，仍能实现对提升机过负荷和各种故障的检测、爱护、联锁及罐笼对位等功能；2> 显示方面具有特色；能依据需要显示井下各个中段的情形和显示信号种类；3> 具有“记忆”功能；能“记忆”地面及井下各中段发出的信号，包括各种检修信号；4> 工作牢靠性高；由于PLC为无触点系统 ,牢靠性更高 ,特殊是近年来PLC 方面的技术进展快速,使由PLC 组成的系统的抗干扰才能越来越强,它能在恶劣的环境中牢靠地工作,较为适合矿山环境不佳的特点；5> 掌握程序可变 ,具有很好的柔性；对于分期投产的矿山企业,这一点是特别重要的，由于，井下中段等工艺条件变化之后，不需转变信号系统的硬件，只需修改原有程序就可满意新的要求；新型矿井提升机的信号系统，大体上可分为信号输入、信号输出及爱护环节三大部分； PLC 信号系统是在原有信号系统的基础上，加入掌握核心PLC 及相应装置，将老系统的点信号送入PLC 输入端，经处理输出各种指令或爱护信号；它具有以下功能：信号显示和保留：提升点信号的点数和提升中段名称分别用数码管显示，提升种类用汉字显示；提升机房的信号显示器,只显示由井口总信号工转发的信号点数，井口和各中段的信号显示器，既显示由本中段自发的信号，又显示井口转发的信号；这些显示均始终保留到相应的提升过程终止，防止了信号的误认和误传；信号显示和保留：提升点信号的点数和提升中段名称分别用数码管显示,提升种类用汉字显示；提升机房的信号显示器，只显示由井口总信号工转发的信号点数，井口和各中段的信号显示器，既显示由本中段自发的信号,又显示井口转发的信号；这些显示均始终保留到相应的提升过程终止，防止了信号的误认和误传；信号闭锁：当井口总信号工依据提升作业的需要,同意罐笼在某中段工作时,只有在该中段发出开车信号后,井口总信号工才能向提升机房转发出工作欢迎下载精品学习资源信号；否就 ,即使中段转换开关转到去向井口的位置,井口总信号工也无法向 提升机房发出开车信号 ,实现了罐位自锁；同时 ,自发信号一经发出 ,系统自动闭锁,后面续发的信号无效,实现了信号自锁；此外 ,系统仍具备程序闭锁,上下行信号闭锁、信号系统与提升机电控系统间的闭锁等功能；总之,PLC 电控系统不仅大大增加了安全爱护功能,而且安全牢靠 ,操作便利,修理简洁 , 值得大力推广；1.2.2 功能本次设计的功能包括车房信号台、井口信号台、井下信号台三部分的各自功能以及它们之间的相互联络：车房信号台功能：井口、井下提升信号的数字显示及文字显示；包括运人、运物、检修等工作方式的灯光显示信号，上行、下行，满上，满下，停车， 急停等工作执行信号的灯光和数显信号；储备井口信号台本次、前次的打点信号；在极短的时间内响应井口信号台发出的指令,掌握绞车的运行或停止；完成急停信号对安全回路的闭锁、停车信号,闭锁等内容；井口信号台功能：完成各种提升信号的按钮检测、显示及声音提示，包括运人、运物、检修，水平联系等挑选按钮；上行、下行，满上，满下，停车、急停等信号按钮，完成水平及井下各种信号的闭锁和监控；完成向车房发送信号的功能，完成本次、前次的打点信号的储备；语言报警功能；井下信号台功能：完成各种信号的按钮检测、显示及声音提示，包括工作方式信号，工作执行信号及其他信号；完成本水平各种信号的闭锁功能， 完成向井口发送信号的功能；完成对信号的储备记忆功能；1.2.3 设计简介现实生活中的矿井有多个灌位，就像电梯的运行环境一样，各个灌位就像每个楼层，车房信号台可以显示提升机所在的详细灌位；但在本次设计 中，乔老师在给我布置设计任务时将问题简洁化了，他只让我做两个灌位： 井口、井底；而且故障报警也只规定了三个：过电流报警，过电压报警提升机故障报警；该信号系统的关键是信号联络，在井底信号台只能进行按钮输入操作，欢迎下载精品学习资源车房信号台只能显示输出结果，井口信号台既能输入又能进行信号转发，在各自灌位只能进行一些特定的操作，例如在井口只能进行井口发灌，要灌， 