基于PLC煤矿井上胶带机集控系统的设计.docx

《基于PLC煤矿井上胶带机集控系统的设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于PLC煤矿井上胶带机集控系统的设计.docx（9页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、基于PLC煤矿井上胶带机集控系统的设计ronggang导语：本文具体介绍了一种煤矿井上胶带机的自动监控系统。该系统利用西门子s7300型PLC控制核心，可与多种智能电子设备进展通讯，实现了煤矿胶带机系统的自动监控摘要：PLC控制技术已广泛应用于自动化控制的各个领域，本文具体介绍了一种煤矿井上胶带机的自动监控系统。该系统利用西门子s7300型PLC控制核心，可与多种智能电子设备进展通讯，实现了煤矿胶带机系统的自动监控。方案轻易实现，可靠性高。基于该方案的控制系统与原系统相比在性能和自动化程度上都得到大幅度提升，对相近系统有重要的参考价值。关键词：上位机;PLC;集控Abstract：ThePLC

2、controltechnologyhasbeenwidelyusedinthefieldsofautomatization,Akindofautomaticmonitoringsystemforbeltconveyorisdescribedindetail.InthesystemusesSiemenss7300PLCascentralizedcontrolcenter,whichcancommunicatewithvariousintelligentelectronicdevices,therefore，theautomaticmonitoringofbeltconveyorcanbeimpl

3、emented.Theschemehashighreliabilitvandiseasytocarryout.Thereisagreatadvanceofthenewautomationsysteminperformanceandautomatizationthantheformer.Ithasveryimportantreferencevaluetocorrelativesystem.KeyWords：Mastercomputer;PLC;Acquisitioncontrol随着计算机和控制技术的飞速开展，厂矿采用上位机和PLC集中监控已越来越普遍，技术也越来越先进。本文以河北单侯煤矿井上胶

4、带机集控系统为例，研究开发了一种基于PLC的煤矿井上胶带机监控系统，合适于当前工业企业对自动化的需要，目前实际投入运行，获得了很好的效果。2系统设计2.1系统大概情况单候矿井隶属于河北开滦矿业集团，位于河北省张家口市蔚县涌泉庄乡境内北方城村附近，是张市矿区中心地带，矿井地质储量313.74Mt，矿井可采储量177.08Mt，设计才能150万吨/年，矿井效劳年限81.4，于2006年10月正式投产。单候煤矿井上胶带机集控系统见图1可分为两局部：1，筛分车间系统;2，储煤及装车系统。其中，筛分车间系统包括图示的主井至筛分车间胶带输送机、矸石转载胶带输送机、矸石输送胶带机以及筛分车间内部所包含的六条

5、拣矸胶带输送机、三条刮板机等设备;其余胶带输送机均属于储煤及装车系统。在设计上，要求该系统可以实现就地控制与集中控制两种控制形式，集中控制可以分为联锁控制和单机控制等多种控制形式，可以供操纵者根据现场实际情况灵敏选用，确保在系统正常运行时操纵灵敏、易于维护，在系统出现故障或者通讯中断时本地可以就地控制确保皮带设备的正常运行，进步了系统的稳定性。2.2系统硬件局部整个系统从上往下可以分为两层：集中控制治理层和就地控制治理层。集中控制治理层由两台上位机和一台交换机组成。在系统运行中，两台上位机互为冗余，并通过交换机直接与现场设备互联，进而实现对现场设备的监控。align=center图1系统构造图

6、/align就地控制治理层由PLC，交换机和胶带保护装置组成。PLC是整个控制系统的核心，在本系统中，采用了西门子公司的S7-300。由于在实际中，储煤子系统和筛分子系统有互相的闭锁关系，因此，可将筛分子系统和储煤子系统构建一个DP网络系统的通讯原理图见图2。所以，本系统PLC均采用CPU315-2DP，在组网时，筛分子系统作为master站，储煤子系统作为slave站，并在筛分子系统PLC柜中增加以太网模块CP341，使得上位机通过交换机可以与现场级设备互连，进而实现集中控制。此外，胶带运输机沿线安装了跑偏、堆煤、拉线开关等多种保护装置，以便胶带运输机运行出现故障时，系统可以快速地作出反响。

7、align=center图2系统通讯原理图/align2.3系统软件局部本系统的软件局部主要由两局部组成：上位机的组态监控软件和现场PLC的编程软件。align=center图3系统软件运行界面图/align上位机的编程软件选用了Intellution的IFIX3.5，它具有以下特点。a.实时库显示：实时显示系统内所有实时点;b.实时遥控：选中画面上的控制开关，实时下发遥控命令;c.实时和历史曲线：可设定显示系统内所有记录的遥测点;d.实时和历史报警：报警分为重报警，中报警，轻报警;e.事件和报警记录查询：可按天查询事件和报警日志;f.事件和报警实时打印：有报警事件发生时，事件打印机实时打印。

