電氣工程及自動(dòng)化畢業(yè)論文---基于plc的皮帶集中控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　編號(hào)：（ ）字 號(hào)</p><p><b>　　本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　題目： 基于PLC的皮帶集中控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p>　　姓名： 學(xué)號(hào)： <

2、/p><p>　　班級(jí)： 電氣工程及其自動(dòng)化04-4班 </p><p><b>　　二〇〇八年六月</b></p><p><b>　　xx畢業(yè)論文任務(wù)書(shū)</b></p><p>　　學(xué)院 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院專(zhuān)業(yè)年級(jí) 學(xué)生姓名

3、 </p><p>　　任務(wù)下達(dá)日期： 2008 年 3 月 15 日</p><p>　　畢業(yè)論文日期： 2008 年 3 月 15 日至 2008 年 6 月 10 日</p><p>　　畢業(yè)論文題目：基于PLC的皮帶集中控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　畢業(yè)論文專(zhuān)題題

4、目：</b></p><p>　　畢業(yè)論文主要內(nèi)容和要求：</p><p>　　1 了解煤礦皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)行工藝；</p><p>　　2 針對(duì)某一煤礦皮帶運(yùn)輸?shù)膶?shí)際情況，設(shè)計(jì)一種基于PLC的皮帶集中控制系統(tǒng)；</p><p>　　3 用AUTOCAD繪制系統(tǒng)的相關(guān)圖紙；</p><p>　　4 用P

5、LC語(yǔ)言編制控制系統(tǒng)軟件；</p><p>　　5 翻譯電氣自動(dòng)化方面的專(zhuān)業(yè)英文資料約3000字。</p><p>　　院長(zhǎng)簽字： 指導(dǎo)教師簽字：</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　煤礦的運(yùn)輸系統(tǒng)對(duì)保證礦井正常生產(chǎn)起著非常重要的作用。為了保證煤礦運(yùn)輸系

6、統(tǒng)可靠安全運(yùn)行，對(duì)帶式輸送機(jī)進(jìn)行集中監(jiān)視和控制很必要。本文以新疆哈密煤礦主斜井及地面膠帶輸送機(jī)為背景，設(shè)計(jì)出了以PLC技術(shù)為核心的集中控制系統(tǒng)，提高了運(yùn)輸系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和控制水平。</p><p>　　文中首先介紹了本次設(shè)計(jì)的背景，然后設(shè)計(jì)了膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和應(yīng)具有的控制功能，參數(shù)的檢測(cè)和故障保護(hù)裝置，確定了各故障檢測(cè)傳感器的類(lèi)型及安裝位置。在此基礎(chǔ)上采用SIEMENS的S7-300系列PLC對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行硬

7、件和軟件設(shè)計(jì)，其中包括PLC的模塊配置及外部連線(xiàn)，梯形圖程序設(shè)計(jì)。最后提出PLC控制系統(tǒng)的主要干擾源，并設(shè)計(jì)了抗干擾的措施。</p><p>　　關(guān)鍵詞：膠帶輸送機(jī)； S7-300； 集中控制系統(tǒng)</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Coal transport system to ensure norma

8、l production of mine played a very important role. In order to guarantee coal mine safety and reliable operation of the transport system, the belt conveyor to focus on surveillance and control is necessary. In this paper

9、, the Xinjiang Hami Coal Mine inclined conveyor belt and the ground as the background, to design the PLC technology as the core of the centralized control system to improve the transport system of monitoring and control

10、level.</p><p>　　First introduced in the text of this design background, and then design a conveyor belt on the structure and control system should have the control, fault detection and parameters of the pro

11、tection device, identified the fault detection sensors and installation of the type of position. On this basis the use of SIEMENS S7-300 series PLC to the system hardware and software design, including the PLC module co

12、nfiguration and external connections, ladder program design. Finally, PLC control system </p><p>　　Keywords: Belt conveyor； S7-300； Centralized control system </p><p><b>　

13、　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p><b>　　1.1 概述1</b></p><p>　　1.2 膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)1</p><p>　　1.2.1 膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)的重要性1</p><p&g

14、t;　　1.2.2 集中控制系統(tǒng)的發(fā)展及存在的問(wèn)題2</p><p>　　1.3 本課題研究的主要內(nèi)容2</p><p>　　2 膠帶機(jī)集中控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.1 課題背景介紹4</p><p>　　2.2 膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.3 膠帶輸送機(jī)集

15、中控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6</p><p>　　2.4膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成7</p><p>　　2.4.1 膠帶輸送機(jī)7</p><p>　　2.4.2 參數(shù)檢測(cè)及故障保護(hù)裝置8</p><p>　　2.4.3 PLC簡(jiǎn)述14</p><p>　　2.4.4 人機(jī)界面HMI17</p>

16、<p>　　3 膠帶輸送機(jī)集控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)19</p><p>　　3.1 SIMATIC S7-300 PLC簡(jiǎn)介19</p><p>　　3.1.1 SIMATIC S7-300 PLC簡(jiǎn)介19</p><p>　　3.1.2 模塊安裝20</p><p>　　3.2 集控系統(tǒng)PLC的設(shè)計(jì)21</p>&

17、lt;p>　　3.2.1 CPU的選擇21</p><p>　　3.2.2數(shù)字量模塊選擇23</p><p>　　3.2.3模擬量模塊選擇25</p><p>　　3.2.4電源模塊的選擇26</p><p>　　3.3西門(mén)子ET200M與PROFIBUS-DP總線(xiàn)28</p><p>　　4 膠帶集中

18、控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)30</p><p>　　4.1 集中控制的流程圖30</p><p>　　4.2 系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)31</p><p>　　4.2.1 控制方式選擇31</p><p>　　4.2.2 模擬量的處理32</p><p>　　5 控制系統(tǒng)的抗干擾措施34</p><p>

19、　　5.1主要干擾源34</p><p>　　5.2抗干擾措施35</p><p><b>　　6 總結(jié)37</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn):38</b></p><p><b>　　附錄40</b></p><p><b&

20、gt;　　翻譯部分42</b></p><p><b>　　英文原文42</b></p><p><b>　　中文譯文54</b></p><p><b>　　致 謝64</b></p><p><b>　　1 緒論</b></

21、p><p><b>　　1.1 概述</b></p><p>　　煤炭運(yùn)輸是煤炭生產(chǎn)過(guò)程中不可缺少的一部分。礦井中，運(yùn)輸線(xiàn)路比較長(zhǎng)，巷道條件多種多樣，運(yùn)輸若不通暢，采掘工作或是其它的工作都無(wú)法進(jìn)行，整個(gè)煤炭生產(chǎn)系統(tǒng)將處于癱瘓狀態(tài)。礦井運(yùn)輸機(jī)械的類(lèi)型很多，按運(yùn)行方式不同，可分為連續(xù)運(yùn)行和往返運(yùn)行兩種。連續(xù)運(yùn)行式運(yùn)輸設(shè)備的特點(diǎn)是，一經(jīng)開(kāi)動(dòng)就不需操作而連續(xù)運(yùn)行。普通膠帶機(jī)、鋼繩

22、芯膠帶輸送機(jī)、鋼繩牽引膠帶輸送機(jī)等均屬于此類(lèi)運(yùn)輸設(shè)備。往返運(yùn)行式運(yùn)輸設(shè)備的特點(diǎn)是，在運(yùn)行區(qū)間，以一定的方式，作往返式周期性運(yùn)行，運(yùn)行中需要操作換向。機(jī)車(chē)運(yùn)輸及單繩牽引運(yùn)輸?shù)葘儆诖祟?lèi)運(yùn)輸設(shè)備。</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，礦井生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，運(yùn)輸系統(tǒng)也經(jīng)歷了不斷的變革和進(jìn)步，并以煤流運(yùn)輸?shù)倪B續(xù)化（輸送機(jī)化），設(shè)備大型化（使用長(zhǎng)運(yùn)距、大運(yùn)營(yíng)、高運(yùn)速、大功率輸送機(jī)）、自動(dòng)化、高可靠性與安全性能來(lái)保證