下行等操作；如操作不正常或误操作，信号将解除，不能发送出去，只能是井底、井口信号一样且无误时，才能在井口进行信号确认，而后信号转发出去； <注：运行时安全门打开时信号发不出去，一切信号将解除；）设计中我用了指示灯、响铃、蜂鸣器作为输出显示；用不同声次的响铃分别代表上行、下行、慢上、慢下；同时代表各自运行的指示灯亮，并且有文字显示 <文字注释在指示灯的下面，灯亮时文字即显示出来）；报警时蜂鸣器响，且代表不同故障的各自故障指示灯亮，同样有输出文字显示；由于在设计中除了电流检测、电压检测两个模拟量输入外其余的全是数字量<开关量），因此信号采集特别简洁，可直接由开关量送给PLC，电流和电压的信号由电量变送器 <再加个模拟块）传送给 PLC ；图1-2 提升系统平台原理图其次章掌握系统方案论证与挑选2.1 系统总体设计思想2.1.1 矿井提升机信号系统的掌握系统我们在对矿井提升机信号系统的掌握系统进行挑选之前先明白一下其组成及工作原理：矿井提升机在矿山、建筑等行业应用特别广泛, 是集机、电于一欢迎下载精品学习资源体的大型复杂系统矿井提升机是矿井生产中极其重要的环节, 是矿井生产的关键的设备之一；矿井提升机是联系矿山井上和井下的“咽喉” 设备 , 主要用于提运煤炭和煤研石、运输物料、提升人员和设备；提升系统的工作任务是安全、快速、牢靠、高效地完成提升运输任务, 而安全运行是最重要的；矿井提升机信号系统是矿井提升机的重要组成部分，提升机的运行全靠信号系统的信号发出；该系统工作的关键是信号如何联络；矿井提升机的信号系统包括声、光信号；帮助信号、电话等；信号种类一般有：工作执行信号提升去向信号罐位信号、提升机种类信号、检修信号、故障信号、联络信号等；第一我们应清晰提升机给信号系统的信号以及提升机从信号系统所得到的信号 ,由此而进行各种操作；图 2-1 掌握系统内容2.1.2 系统总体设计本设计以某矿山提升机信号系统工程实例基础；信号系统有爱护系统、信号系统、和信号输入；信号系统有功能信号 <运人、运物、运矿、检修、上行、下行），罐笼去向 <井口、井底），罐位 <井口、井底）；注：本设计罐位不包括井下各中段，只有井口、井底两罐位；如 2-1 图所示；设计内容包括三大部分：井口信号台、井底信号台、以及车房信号台；系欢迎下载精品学习资源统设计要求能实时反映提升机的各种状态及罐位；且井口井底的输出一样经信号确认后，方可发送信号到车房信号台；两罐位信号部一样或误操作，信号会解除；不能发送；需重新进行信号联络；2.2 掌握系统方案论证与挑选依据上述工艺介绍及设计要求，要完成任务有多种挑选方案，可以由各种掌握继电器和主令开关构成，它的突出特点是“点信号”<电铃震响或指示灯明灭的次数）来代表各种提升信号；各提升中段的点信号直接传送到井口总信号房，再由井口总信号工转发到提升机房；也可以采纳单片机作为主控制系统；掌握台通过单片机的串行口来实现主从式多级通讯, 系统以上井口掌握台作为主掌握台 , 下井口、绞车房掌握台为从掌握台；也可以采纳PLC作为信号系统的掌握系统，可在井口、井底、车房信号台给用一个PLC亦可以只在井口使用 PLC，原理和使用继电器的一样，都通过井口信号工的信号确认以及转发，完成信号系统的功能；2.1.1 方案一采纳继电器和主令开关构成主回路；采纳点信号来代表各种提升信号；例如以一长点表示要罐 , 一长两短表示上行, 一长三短表示下行, 两短表示提物 ,三短表示提人等等；这种信号系统结构简洁、操作便利, 但存在如下缺点 :1>由于无法保留和复现点数, 所以信号识别全凭操作者的听觉和视觉, 简洁造成信号的误认和误传 , 因信号的误认和误传而导致的提升事故屡见不鲜；2>信号之间、信号系统与提升机电控系统之间没有联锁, 井口总信号工和司机的操作不受制约 , 很简洁因误操作而引发事故；3>声光信号一瞬即逝, 无据可查 , 一旦发生事故 , 