8、上位机监控软件采用OPC方式与现场的PLC进展通讯，可以方便灵敏地获取现场机电设备及其保护设备的遥测遥信信息，实现远程控制。上位机的组态软件界面见图3。现场PLC的编程软件采用西门子公司的Step7，当PLC处于“RUN工作形式下时，除上电初始化外，其它程序都采取周而复始的循环扫描方式，称之为“PLC的扫描工作方式，其执行流程如图4所示。3系统关键技术3.1系统有关通讯程序的设计本系统主PLC控制柜筛分子系统PLC控制柜安装在现场的低压配电室内，由于与调度中心相距较远，而现场电磁干扰又比拟严重，为此，特采用以太网与光纤传输技术实现SIMATICs7300PLC与上位机人机界面的通讯。在主PLC

9、柜中装备了以太网模块CP341以及以太网转光纤的交换机。为了正确地传送和接收信息，必须有一套关于信息传输顺序、信息格式和信息内容等的约定，这一套约定称为规约或者协议。本系统在进展通讯程序设计时，采用模块化编程的设计思想，把程序分成假设干程序块，各程序块分别含有一些设备和任务的程序指令，每个功能区被分成不同的块进展编程，有利于多人同时编程，也有利于程序调试和故障的查找。系统中PLC需处理多种通讯协议，单独编制每种协议的处理程序，分别放在不同的功能模块FC中。在PLC的主程序块OB1中，通过调用语句，可依次执行这些协议的处理程序，实现与这些综保装置或者智能仪表进展通讯的目的。3.2DP网络的配置基

10、于筛分子系统和储煤子系统之间存在着闭锁关系，因此可将筛分子系统和储煤子系统组态成为一个DP网络。这样使得系统的逻辑关系更加明晰，同时系统具有了很好的扩展性，也在经济上节约了本钱。align=center图4系统流程图/align关于DP网络的配置，可参考西门子公司的有关手册。尤其应该留意以下几点。a.进展主从站配置时，应该首先配置从站，然后再配置主站;b.在组态Hardware时，主站和从站的Consistency均需要设置为All;c.编程时，主站的OB1中必须有OB1、OB82、OB86、OB100、OB121;d.由于在系统运行时，上位时机对PLC进展读和写操纵，因此在主站和从站的程序块

11、中还都要添加SFC14和SFC15功能块。3.3现场设备的闭锁控制为了弥补现场设备防误功能的缺陷，保障平安消费，应该对现场所有设备进展闭锁控制。本系统既有机械闭锁，又有逻辑闭锁，到达了“逆煤流依次启动设备，顺煤流依次停顿设备的要求。详细做法：机械闭锁：将逻辑上先启动设备的运行返回信号的常闭点串入后启动设备的二次控制回路中;逻辑闭锁：如流程图所示，将设备的运行返回信号作为执行下一条程序的先决条件。1通过利用大中型PLC如西门子S7-300可以与多种智能电子设备进展通讯，方便地实现了现场设备的监控。2该系统自2006年10月运行以来，维护量大大降低，大局部故障可以在电脑显示器上直接显示，减少了故障

12、查找环节。系统操纵简单，维护方便，进步系统平安性，降低运行费用，大大减少故障时间，进步经济效益。本文作者创新点：1.本文系统地阐述了以PLC为控制核心，构建一个集控系统的方法，基于该方案的控制系统与原系统相比在性能和自动化程度上都得到大幅度提升，对相近系统有重要的参考价值。2.对于集控系统中子系统的处理，通常做法是给各个子系统均配置以太网通讯模块，然后将每个子系统作为节点，组成环形网络。在本系统中，将逻辑上有闭锁关系的多个子系统视作网络中的一个节点，减少了以太网通讯模块，节约了本钱。对于同一节点下的多个子系统那么采用级联的方式配置成DP网络，大大减轻了网络的负担。3.本文给出了配置DP网络的具体方法和考前须知。在PLC程序设计中，本系统采用功能块化的方法，有利于系统的维护和晋级。参考文献：1耿文学.可编程控制器原理、使用及应用实例M.北京：电子工业出版社，19902刘敏.可编程控制器技术M.北京：机械工业出版社.19993刘宗仁.可编程控制器应用系统设计及通讯网络技术M.北京：人民邮电出版社，20034陈在平，赵相宾.可编程序控制器技术与应用系统设计M.北京：机械工业出版社.20025吴振纲，陈虎.PLC的人机接口与编程J.微计算机信息，2005，8-1：21-23