2022年矿井提升机控制系统毕业设计方案 .docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 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 行信号联络;组态设计使用现信号的联络;FX2N系列作为主掌握器,对井口、井底、机房信号台进 WINCC完成,能够实现上位监控功能;使用编程软件实采纳 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 P
2、LC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 0 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - Abstract Mine hoist is the important equipment of transportation, its the links that throughout the mine. The reliability and accuracy ofsignal system of mine hoist
3、is an important guarantee for the upgrading and safe transport. The completion of the design is 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
4、 engine room system. WINCC completed configuration design, to achieve the topmonitoring. The use of software programming signal contactPLC control not only improve the use of the signal transmission reliability and accuracy, but also has great flexibility and scalability. Without changing the system
5、 s hardware, only change the program of PLC will meet user s requirements.Effective solutionto the signal system of long-distance transmission and reliability issues. Keywords: signal system of mine hoist . ; PLC ; the top monitoring ; WINCC 1 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - -
6、- - - 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83第三章硬件设计3.1轨道开关设计88三相异步电动机3.2 变频器 83.3 3.4 编码器 133.5PLC 设计 153.5.1Quamtum PLC 选型 153.5.2 PLC 模块接线 203.5.3 主从站连接 223 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 264.1Concept2.5 简介 262
7、 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4.2编程步骤274.2.1 模块选型2736354.2.2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
8、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
9、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;5 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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、
10、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1.2.1 工艺及设计介绍PLC 集中掌握,实现各部分的信号联络;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;确定整体控 制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、控 制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 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
11、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;6 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图 1-1 设备配置示意图 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
12、、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
13、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 或爱护信号;它具有以下功能:PLC 输入端,经处理输出各种指令信号显示和保留: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
14、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8 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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
15、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 便,修理简洁 ,值得大力推广;1.2.2 功能,而且安全牢靠 ,操作方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
16、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
17、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,9 / 33 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 33 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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
18、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PLC,电流和电压的其次章掌握系
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