23、礦井的連續(xù)、高效生產(chǎn)。</p><p>　　礦井膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)，是由多條膠帶搭接或由煤倉(cāng)轉(zhuǎn)載形成的煤流運(yùn)輸系統(tǒng)，因此它內(nèi)部的基本運(yùn)輸單元就是單臺(tái)膠帶機(jī)。膠帶輸送機(jī)是選煤廣的主要運(yùn)輸設(shè)備，它可用于物料的水平或傾斜運(yùn)輸上。由于膠帶輸送機(jī)的輸送能力變化范圍大、運(yùn)輸距離長(zhǎng)、貨載和輸送機(jī)間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)阻力小等，因而具有適應(yīng)性強(qiáng)、工作平穩(wěn)可靠、動(dòng)力消耗小、機(jī)件磨損小、使用維修方便等優(yōu)點(diǎn)，在選煤廠中得到廣泛應(yīng)用。<

24、/p><p>　　1.2 膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)</p><p>　　1.2.1 膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)的重要性</p><p>　　礦井膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)是原煤運(yùn)輸?shù)奈ㄒ煌緩?，是礦井生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，因此它的安全高效運(yùn)行受到很大程度的重視。由于礦井膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)分布廣、信息分散以及控制要求高的特點(diǎn)，隨著礦井生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，以及技術(shù)水平的不斷提高，現(xiàn)代化礦井也需要現(xiàn)代化的管理

25、，因此對(duì)膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)的控制和管理提出了更高的要求。</p><p>　　以往對(duì)膠帶輸送機(jī)都采用人工就地分臺(tái)控制，即每臺(tái)輸送機(jī)的控制均由一名司機(jī)就地操作，這是一種最原始的控制方式。這種控制方式是直接操作輸送機(jī)的控制開(kāi)關(guān)，操作最簡(jiǎn)單，不增加任何的控制元器件，維護(hù)工作較少，但需要人員太多，并因每個(gè)司機(jī)的思想素質(zhì)和技術(shù)素質(zhì)不等常有以外事故發(fā)生，影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。而集中控制方式，是在整個(gè)運(yùn)輸線(xiàn)上新增一套集中控制裝置，在控

26、制室內(nèi)集中操縱機(jī)構(gòu)，由一名司機(jī)來(lái)完成操作。這不但節(jié)省了大量的司機(jī)人員，也為及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，縮短停產(chǎn)時(shí)間和綜合自動(dòng)化創(chuàng)造了條件。目前，已經(jīng)成為礦井膠帶運(yùn)輸?shù)闹饕刂品绞健?lt;/p><p>　　1.2.2 集中控制系統(tǒng)的發(fā)展及存在的問(wèn)題</p><p>　　在煤礦中，煤流的運(yùn)輸一般在幾百米到十幾公里之間，因此它的運(yùn)輸系統(tǒng)要有多臺(tái)膠帶輸送機(jī)、給煤機(jī)、煤倉(cāng)等構(gòu)成，協(xié)調(diào)配合完成長(zhǎng)距離運(yùn)輸任務(wù)。為保證運(yùn)

27、輸系統(tǒng)的安全可靠，提高運(yùn)輸效率，對(duì)其進(jìn)行完善的管理和監(jiān)控是現(xiàn)代礦井煤流運(yùn)輸迫切需要的一項(xiàng)技術(shù)。</p><p>　　隨著礦井功能和規(guī)模的不斷擴(kuò)大，計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、新的工業(yè)控制器技術(shù)等新技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)膠帶輸送機(jī)的集中控制系統(tǒng)也得到了飛速發(fā)展。從單臺(tái)控制系統(tǒng)到多臺(tái)的集中控制系統(tǒng)，有價(jià)格相對(duì)較貴的PLC構(gòu)成的系統(tǒng)和低廉的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。目前，雖然市場(chǎng)上有著各式各樣方案構(gòu)成的集控系統(tǒng)，但發(fā)展的方向是一致的，那就是朝

28、自動(dòng)化、智能化、信息化的方向發(fā)展。</p><p>　　皮帶機(jī)的綜合自動(dòng)化控制是整個(gè)礦井實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的重要組成部分。 目前對(duì)膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題有：</p><p>　　(1)在安全保護(hù)方面，為提高膠帶輸送機(jī)運(yùn)行的可靠性，安全性，減少故障，提高效率，多種檢測(cè)方法已應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)、液力偶合器、減速器和膠帶運(yùn)行系統(tǒng)故障檢測(cè)，但是這些系統(tǒng)是相互獨(dú)立的。</p>

29、<p>　　(2)故障檢測(cè)系統(tǒng)誤報(bào)率高。誤報(bào)將造成膠帶輸送機(jī)不應(yīng)有的停機(jī)，使全礦井停產(chǎn)，對(duì)礦井生產(chǎn)造成極大影響。</p><p>　　(3)皮帶機(jī)的控制、運(yùn)行、保護(hù)等信息不能較好的與礦井其他控制系統(tǒng)共享，不能與整個(gè)礦井信息系統(tǒng)的集成。視頻監(jiān)視系統(tǒng)不規(guī)范，沒(méi)有語(yǔ)音通訊功能，不能實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。</p><p>　　1.3 本課題研究的主要內(nèi)容</p><p&g

30、t;　　礦井生產(chǎn)自動(dòng)化已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，如何更好的實(shí)現(xiàn)礦井運(yùn)輸系統(tǒng)的集中安全控制管理是現(xiàn)在迫切解決的問(wèn)題。而皮帶機(jī)集中控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)皮帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)的遙測(cè)、遙信、遙控，提高生產(chǎn)效率、降低事故率，減少故障處理時(shí)間、減少現(xiàn)場(chǎng)操作人員、提高經(jīng)濟(jì)效益。本論文正是以此為目的，以新疆哈密煤礦主斜井與地面膠帶輸送機(jī)為背景，設(shè)計(jì)一種基于PLC的運(yùn)輸皮帶和給煤機(jī)的集中控制系統(tǒng)。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)主要內(nèi)容如下：<

31、;/p><p>　　(1)對(duì)膠帶運(yùn)輸控制系統(tǒng)概述。</p><p>　　(2)以哈密煤礦主斜井與地面膠帶輸送機(jī)為背景，概述膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)的功能，設(shè)計(jì)其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，討論要監(jiān)控的故障對(duì)象、傳感器配置及對(duì)故障的處理措施。 </p><p>　　(3)膠帶集控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，進(jìn)行S7-300 PLC模塊選型和外部連線(xiàn)設(shè)計(jì)。為了使集控系統(tǒng)更加完善，實(shí)現(xiàn)控制的可觀化、清晰化，

32、加入了觸摸屏設(shè)計(jì)。它可以實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)的運(yùn)行情況和各種故障情況，進(jìn)行及時(shí)的報(bào)警顯示和記錄。</p><p>　　(4)進(jìn)行系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。</p><p>　　(5)最后分析控制系統(tǒng)產(chǎn)生干擾的原因，提出對(duì)應(yīng)抗干擾措施。</p><p>　　(6)完成中英文翻譯。</p><p>　　2 膠帶機(jī)集中控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)</p&g

33、t;<p>　　2.1 課題背景介紹</p><p>　　新疆哈密煤礦是年產(chǎn)200萬(wàn)噸的中型煤礦，采用帶式運(yùn)輸機(jī)作為主要運(yùn)輸方式，其主運(yùn)輸系統(tǒng)包括主提升帶式輸送機(jī)、走廊帶式輸送機(jī)、振動(dòng)篩、中煤塊帶式輸送機(jī)、大煤塊帶式輸送機(jī)、過(guò)橋帶式輸送機(jī)和末煤刮板輸送機(jī)、煤倉(cāng)等。各條皮帶機(jī)都由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，正常運(yùn)行速度為2m/s，其中振動(dòng)篩為雙層的，每條皮帶機(jī)均設(shè)置跑偏、堆煤、煙霧、拉線(xiàn)急停、打滑、縱撕等保護(hù)。其