给事故分析带来困难 , 很难找出真正的事故缘由 , 致使同类事故重复发生；4>由于信号稍纵即逝 , 操作人员的精力必需高度集中, 加重了工人的负担；以上缺点严峻影响了提升机运行的安全，传统的继电器信号系统为有触点系统，元件易发生故障；工作牢靠性差，一旦掌握或闭锁失灵，就事故将不行防止；此信号系统正在被剔除；2.1.2 方案二该掌握系统采纳了先进的数字通信技术, 该系统分上井口、下井口和绞车房欢迎下载精品学习资源三个掌握台 , 各掌握台采纳 MCS89C51单片机作 CPU , 掌握台通过单片机的串行口来实现主从式多级通讯, 系统以上井口掌握台作为主掌握台, 下井口、绞车房掌握台为从掌握台；下井口到上井口需两对电缆；各掌握台仍配有数字、汉字提示 , 语音提示 , 这样既照料了操作人员的习惯操作, 又减轻了工作人员的负担；同时 , 增加了信号的储备功能, 便于以后的查证；系统采纳分时的半双工通讯电路 , 通过转变电平来分时完成对下井口和绞车房的通讯；其原理框图见下图所示；2-2 系统原理框图新型矿井提升机信号装置在系统设计中应用了先进的单片机技术、数字通信 技术和汉字显示技术 ,具有声光兼备、汉字显示、数字储备、故障诊断、安全闭锁爱护等特点；特殊在通信方面,采纳了数字通信技术 ,只需两对一般电缆,且信号种类和数量不受限制,提高了信号传输的牢靠性和敏捷性,功能敏捷多样 ,扩展便利；新型矿井提升机信号装置的使用有效地解决了在微机系统中信号的远距离传输和牢靠性问题；该掌握系统功能齐全，下井口到上井口只需两对电缆, 既便利又经济；欢迎下载精品学习资源各掌握台仍配有数字、汉字提示, 语音提示 , 这样既照料了操作人员的习惯操作, 又减轻了工作人员的负担；同时, 增加了信号的储备功能, 便于以后的查证；但煤矿工作环境恶劣, 各种电机的频繁启动与运行引起的电磁干扰以及电网的不稳固 , 对通讯信号和通讯装置都将产生庞大的影响；2.1.3 方案三在井口信号台使用PLC，井底只进行按钮操作，车房只能显示输出结果： 如文字显示各种工作执行信号和罐位信号，声音提示运行状态及故障；各部分的规律掌握中心均由日本三菱公司生产的PLC 所构成；信号有模拟信号和数字信号，大部分是开关量，可直接传送给PLC，模拟信号由电量变送器再用模拟输入模块 FX2N-2AD传送给 PLC；各部分之间的信号经信号确认，直接转发到 PLC；车房信号台安装在绞车司机房内, 井口、井下信号台分别安装在井口、井下的信号房内；井口、井下罐位信号由光电开关采集；该掌握系统原理框图见下图 2-3 所示；该系统的信号的发送方式：1> 转发方式；井下的信号必需经由井口转发 , 不得越过井口信号工直接向车房发送 , 井口信号工必需在井下信号发出后 , 才能发出信号；当井口信号和井下信号一样时 , 该信号才能传到车房 , 否就无效 , 需井口信号工重发；在信号发出的同时 , 井口、井下均有灯光显示、声音提示、数字记忆；记忆的数字直到下一个信号发出才会消逝；2> 直发方式；停车 急停> 信号采纳直接向车房发送的方式 , 不经上井口转发以保证快速停车；当急停信号发出后 , 其他指令信号均不能发出 , 并能闭锁提升机安全掌握回路；当信号为慢上、慢下时能闭锁提升机的高速运转掌握回路；该掌握系统对对信号系统进行检测和掌握，增加并完善信号装置的功能，使提升设备的工作更加安全牢靠；方案二和三的掌握系统都比较安全、牢靠，且能够实现设计要求；两者的控 制系统一个为单片机，另一各为PLC；为了进行方案确定，我们第一看一下两者的区分：PLC是一种特地为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置；它采纳可以编制程序的储备器，用来在其内部储备执行规律运算、次序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输欢迎下载精品学习资源出，掌握各种类型的机械或生产过程；PLC及其有关的外围设备都应当按易于与工业掌握系统形成一个整体，易于扩展其功能的原就而设2-3 