34、工藝流程圖如圖2.1所示。其中箭頭指示煤流方向。</p><p>　　圖2.1 運(yùn)輸工藝流程圖</p><p>　　如圖所示，煤炭從井底煤倉(cāng)經(jīng)給煤機(jī)運(yùn)到主提升皮帶，通過(guò)主斜井中的主提升皮帶運(yùn)至地面，經(jīng)地面的走廊皮帶輸送機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)到振動(dòng)篩，振動(dòng)篩為雙層的，經(jīng)篩分后分成大塊煤、中塊煤和末煤三種。大塊煤經(jīng)大塊皮帶到大塊煤倉(cāng)，中塊煤經(jīng)中塊皮帶運(yùn)到中塊煤倉(cāng)，而末煤先通過(guò)過(guò)橋皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)，再利用過(guò)橋皮帶機(jī)尾的

35、分煤擋板分到兩條末煤刮板輸送機(jī)上，運(yùn)輸?shù)礁髯缘拿簜}(cāng)，其分煤擋板是固定的。</p><p>　　本礦井皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)控制采用繼電器控制，可靠性差、體積大、故障率高、勞動(dòng)強(qiáng)度較大。其控制方式有兩種：集中手動(dòng)控制和就地控制，沒(méi)有集中自動(dòng)控制，所有的控制都由人來(lái)操作。集中控制室設(shè)在選煤樓振動(dòng)篩的附近，由控制柜、操作臺(tái)和觸摸屏組成。皮帶機(jī)的控制通過(guò)操作臺(tái)上對(duì)應(yīng)的啟停按鈕集中控制，觸摸屏實(shí)時(shí)顯示皮帶的運(yùn)行狀態(tài)和故障狀態(tài)集、故障

36、位置。各皮帶機(jī)的機(jī)頭或機(jī)尾都設(shè)置就地控制箱，在檢修或特殊情況下進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的就地啟?？刂啤ＦО茨婷毫鲉?dòng)，順煤流停車(chē)。啟動(dòng)順序?yàn)椋耗┟汗伟鍣C(jī)、過(guò)橋皮帶、大小塊皮帶、振動(dòng)篩、走廊皮帶、主提升皮帶、給煤機(jī)；停止順序與此相反。每一條皮帶安排一人專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)巡視，勞動(dòng)量大、效率低。</p><p>　　2.2 膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)</p><p>　　本膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)具有的功能如下所

37、述：</p><p>　　1) 本系統(tǒng)有集控、就地、檢修三種工作模式。一般系統(tǒng)運(yùn)行在集控工作模式下，當(dāng)組成生產(chǎn)流水線(xiàn)時(shí)，本機(jī)根據(jù)前后閉鎖關(guān)系自動(dòng)啟停，同時(shí)檢測(cè)各檢測(cè)保護(hù)設(shè)備的狀況；運(yùn)行就地工作模式時(shí)，操作員手動(dòng)操作按鈕啟動(dòng)/停止膠帶機(jī)，但所有保護(hù)設(shè)備均投入使用；運(yùn)行檢修工作模式時(shí)，操作員手動(dòng)啟動(dòng)/停止膠帶，保護(hù)設(shè)備可有選擇性的投入使用，在檢修模式下，我們使膠帶低速運(yùn)行。工作方式的改變，只有在膠帶輸送機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行，

38、膠帶輸送機(jī)運(yùn)作時(shí)，不能改變其工作方式；</p><p>　　2) 程序設(shè)計(jì)中，報(bào)警停車(chē)等故障信號(hào)自動(dòng)保持，即一旦發(fā)出故障信號(hào)，即使經(jīng)維修后信號(hào)消失，計(jì)算機(jī)內(nèi)仍保留信號(hào)故障狀態(tài)，這時(shí)復(fù)位指令可以清除故障保持信號(hào)；</p><p>　　3）皮帶輸送機(jī)按照逆煤流啟動(dòng)，順煤流延時(shí)停車(chē)，并具有閉鎖功能；</p><p>　　4) 系統(tǒng)具有膠帶機(jī)低速打滑、機(jī)頭堆煤、超溫灑水、煙

39、霧、滾筒超溫、沿線(xiàn)急停和跑偏等多種保護(hù)。下面簡(jiǎn)單介紹它們信號(hào)發(fā)生后的動(dòng)作情況：</p><p>　　a.拉線(xiàn)開(kāi)關(guān)：信號(hào)發(fā)出后馬上發(fā)出急停指令，系統(tǒng)可以識(shí)別哪個(gè)急停開(kāi)關(guān)動(dòng)作，發(fā)出拉線(xiàn)開(kāi)關(guān)聲光報(bào)警。</p><p>　　b.堆煤：信號(hào)發(fā)出后，執(zhí)行堆煤聲光報(bào)警指令和急停指令。</p><p>　　c.跑偏：信號(hào)發(fā)出后，執(zhí)行跑偏聲光報(bào)警指令，此為一級(jí)動(dòng)作，當(dāng)報(bào)警時(shí)間超出一定

40、時(shí)間段時(shí)，同時(shí)再執(zhí)行急停指令，此為二級(jí)動(dòng)作。</p><p>　　d.打滑；信號(hào)發(fā)出后，執(zhí)行打滑聲光報(bào)警指令, 再執(zhí)行急停指令。</p><p>　　e.超速：信號(hào)發(fā)出后，執(zhí)行超速聲光報(bào)警和急停指令。</p><p>　　f.斷帶：信號(hào)發(fā)出后，執(zhí)行斷帶聲光報(bào)警和急停指令。</p><p>　　g.縱撕：信號(hào)發(fā)出后，執(zhí)行縱撕聲光報(bào)警和急停指令。

41、</p><p>　　h.滾筒超溫：信號(hào)發(fā)出后，執(zhí)行滾筒超溫聲光報(bào)警、灑水指令和急停指令。</p><p>　　i.煙霧：信號(hào)發(fā)出后，執(zhí)行煙霧聲光報(bào)警、灑水指令和急停指令。</p><p>　　5) 對(duì)設(shè)備故障和工藝參數(shù)的異常實(shí)時(shí)報(bào)警，并進(jìn)行聲光提示，系統(tǒng)狀態(tài)對(duì)位顯示，更便于維護(hù)。</p><p>　　6) 可與工業(yè)電視系統(tǒng)配合，實(shí)時(shí)監(jiān)視皮帶

42、機(jī)重點(diǎn)部位運(yùn)行情況，以確保人員及設(shè)備的安全；具有喊話(huà)、打點(diǎn)通訊功能，基本實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。</p><p>　　7) 膠帶運(yùn)輸機(jī)就地控制箱上設(shè)啟停、起動(dòng)預(yù)警按鈕，設(shè)備啟動(dòng)前發(fā)出預(yù)警信號(hào)，提示有關(guān)人員應(yīng)立即遠(yuǎn)離設(shè)備；現(xiàn)場(chǎng)可隨時(shí)停車(chē)，若設(shè)備由集控啟動(dòng)，控制系統(tǒng)接到現(xiàn)場(chǎng)停車(chē)信號(hào)后，可作急停處理，實(shí)施故障停車(chē)操作。</p><p>　　8）具有聯(lián)網(wǎng)功能，能與全礦井自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)可靠的聯(lián)接、實(shí)現(xiàn)全局監(jiān)控

43、。</p><p>　　2.3 膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　本次設(shè)計(jì)中需要集中控制的皮帶共有7條，各條皮帶分布較廣，現(xiàn)場(chǎng)控制點(diǎn)分散，并且現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境比較惡劣。所以，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，組成主從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。根據(jù)工藝流程劃分，系統(tǒng)以PLC為控制主站，以每條皮帶就地箱配備的遠(yuǎn)程I/O ET200M為從站，共設(shè)7個(gè)從站，這樣就節(jié)約了大量電纜等材料。本

44、系統(tǒng)由集中控制臺(tái)、PLC控制柜、觸摸屏、就地箱、各種保護(hù)傳感器及執(zhí)行器組成。完成一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)多條皮帶多個(gè)設(shè)備全過(guò)程的控制、監(jiān)測(cè)，構(gòu)成一個(gè)完善的集中控制系統(tǒng)。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2.2所示。</p><p>　　圖2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　以SIEMENS公司S7-300系列PLC作為核心控制器件，具有防潮、抗干擾能力強(qiáng)、易擴(kuò)展，基本免維護(hù)，實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通信，以循環(huán)掃描的方式，檢測(cè)傳

45、感器及被控設(shè)備的信號(hào)，發(fā)出程序指令，完成對(duì)皮帶機(jī)的集中監(jiān)控，使各個(gè)皮帶協(xié)調(diào)完成工作。PLC控制柜內(nèi)部由S7-300 PLC模塊、接線(xiàn)端子、電源模塊、變壓器及各種模塊組成；集中控制臺(tái)和觸摸屏是人機(jī)的交流界面，控制臺(tái)面板上有各條皮帶機(jī)的起?？刂瓢粹o，總啟、總停按鈕，起車(chē)預(yù)警按鈕、集控/就地/檢修工作方式的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，系統(tǒng)緊急停車(chē)按鈕；觸摸屏則詳細(xì)顯示各條皮帶及給煤機(jī)運(yùn)行情況，同時(shí)也顯示出所有皮帶上的各種保護(hù)傳感器的動(dòng)作情況、故障位置等。就地控

46、制箱上有控制皮帶的啟動(dòng)、停止按鈕，急停按鈕，內(nèi)部配SIMATIC ET200M遠(yuǎn)程I/O，完成現(xiàn)場(chǎng)皮帶的數(shù)據(jù)采集和控制。每個(gè)遠(yuǎn)程I/O站可以處理256個(gè)開(kāi)關(guān)量或64個(gè)模擬量，它與CPU的通信速率最高可達(dá)12Mbps，通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)1200米。ET200M 遠(yuǎn)程單元通過(guò)IM153-2總線(xiàn)接口模塊連接到PROFIBUS總線(xiàn)上。</p><p>　　2.4膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成</p><

47、p>　　膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)主要由PLC、人機(jī)界面等組成，它主要控制膠帶輸送機(jī)、各種參數(shù)檢測(cè)和故障保護(hù)裝置，將各種信息在觸摸屏上集中顯示。下面我們對(duì)集控系統(tǒng)各部分進(jìn)行詳細(xì)的介紹。</p><p>　　2.4.1 膠帶輸送機(jī)</p><p>　　帶式輸送機(jī)是以膠帶作為牽引機(jī)構(gòu)和承載機(jī)構(gòu)的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械，又稱(chēng)為膠帶輸送機(jī)，它在礦山的物料運(yùn)輸，特別是煤的輸送方面得到了廣泛應(yīng)用。帶式輸送機(jī)主

48、要由以下幾種主要部件組成：傳動(dòng)裝置、膠帶、機(jī)架、滾筒、托輥、拉緊裝置、清掃器、裝料和卸料裝置等。</p><p>　　膠帶輸送機(jī)的基木結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2.3所示。膠帶1繞過(guò)傳動(dòng)滾筒2及尾部滾筒3形成無(wú)級(jí)循環(huán)的牽引機(jī)構(gòu)，在滾筒2和3之間的機(jī)架上按一定距離安裝著托輥4和5，用來(lái)支承載有物料的膠帶段(重段)和回空的膠帶段(空段)，傳動(dòng)滾筒由電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器帶動(dòng)，膠帶與滾筒之間的摩擦力使膠帶移動(dòng)，這時(shí)，由給料漏斗7(裝載裝置)加

49、到膠帶上的物料就和膠帶一起移動(dòng)。當(dāng)膠帶繞過(guò)傳動(dòng)滾筒時(shí)，物料就在重力和離心力的作用下卸到排料漏斗8(卸料裝置)中。小車(chē)和系在它上面的重物是膠帶輸送機(jī)的拉緊裝置，它的作用是通過(guò)安裝在小車(chē)上的尾部滾筒使膠帶處于張緊的狀態(tài)。這樣，膠帶在兩托輥之間懸垂度不致過(guò)大，而傳動(dòng)滾筒也能有足夠的牽引力傳送給膠帶。</p><p>　　膠帶是經(jīng)主動(dòng)滾筒和機(jī)尾改向滾筒形成一個(gè)無(wú)極環(huán)行帶。它上下的兩股膠帶分別由上下的托輥來(lái)支承。膠帶機(jī)的傳

50、動(dòng)裝置一般位于輸送帶的頭部、中部或是尾部，它是帶式輸送機(jī)的重要組成部分。傳動(dòng)裝置一般由驅(qū)動(dòng)裝置和傳動(dòng)滾筒組成。驅(qū)動(dòng)裝置一般采用電動(dòng)機(jī)、液力偶合器、減速器及制動(dòng)輪、傳動(dòng)滾筒組成。</p><p>　　輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)有單滾筒驅(qū)動(dòng)和多滾筒驅(qū)動(dòng)，一般常采用單滾筒驅(qū)動(dòng)，功率大時(shí)可采用多滾筒驅(qū)動(dòng)。多滾筒驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)就是能夠傳遞較大的功率，帶動(dòng)較大的負(fù)載，并能降低輸送帶的張力；其缺點(diǎn)就是可能會(huì)出現(xiàn)功率不平衡問(wèn)題，從而增加了電動(dòng)機(jī)的

51、備用功率。本項(xiàng)目的膠帶輸送機(jī)都采用一臺(tái)電機(jī)的單滾筒驅(qū)動(dòng)。</p><p>　　膠帶輸送機(jī)向上運(yùn)輸物料的傾角不能過(guò)大，運(yùn)輸煤炭時(shí)的傾角一般為18O—2lO。向下運(yùn)輸?shù)膬A角一般在150以下。超過(guò)這些數(shù)值，運(yùn)輸物料和膠帶之間就會(huì)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使物料下滑。因此，在輸送同樣高度條件下，膠帶輸送機(jī)所需廠房面積或成長(zhǎng)度較大。</p><p>　　2.4.2 參數(shù)檢測(cè)及故障保護(hù)裝置</p>&

52、lt;p>　　為了能實(shí)時(shí)的掌握帶式輸送機(jī)的運(yùn)行狀況，需要對(duì)其一些參數(shù)如速度、滾筒溫度等進(jìn)行檢測(cè)。帶式輸送機(jī)在輸送過(guò)程中也難免出現(xiàn)一些故障，如果這些故障處理不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致更大的事故，對(duì)生產(chǎn)造成重大損失。所以，對(duì)帶式輸送機(jī)的參數(shù)檢測(cè)和采取相關(guān)保護(hù)措施是必須的。下面簡(jiǎn)要介紹一下帶式輸送機(jī)出現(xiàn)的一些常見(jiàn)故障及其參數(shù)的檢測(cè)。 </p><p><b>　　1、跑偏</b></p>

53、<p>　　近年來(lái)，帶式輸送機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中最常見(jiàn)的故障是運(yùn)輸機(jī)跑偏，如果處理不及時(shí)，因輸送帶邊緣與托輥或機(jī)架劇烈摩擦，很快會(huì)把輸送帶邊上的保護(hù)層磨掉，使帶芯受潮濕大氣的侵蝕而迅速損壞，也可能扯壞輸送帶，造成斷帶事故；另外，皮帶嚴(yán)重跑偏時(shí)也會(huì)導(dǎo)致向外撒煤，造成浪費(fèi)。因此，防護(hù)輸送帶跑偏是帶式運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行保護(hù)中的重要問(wèn)題。</p><p>　　膠帶輸送機(jī)跑偏的根本原因是輸送帶在運(yùn)行過(guò)程中，橫向受力不平衡。主要有