PLC 掌握系统原理框图欢迎下载精品学习资源图2-4 PLC 掌握系统示意图计；通过以上几种方案综合考虑，但由于煤矿工作环境恶劣, 各种电机的频繁启动与运行引起的电磁干扰以及电网的不稳固, 对通讯信号和通讯装置都将产生庞大的影响；它具以下特点：< 1）牢靠性高，抗干扰才能强；高牢靠性是电气掌握设备的关键性能； PLC由于采纳现代大规模集成电路技术，采纳严格的生产工艺制造，内部电路实行了先进的抗干扰技术，具有很高的牢靠性；例如三菱公司生产的 FX系列 PLC平均无故障时间高达 30 万小时；一些使用冗余 CPU的PLC的平均无故障工作时间就更长；从 PLC的机外电路来说，使用 PLC构成掌握系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已削减到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低；此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，显现故障时可准时发出警报信息；在应用软件中，应用者仍可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断爱护；这样，整个系统具有极高的牢靠性； 2）配套齐全，功能完善，适用性强；PLC进展到今日，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品；可以用于各种规模的工业掌握场合；除了规律处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算才能，可用于各种数字掌握领域；近年来PLC的功能单元大量涌 现，使 PLC渗透到了位置掌握、温度掌握、CNC等各种工业掌握中；加上PLC通信才能的增强及人机界面技术的进展，使用PLC组成各种掌握系统变得非 常简洁；欢迎下载精品学习资源（ 3） 易学易用，深受工程技术人员欢迎PLC作为通用工业掌握运算机，是面对工矿企业的工控设备；它接口简洁， 编程语言易于为工程技术人员接受；梯形图语言的图形符号与表达方式和继 电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量规律掌握指令就可以便利地实现继电器电路的功能；为不熟识电子电路、不懂运算机原理和汇编语言的人使用计算机 从 事 工 业控制打开了 方 便之门；<4 ） 系 统 的 设 计 、 建 造 工 作 量 小 ， 维 护 方 便 ， 容 易改造PLC用储备规律代替接线规律，大大削减了掌握设备外部的接线，使掌握系统设计及建造的周期大为缩短，同时爱护也变得简洁起来；更重要的是使同一设备经过转变程序转变生产过程成为可能；这很适合多品种、小批量的生产场合；<5）体积小，重量轻，能耗低以超小型 PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于 150g，功耗仅数瓦；由于体积小很简洁装入机械内部，是实现机电一体化的抱负掌握设备；总之， PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化消遣等各个行业，使用情形大致可归纳为如下几类；<1）开关量的逻辑控制这是 PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现规律掌握、次序掌握，既可用于单台设备的掌握，也可用于多机群控及自动化流水线；如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等；<2）模拟量控制欢迎下载精品学习资源在工业生产过程当中，有很多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量；为 