54、以下幾種原因：(1)安裝質(zhì)量原因：a機(jī)架、滾筒沒(méi)有調(diào)整平直；b托輥軸線(xiàn)與輸送帶中心線(xiàn)不垂直；c機(jī)架與地面連接強(qiáng)度不夠，機(jī)架不穩(wěn)定；d導(dǎo)料槽和卸料槽的導(dǎo)料擋板安裝位置不當(dāng)，受力不均。(2)輸送帶質(zhì)量原因：a輸送帶接頭與中心線(xiàn)不直；b輸送帶帶邊呈“S”型。(3)裝載質(zhì)量原因：裝載點(diǎn)不在輸送帶中央。(4)維護(hù)質(zhì)量原因：滾筒清掃不干凈，造成直徑不等。</p><p>　　目前，對(duì)運(yùn)輸機(jī)跑偏的解決辦法主要有兩種：(1)通過(guò)

55、人工調(diào)整滾筒或托輥進(jìn)行調(diào)偏；(2)使用回轉(zhuǎn)式槽型調(diào)偏托輥（上膠帶裝）或平行調(diào)偏托輥（下膠帶裝）進(jìn)行自動(dòng)調(diào)偏。為實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，多數(shù)都使用能自動(dòng)調(diào)偏的托輥。 </p><p>　　為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)運(yùn)輸皮帶是否跑偏，一般在機(jī)頭、機(jī)中和機(jī)尾皮帶最容易跑偏的地方分別安裝一對(duì)防跑偏保護(hù)裝置。本設(shè)計(jì)中采用煤炭科學(xué)總院常州自動(dòng)化研究所的KG1007A-2型膠帶二級(jí)防跑偏開(kāi)關(guān)，其跑偏信號(hào)通過(guò)接入臨近拉線(xiàn)急停開(kāi)關(guān)傳輸。在皮帶正常工作時(shí)，跑

56、偏開(kāi)關(guān)的探桿在豎直位置。當(dāng)皮帶跑偏時(shí)，皮帶碰到跑偏開(kāi)關(guān)的探桿，并帶動(dòng)探桿軸轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)與探桿固定在一軸上的凸輪也同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，撥動(dòng)跑偏開(kāi)關(guān)的微動(dòng)開(kāi)關(guān)發(fā)出跑偏信號(hào)。</p><p>　　圖2.4 跑偏開(kāi)關(guān) 圖2.5 速度傳感器</p><p>　　KG1007A-2型膠帶防跑偏開(kāi)關(guān)為本質(zhì)安全型電氣設(shè)備，使用于煤礦有瓦斯、礦塵爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境。它體積比較小、重量輕、

57、密封性能好；觸點(diǎn)動(dòng)作后還留有較大的探桿轉(zhuǎn)動(dòng)緩沖角，探桿上裝有尼龍滾動(dòng)護(hù)套，避免探桿和膠帶之間的磨擦，使本身不易損壞，輸出開(kāi)關(guān)量信號(hào)。它的轉(zhuǎn)動(dòng)角度可以通過(guò)改變微調(diào)開(kāi)關(guān)的位置來(lái)改變。在此設(shè)計(jì)中，我們要求跑偏信號(hào)發(fā)出傳送給PLC，一級(jí)跑偏時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警；二級(jí)跑偏時(shí)PLC發(fā)出急停指令，語(yǔ)音報(bào)警，同時(shí)觸摸屏故障位置指示燈亮并啟動(dòng)急停報(bào)警。</p><p>　　KG1007A－2型防跑偏開(kāi)關(guān)技術(shù)參數(shù)如下所示：</p&g

58、t;<p>　　膠帶跑偏開(kāi)關(guān)型號(hào): KG1007A－2型 外殼防護(hù)等級(jí): IP54 觸點(diǎn)容量 AC380V、DC220V，5A，煤礦井下使用時(shí)必須和本質(zhì)安全型電路連接 探桿動(dòng)作轉(zhuǎn)動(dòng)最大角度: 大于70°，雙向轉(zhuǎn)動(dòng) 觸點(diǎn)動(dòng)作時(shí)探桿轉(zhuǎn)動(dòng)角度: 25°（一級(jí)） 40°（二級(jí)） 引入電纜外徑: 6～12mm,兩個(gè)出線(xiàn)口 重量: 2kg</p><p><b&

59、gt;　　2、速度檢測(cè)</b></p><p>　　檢測(cè)膠帶打滑、超速和斷帶故障，均需要知道膠帶的運(yùn)行速度，因此我們給每條皮帶設(shè)置一個(gè)速度傳感器來(lái)檢測(cè)膠帶的速度。本設(shè)計(jì)中，我們選用常州聯(lián)力的KJ5007A型速度傳感器，輸出頻率信號(hào)，幅值5V，頻率f=200V(V為膠帶速度值)，輸出電流信號(hào)4～20mA。其工作原理是：帶式輸送機(jī)運(yùn)行時(shí)，速度檢測(cè)傳感器由緊貼膠帶的滾輪帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)（帶有齒槽）在光電傳感器凹槽內(nèi)

60、轉(zhuǎn)動(dòng)，光電傳感器光路通斷受齒槽控制，輸出相應(yīng)的方波頻率信號(hào)，頻率信號(hào)經(jīng)整形放大后，再經(jīng)頻率/電壓、電壓/電流變換后輸出4～20mA的電流信號(hào)。</p><p>　　圖2.6 速度檢測(cè)傳感器部分電路方框圖</p><p><b>　　3、打滑</b></p><p>　　驅(qū)動(dòng)滾筒打滑的原因是滾筒的摩擦牽引力降低、超載或帶子被卡住。摩擦牽引力降低

61、的原因是輸送帶或滾筒沾泥水、輸送帶張力下降。采用自動(dòng)調(diào)整的拉緊裝置是防止驅(qū)動(dòng)滾筒打滑的有效方法。滾筒持續(xù)打滑得不到糾正，則會(huì)招致輸送帶著火，引起重大火災(zāi)事故。采用阻燃輸送帶，驅(qū)動(dòng)滾筒持續(xù)打滑也會(huì)冒煙污染空氣。因此設(shè)置打滑保護(hù)裝置，自動(dòng)監(jiān)視調(diào)整或停止。</p><p>　　在此設(shè)計(jì)中我們沒(méi)有選用專(zhuān)門(mén)的打滑檢測(cè)傳感器，是通過(guò)檢測(cè)膠帶的速度，把膠帶速度和滾筒速度做比較來(lái)實(shí)現(xiàn)的。理論上我們是將膠帶的實(shí)際運(yùn)行速度與滾筒實(shí)際

62、速度作比較，但是實(shí)際上，在滾筒速度不容易獲取的情況下，我們可讓膠帶實(shí)際速度與滾筒的額定轉(zhuǎn)速比較，監(jiān)測(cè)傳動(dòng)滾筒和輸送帶之間的線(xiàn)速度之差，當(dāng)檢測(cè)到輸送機(jī)速度滑差率大于或等于8%時(shí)，立即發(fā)出聲光報(bào)警：當(dāng)測(cè)得輸送機(jī)速度滑差率大于或等于8%和運(yùn)行時(shí)間大于或等于20秒時(shí)使帶式輸送機(jī)與給煤機(jī)緊急停車(chē)，并發(fā)出聲光報(bào)警；或當(dāng)測(cè)得輸送機(jī)速度滑差率大于或等于12%和運(yùn)行時(shí)間大于或等于5秒時(shí)使帶式輸送機(jī)與給煤機(jī)緊急停車(chē)，并發(fā)出聲光報(bào)警。</p>

63、<p><b>　　4、超速</b></p><p>　　當(dāng)膠帶負(fù)載忽然變輕或是膠帶忽然斷帶時(shí)，膠帶運(yùn)行速度會(huì)馬上升高。膠帶一般正常運(yùn)行速度是2m/s，如果速度太高，會(huì)對(duì)膠帶旁邊的礦工造成危險(xiǎn)；同時(shí)若膠帶旁邊有鋒銳的物體，可能會(huì)掛破膠帶，造成重大事故。同上，我們?cè)诖嗽O(shè)計(jì)中沒(méi)有采用專(zhuān)門(mén)的超速傳感器，通過(guò)膠帶速度與設(shè)定值的比較，判定膠帶是否超速運(yùn)行。當(dāng)膠帶速度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)帶速的105%時(shí)，

64、發(fā)出聲光報(bào)警并命令皮帶緊急停車(chē)，這里標(biāo)準(zhǔn)帶速為2m/s。</p><p><b>　　5、斷帶</b></p><p>　　從大量的斷帶事故分析可知，帶式輸送機(jī)斷帶原因大概有以下幾種:</p><p>　　(1)齒輪減速器損壞，液力耦合器噴液或電動(dòng)機(jī)逆轉(zhuǎn)；</p><p>　　(2)輸送帶接頭質(zhì)量問(wèn)題；</p>

65、;<p>　　(3)運(yùn)輸中因其他東西卷入而引起運(yùn)輸載荷突然增加；</p><p>　　(4)啟動(dòng)和停車(chē)時(shí)應(yīng)力變化大；</p><p>　　(5)輸送帶自身質(zhì)量不過(guò)關(guān)，輸送帶服務(wù)年限過(guò)長(zhǎng)，輸送帶長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)輸，日常維護(hù)不到位；</p><p>　　(6)物料分配不均，輸送帶跑偏。</p><p>　　為了防止由這些原因引起的斷帶

66、事故，除了進(jìn)行人為的檢修和維護(hù)外，在輸送機(jī)沿線(xiàn)上布置斷帶保護(hù)裝置尤為重要。因?yàn)樗梢员苊馔话l(fā)事故，隨時(shí)處于待命狀態(tài)。在滾筒實(shí)際轉(zhuǎn)速不能確定的情況下，我們通過(guò)檢測(cè)膠帶線(xiàn)速度與滾筒額定線(xiàn)速度差確定是否斷帶，當(dāng)差值大于設(shè)定值時(shí)，發(fā)出斷帶信號(hào)，命令皮帶緊急停車(chē)，同時(shí)停給煤機(jī)，并發(fā)出聲光報(bào)警。</p><p><b>　　6、堆煤傳感器</b></p><p>　　當(dāng)煤倉(cāng)內(nèi)有大

67、煤塊塞住煤倉(cāng)漏口時(shí)，會(huì)使煤流阻在煤倉(cāng)內(nèi)，無(wú)法向膠帶投放。由于煤倉(cāng)特別大，如果沒(méi)有人及時(shí)發(fā)現(xiàn)煤倉(cāng)堆煤，煤在煤倉(cāng)內(nèi)會(huì)越堆越多，最后會(huì)迫使使用大量人力物力來(lái)挖除煤倉(cāng)內(nèi)阻塞的大量煤，同時(shí)將運(yùn)輸系統(tǒng)全部停下。這樣不僅浪費(fèi)時(shí)間降低工作效率，同時(shí)也費(fèi)用大量人力物力，提高煤的生產(chǎn)成本。因此加入堆煤傳感器，及時(shí)報(bào)警危險(xiǎn)煤位，處理煤倉(cāng)內(nèi)阻塞的煤。</p><p>　　此設(shè)計(jì)中我們采用常州自動(dòng)化研究所的物料探測(cè)傳感器。KG1006系列

68、物料探測(cè)傳感器包括KG1006A型和KG1006C型，適用于煤炭、冶金、化工、建材的功能行業(yè)惡劣環(huán)境，主要用途是監(jiān)測(cè)料倉(cāng)物料高度；檢測(cè)輸送機(jī)溜槽阻塞或轉(zhuǎn)載點(diǎn)堆積。傳感器可以延時(shí)動(dòng)作，延時(shí)時(shí)間可調(diào)，避免由于大塊物料撞擊引起誤動(dòng)作。這里我們選用KG1006A型，輸出觸點(diǎn)容量是AC220V，1A，電阻性負(fù)載；延時(shí)時(shí)間0.4～60s可調(diào)，瞬間復(fù)位，輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)。</p><p>　　堆煤傳感器一般安裝在機(jī)頭下方適當(dāng)?shù)奈恢?/p>

69、，且不易碰壞或被水和煤塵污染的地方。應(yīng)保證正常煤流時(shí)不誤動(dòng)作，機(jī)器振動(dòng)不誤動(dòng)作，不因滴水或煤塵集聚而誤動(dòng)作，大塊煤矸石碰撞后不能使其損壞。</p><p><b>　　7、煙霧檢測(cè)傳感器</b></p><p>　　由于打滑摩擦等原因，膠帶機(jī)滾筒升高到一定溫度時(shí)，會(huì)使膠帶燃著，因此我們?cè)跐L筒處設(shè)置煙霧傳感器，當(dāng)煙霧濃度大于一定值時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。煙霧傳感器可分為離子感

70、煙式和光電感煙式兩類(lèi)，但不管是離子式還是光電式的，都有一個(gè)共同的特點(diǎn)，即機(jī)電一體化。目前，煙霧傳感器大都采用金屬镅的離子式探測(cè)器，由不銹鋼的外殼構(gòu)成。</p><p>　　本設(shè)計(jì)我們采用常州自動(dòng)化研究所的KGN1-1型煙霧傳感器，它為礦用本質(zhì)安全型，用于監(jiān)測(cè)煤礦井下因機(jī)械磨擦、電纜發(fā)熱、煤層自然等原因引起的火災(zāi)事故，輸出0/5mA的開(kāi)關(guān)量信號(hào)，紅色LED電源指示，報(bào)警時(shí)閃爍，頻率1Hz. 當(dāng)檢測(cè)到煙霧濃度超過(guò)設(shè)定

71、值時(shí)，發(fā)出灑水指令，啟動(dòng)灑水裝置對(duì)主滾筒進(jìn)行降溫滅火，并進(jìn)行聲光報(bào)警。</p><p>　　煙霧傳感器應(yīng)懸掛在輸送機(jī)頭風(fēng)流方向后2-3米處，以保證主滾筒因摩擦產(chǎn)生煙霧時(shí)立即起作用。若風(fēng)速超過(guò)5m/s時(shí)應(yīng)安裝防風(fēng)罩，根據(jù)實(shí)際情況而定。為保證煙霧傳感器正常工作，必須對(duì)其定期打掃和清洗。</p><p><b>　　8、拉線(xiàn)急停開(kāi)關(guān)</b></p><p

72、>　　在皮帶輸送機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，總有一些無(wú)法監(jiān)測(cè)到而又非常惡劣的事情發(fā)生，當(dāng)遇到這種緊急情況時(shí)，可以采用手動(dòng)的拉線(xiàn)急停開(kāi)關(guān)，使輸送帶緊急停車(chē)，避免發(fā)生重大事故。我們采用常州自動(dòng)化研究所的KG9001A-C型編碼式拉繩急停閉鎖開(kāi)關(guān)，可用作輸送機(jī)沿線(xiàn)電纜接線(xiàn)盒，并具有故障位置識(shí)別電路，識(shí)別各種不同故障及故障發(fā)生的地點(diǎn)。沿輸送機(jī)長(zhǎng)度方向配置的跑偏、縱撕（或其它傳感器）等保護(hù)裝置和起動(dòng)預(yù)告、打點(diǎn)聯(lián)絡(luò)用的信號(hào)器均可通過(guò)它們與監(jiān)控系統(tǒng)連接。拉線(xiàn)