了使可编 程掌握器处理模拟量，必须实现模拟量<Analog ）和数字量 <Digital）之间的 A/D转换及 D/A转换； PLC厂家都生产配套 的 A/D 和 D/A 转 换 模 块 ， 使 可 编 程 控 制 器 用 于 模 拟 量 控 制 ；<3）运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的掌握；从掌握机构配置来说，早期直接用于开关量 I/O 模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动掌握模块；如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置掌握模块；世界上各主要 PLC厂家的产品几乎都有运动掌握功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合；<4）过程控制过程掌握是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环掌握；作为工业掌握运算机， PLC能编制各种各样的掌握算法程序，完成闭环掌握；PID调剂是一般闭环掌握系统中用得较多的调剂方法；大中型PLC都有PID模块，目前很多小型PLC也具有此功能模块；PID处理一般是运行专用的PID子程序；过程掌握在 冶 金 、 化 工 、 热 处 理 、 锅 炉 控 制 等 场 合 有 非 常 广 泛 的 应 用 ；<5）数据处理现代PLC具有数学运算 <含矩阵运算、函数运算、规律运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理； 这些数据可以与储备在储备器中的参考值比较，完成肯定的掌握操作，也可 以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表；数据处理一般用 于大型掌握系统，如无人掌握的柔性制造系统；也可用于过程掌握系统，如造 纸 、 冶 金 、 食 品 工 业 中 的 一 些 大 型 控 制 系 统 ；<6）通信及联网PLC通信含 PLC间的通信及 PLC与其它智能设备间的通信；随着运算机掌握的进展，工厂自动化网络进展得很快，各PLC厂商都特别重视 PLC的通信功能，欢迎下载精品学习资源纷纷推出各自的网络系统；新近生产的PLC都具有通信接口，通信特别便利；不同厂家的 PLC 有相同的工作原理，类似的功能和指标，有肯定的互换性，质量有保证，编程软件正朝标准化方向迈进；这正是PLC 获得广泛应用的基础；而单片机应用系统就是八仙过海，各显神通，功能千差万别，质量参差不齐，学习、使用和爱护都很困难；单片机的编程麻烦，可读性差，实时掌握不太占优势，但是他的成本低，掌握方式比较敏捷，而PLC 对于实时掌握来说就比较优越，他的编程方式简洁，可以用指令或是梯形图来进行编程，易学易懂，但是成本较高，适合用于工业掌握；最终，我们从工程的角度看， 对单项工程或重复数极少的工程，采纳 PLC 方案是明智、快捷的途径，胜利率高，牢靠性好，手尾少，但成本较高； 对于量大的配套工程，采纳单片机系统具有成本低、效益高的优点，但这要有相当的研发力气和行业体会才能使系统稳固、牢靠地运行；最好的方法是单片机系统嵌入 PLC 的功能，这样可大大简化单片机系统的研制时间，性能得到保证，效益也就有保证；对于本设计，由于矿井工作环境比较恶劣，且常用事故发生，各种电机的频繁启动与运行引起的电磁干扰以及电网的不稳固, 对通讯信号和通讯装置都将产生庞大的影响；故可采纳方案三作为此次毕业设计信号系统的掌握系统；欢迎下载精品学习资源第三章硬件设计部分我 