73、急停開(kāi)關(guān)沿輸送機(jī)安裝，一般每隔80-100米按一個(gè)，應(yīng)安裝在易于觀察到、易于操作的地方。</p><p>　　圖2.7 煙霧傳感器 圖2.8 拉線(xiàn)急停開(kāi)關(guān)</p><p>　　KG9001A-C型拉線(xiàn)急停開(kāi)關(guān)的技術(shù)參數(shù)如下所示： </p><p>　　拉力　150±20N </p><p><b&

74、gt;　　行程　8～10mm</b></p><p>　　復(fù)位形式　人工復(fù)位 </p><p>　　工作電壓　DC10～15V，煤礦井下使用時(shí)，必須與本質(zhì)安全型電路連接 </p><p>　　工作電流　監(jiān)控狀態(tài)下不大于0.1mA;動(dòng)態(tài)狀態(tài)下不大于40mA </p><p>　　輸出信號(hào)　2路集電極開(kāi)路輸出 </p>

75、<p>　　位置識(shí)別地址　0～63 </p><p><b>　　引入電纜外徑 </b></p><p>　　KG9001A-C　兩側(cè)出線(xiàn)口(2個(gè))15～20mm；下部出線(xiàn)口(4個(gè))6～12mm </p><p>　　出廠時(shí)拉繩配置長(zhǎng)度　2×35m </p><p>　　外殼防護(hù)等級(jí)　IP54 <

76、;/p><p><b>　　重量　7.5kg</b></p><p><b>　　9、紅外溫度傳感器</b></p><p>　　由于滾筒和膠帶的摩擦作用，當(dāng)滾筒溫度過(guò)高時(shí)，會(huì)使膠帶燃著。因此，我們要及時(shí)監(jiān)測(cè)滾筒溫度，當(dāng)溫度達(dá)到一定值時(shí)報(bào)警。溫度傳感器從使用上可分為接觸式和非接觸式兩大類(lèi)，接觸式目前使用較為廣泛，而非接觸式測(cè)量

77、是通過(guò)檢測(cè)被測(cè)物體所發(fā)出的紅外線(xiàn)，來(lái)達(dá)到測(cè)溫的目的。根據(jù)課題項(xiàng)目的具體要求，被測(cè)對(duì)象是一直轉(zhuǎn)動(dòng)的滾筒表面，接觸式溫度傳感器測(cè)量起來(lái)誤差太大，響應(yīng)時(shí)間太長(zhǎng)，溫度變化的傳遞完全依靠空氣為介質(zhì)進(jìn)行熱交換，因而采用接觸式測(cè)量不適用于該次設(shè)計(jì)，為此，選用了RAYTEK非接觸式紅外熱敏元件作為測(cè)溫元件，溫度傳感器的輸出信號(hào)為0～10V模擬量電壓信號(hào)，測(cè)量范圍為-32～535度。它具有響應(yīng)速度快，測(cè)量精度高，安裝維護(hù)簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。我們將檢測(cè)到的紅外溫度

78、與設(shè)定值比較，當(dāng)溫度大于設(shè)定值時(shí)，則發(fā)出報(bào)警指令，同時(shí)啟動(dòng)灑水閥灑水降溫。一般我們的設(shè)定值要根據(jù)考慮周邊情況，如：膠帶的制作材料，燃點(diǎn)等。</p><p><b>　　10、縱撕檢測(cè)</b></p><p>　　鋼線(xiàn)芯帶式輸送機(jī)以其強(qiáng)度高、運(yùn)量大和運(yùn)距長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，受到各企業(yè)的青睞，也得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。它之所以強(qiáng)度高是因?yàn)槠鋬?nèi)部縱向布置了許多鋼絲繩，但是在其寬度上，抗

79、拉強(qiáng)度是很低的。因此正因?yàn)檫@一特點(diǎn)，使其容易發(fā)生縱向撕裂事故，而且一旦事故發(fā)生，就會(huì)造成非常重大的經(jīng)濟(jì)損失，即使能修補(bǔ)，也浪費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間，給生產(chǎn)造成損失。</p><p>　　縱向撕裂，其原因是多方面的，主要有：一些料棒插入到輸送帶中；大塊長(zhǎng)型矸石掉到輸送帶上；機(jī)架上某些固定件掛住輸送帶；各種鐵絲鉤住輸送帶等。就發(fā)生縱撕的地點(diǎn)來(lái)看，大部分是在裝載處，因此縱撕檢測(cè)傳感器一般放在裝載點(diǎn)前10m處。</p>

80、<p>　　輸送帶縱撕事故如此嚴(yán)重，提出了多種檢測(cè)和監(jiān)視裝置，下面我們收集多方面資料比較詳細(xì)的介紹幾種常見(jiàn)類(lèi)型。由于輸送帶被撕裂后，表現(xiàn)特征各不相同，選用何種裝置進(jìn)行檢測(cè)，要根據(jù)具體情況而定，一般要選用幾種同時(shí)使用，以防范重大事故的發(fā)生。</p><p>　　1、漏料檢測(cè)器。當(dāng)輸送帶被撕裂后，物料會(huì)通過(guò)裂口掉到下面的托盤(pán)上，根據(jù)平衡原理，當(dāng)物料重量克服平衡錘的重量，使裝置繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，迫使限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作

81、（圖2.9）。這種檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，檢查方便，但是，只有物料落下后才可檢測(cè)到，當(dāng)裂口因?yàn)槔χ睾系揭黄?，物料無(wú)法落下時(shí)，卻無(wú)法檢測(cè)的到。</p><p>　　1—回空帶；2—托盤(pán)；3—支點(diǎn)：4—平衡錘；5—承載帶</p><p>　　圖2.9 漏料檢測(cè)器</p><p>　　2、帶寬檢測(cè)器。它是利用與輸送帶邊緣相接觸的檢測(cè)輥或是利用超音波距離測(cè)量來(lái)檢測(cè)輸送帶寬度

82、。這就避免了上面漏料檢測(cè)器的失誤。當(dāng)輸送帶寬度變小時(shí)，兩個(gè)檢測(cè)輥之間的距離變小，通過(guò)萬(wàn)向節(jié)把撕帶的信息傳遞給開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)控制電動(dòng)機(jī)停機(jī)。此外，帶寬檢測(cè)裝置和時(shí)間繼電器配合使用，當(dāng)接受到信號(hào)后，等待一段時(shí)間再發(fā)出動(dòng)作指令，以區(qū)分是輸送帶撕裂或是撕邊。</p><p>　　3、超聲波檢測(cè)器。在輸送帶容易撕裂的地方的托輥之間安裝能夠產(chǎn)生超聲波的波導(dǎo)管，使之產(chǎn)生超聲波振蕩，再通過(guò)檢波器檢波后發(fā)出。當(dāng)輸送帶正常運(yùn)行時(shí)，超聲波

83、送波、受波正常，發(fā)出正常信號(hào)；如果輸送帶撕裂，波導(dǎo)管因彎曲而破壞，這時(shí)送波和受波狀態(tài)不同，發(fā)出輸送帶縱向撕裂信號(hào)，使輸送機(jī)停機(jī)，避免輸送帶縱向撕裂事故繼續(xù)擴(kuò)大。</p><p>　　4、振動(dòng)檢測(cè)器。它的激振器是一個(gè)偏心圓盤(pán)，布置在兩個(gè)承載托輥之間的輸送帶上的無(wú)載邊。在輸送帶的另一邊安裝振動(dòng)接收器，它通過(guò)自由回轉(zhuǎn)的輥輪和輸送帶接觸。帶式輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，偏心激振器使輸送帶產(chǎn)生橫向強(qiáng)迫振動(dòng)，振動(dòng)接收器受輸送帶振動(dòng)的作用，