在 本 此 设计 中 选 择的 控 制 器 是 三 菱 公 司 FX 2N 系列 的可 编 程 控 制 器<Programmable logical controller>缩写为 PLC，是小型 PLC ，单元式，单机最大容量为 256点； PLC就是一种工业运算机，其核心就是一台运算机；但由于有接口器件及监控软件的包围，因此，其形状不像运算机，操作使用方法、编程语言甚至工作原理都与运算机部同，另一方面，作为继电掌握盘的替代物，由于其核心是运算机芯片，因此与继电器规律掌握亦不同；PLC 的工作方式是扫描工作方式；该设计中用到的硬件有PLC，用作各种数字量输入的按钮、开关、限位开 关、光电开关、挑选开关等，以及模拟量输入的电量变送器<电压、电流变送器），模拟量输入模块FX 2N- 2AD ；输出有启动电动机的继电器，显示各种执行信号的指示灯，以及用到一些声音信号反映的响铃，故障报警用的蜂鸣器；第一我们先对主掌握系统PLC 进行选型；3.1 PLC 的选型PLC 是PLC 掌握系统的核心部件；正确挑选PLC 对于保证整个掌握系统的技术经济性能指标起着重要作用；挑选PLC 包括机型、容量的挑选以及I/O 模块、电源模块等的挑选；3.1.1 PLC 机型的挑选这是 PLC应用设计中很重要的一步，目前国内生产的PLC 种类很多，在选用PLC时应考虑以下几方面：1. 规模要适当输入、输出点数以及软件对PLC 功能及指令的要求是挑选PLC 规模大小的重要依据；PLC 机型挑选的基本原就是在满意功能要求及保证牢靠，爱护便利的前提下，力争正确的性价比；PLC 主要有整体式和模块式两种结构形式；整体式 PLC 的每一个 I/O点的平均价格比模块式的廉价，且体积较小，一般用于系统工艺过程较为固定的小型掌握系统中；而模块式的PLC 的功能扩展敏捷便利，在 I/O点数、输入点数与输出点数的比例、I/O模块的种类等方面挑选余地大，且修理便利，一般用于较大的系统；由于本系统要求PLC 有较强可扩展性、便利的可爱护性、I/O模块的比例差距大等因素，故挑选模块式 PLC；相伴着微电子技术、掌握技术与信息技术的不断进展，可编程掌握器也在不断进展，其进展趋势主要表达在以下几个方面：欢迎下载精品学习资源1. 速度更快，体积更小；PLC 掌握系统的工作电源可分为两类, 一是 PLC 工作电源 , 即数字电路内部的工作电源系统SYS> 电源 > ；二是 PLC 外部接口模块的工作负载电源输入 /输出 I/O> 电源 > ；对于SYS 电源 ,用PS307 电源模块对 PLC 系统供电 ,具有牢靠的隔离、电网低通滤波、抗瞬时电流冲击等,比较适用于提升机运行的具有电磁干扰的工业现场；欢迎下载精品学习资源FX 2N 系列基本单元种类欢迎下载精品学习资源FX 2N 系列基本单元AD 电源 DC 输入继电器输出晶闸管输出晶体管输出输入点数输出点数输入输出总点数欢迎下载精品学习资源FX 2N-16MR-001FX 2N-16MT-0018816FX 2N-32MR-001FX 2N-32MS-001FX 2N-32MT-001161632FX 2N-48MR-001FX 2N-48MS-001FX 2N-48MT-001242448FX 2N-64MR-001FX 2N-64MS-001FX 2N-64MT-001323264FX 2N-80MR-001FX 2N-80MS-001FX 2N-80MT-001404080FX 2N-128MR-001FX 2N-128MT-0016464128FX 2N 性能规格欢迎下载精品学习资源工程规格备注运转掌握方法通过储存的程序周期运转欢迎下载精品学习资源I/O 掌握方法批次处理方法 <当执行END指令时）运转处理时间基本指令： 0.08 sI/O 指令可以刷新欢迎下载精品学习资源应用指令： 1.5