84、發(fā)出信號(hào)并輸入放大器。當(dāng)輸送帶發(fā)生縱向撕裂時(shí)，振動(dòng)接收器再受振動(dòng)的作用，輸出信號(hào)相應(yīng)減弱，則放大器發(fā)出信號(hào)，繼電器動(dòng)作，帶式輸送機(jī)停機(jī)。</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，我們選擇使DJSBA-1型縱撕傳感器。DJSBA-1型縱撕傳感器為礦用隔爆妝本質(zhì)安全型，適用于煤礦井下有瓦斯、煤塵爆炸性氣體環(huán)境中。安裝于輸送機(jī)膠帶下方，近落料點(diǎn)處。當(dāng)膠帶發(fā)生縱向撕裂時(shí)，物料灑落在傳感器上面，物料超過(guò)設(shè)定重量（0.2kg）時(shí)，傳

85、感器發(fā)出動(dòng)作信號(hào)送至主控系統(tǒng)，立即停車(chē)并聲光報(bào)警。</p><p>　　2.4.3 PLC簡(jiǎn)述</p><p>　　隨著微處理器、計(jì)算機(jī)和數(shù)字通信技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制已經(jīng)廣泛應(yīng)用在所有的工業(yè)領(lǐng)域?？删幊绦蚩刂破鳎≒rogrammable Logic Controll er）正是順應(yīng)這一潮流出現(xiàn)的，它是以微處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)控制裝置。1987年，美國(guó)電氣制造協(xié)會(huì)（NEMA）對(duì)可編程

86、序控制器下了定義：可編程序控制器是一種帶有指令存儲(chǔ)器、數(shù)字的或模擬的輸入輸出接口，以位運(yùn)算為主，能完成邏輯、順序、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算功能，用于控制機(jī)器和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制裝置?？删幊绦蚩刂破骱?jiǎn)稱(chēng)PLC，它的應(yīng)用面廣、功能強(qiáng)大、使用方便，已經(jīng)成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一。PLC已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，PLC在其它領(lǐng)域，例如在民用和家庭自動(dòng)化設(shè)備中的應(yīng)用也得到了迅速發(fā)展。</p><

87、p><b>　　PLC 的系統(tǒng)構(gòu)成</b></p><p>　　PLC的硬件系統(tǒng)由CPU、I/O擴(kuò)展機(jī)及外部設(shè)備組成。如圖2.3.9所示。西門(mén)子PLC以其極高的性能價(jià)格比，在國(guó)內(nèi)占有很大的市場(chǎng)份額，在我國(guó)的各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。本次設(shè)計(jì)所采用的S7—300屬于模塊式PLC，主要由機(jī)架、CPU模塊、信號(hào)模塊、功能模塊、接口模塊、通信處理器、電源模塊和編程設(shè)備組成，各種模塊安裝到機(jī)架上

88、。通過(guò)CPU模塊或通信模塊上的通信接口，PLC被連接到通信網(wǎng)絡(luò)上，可以與計(jì)算機(jī)、其它PLC或其它設(shè)備通信。</p><p>　　與繼電器控制系統(tǒng)相比，PLC可以認(rèn)為是由輸入部分、控制部分和輸出部分等組成，但它是采用大規(guī)模的集成電路的微處理器和存儲(chǔ)器來(lái)代替繼電器控制線(xiàn)路，控制作用是通過(guò)編制好并存入內(nèi)存的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。我們可以認(rèn)為PLC的等效電路如下：</p><p>　　輸入部分：用于接受外

89、部輸入信號(hào)，與外部輸入設(shè)備連接?？梢缘刃橐粋€(gè)受控于外部用戶(hù)輸入設(shè)備的繼電器線(xiàn)圈（輸入繼電器）。</p><p>　　控制部分：等效于一個(gè)受控于內(nèi)部邏輯的一個(gè)線(xiàn)圈，接點(diǎn)可用于驅(qū)動(dòng)外部輸出設(shè)備的繼電器。</p><p>　　輸出部分：用于與外部輸出設(shè)備連接。</p><p>　　圖2.10 PLC控制系統(tǒng)示意圖</p><p>　　2、PLC

90、的工作原理</p><p>　　CPU中的程序分為操作系統(tǒng)和用戶(hù)程序。操作系統(tǒng)用來(lái)處理PLC的啟動(dòng)、刷新輸入/輸出過(guò)程映像區(qū)、調(diào)用用戶(hù)程序、處理中斷和錯(cuò)誤、管理存儲(chǔ)區(qū)和通信等任務(wù)。用戶(hù)程序由用戶(hù)生成，用來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶(hù)要求的自動(dòng)化任務(wù)。STEP7將用戶(hù)編寫(xiě)的程序和程序所需的數(shù)據(jù)放置在塊中，功能塊FB和功能FC相當(dāng)于用戶(hù)編寫(xiě)的子程序，系統(tǒng)功能SFC的系統(tǒng)功能塊SFB是操作系統(tǒng)提供給用戶(hù)使用的標(biāo)準(zhǔn)子程序，這些塊也通稱(chēng)為邏輯

91、塊。</p><p>　　PLC采用循環(huán)執(zhí)行用戶(hù)程序的方式，這種運(yùn)行方式也稱(chēng)為掃描工作方式。OB1是用于循環(huán)處理的組織塊，相當(dāng)于用戶(hù)程序的主程序，它可以調(diào)用其它的塊，或被中斷程序（組織塊）中斷。PLC得電或由STOP模式切換到RUN模式時(shí)，CPU執(zhí)行啟動(dòng)操作，清除沒(méi)有保持功能的位存儲(chǔ)器、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器，清除中斷堆棧和塊堆棧的內(nèi)容，復(fù)位保存的硬件中斷等。此外還要執(zhí)行一次用戶(hù)編寫(xiě)的“系統(tǒng)啟動(dòng)組織塊”O(jiān)B100，完成用

92、戶(hù)指定的初始化操作，以后將進(jìn)入周期性的循環(huán)運(yùn)行。循環(huán)程序處理過(guò)程可以被某些事件中斷，如果有中斷事件出現(xiàn)，當(dāng)前執(zhí)行的塊將停止執(zhí)行，并調(diào)用分配給該事件的組織塊。該組織塊執(zhí)行完畢后，被中斷的塊將從被中斷的地方開(kāi)始繼續(xù)執(zhí)行。</p><p>　　在PLC的存儲(chǔ)器中，設(shè)置了一片區(qū)域用來(lái)存放輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的狀態(tài)，它們分別存放在輸入過(guò)程映像區(qū)和輸出過(guò)程映像區(qū)。PLC梯形圖中的其它編程元件也有對(duì)應(yīng)的映像存儲(chǔ)區(qū)。在循環(huán)程序處理

93、中，CPU并不直接訪(fǎng)問(wèn)I/O模塊中的輸入地址區(qū)域和輸出地址區(qū)域，而是訪(fǎng)問(wèn)CPU內(nèi)部的過(guò)程映像區(qū)。在讀輸入模塊階段，PLC將所有外部輸入電路的接通/斷開(kāi)狀態(tài)讀如輸入過(guò)程映像區(qū)。在寫(xiě)輸出模塊的階段，CPU將輸出過(guò)程映像區(qū)的狀態(tài)傳給輸出模塊。在程序執(zhí)行階段，即使外部輸入信號(hào)的狀態(tài)發(fā)生了變化，輸入過(guò)程映像位的狀態(tài)也隨之而變，輸入信號(hào)變化了的狀態(tài)字能在下一個(gè)循環(huán)掃描周期的讀輸入模塊階段被讀入。</p><p>　　PLC用

94、戶(hù)程序由若干條指令組成，指令在存儲(chǔ)器中順序排列。在沒(méi)有跳轉(zhuǎn)指令和塊調(diào)用指令時(shí)，CPU從第一條指令開(kāi)始，逐條順序執(zhí)行用戶(hù)程序，直到用戶(hù)程序結(jié)束。在執(zhí)行指令時(shí)，從輸入過(guò)程映像區(qū)或別的存儲(chǔ)區(qū)中將有關(guān)編程元件的0、1狀態(tài)讀出來(lái)，并根據(jù)指令的要求執(zhí)行相應(yīng)的邏輯運(yùn)算，運(yùn)算的結(jié)果寫(xiě)入到對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)區(qū)中，因此，各編程元件的存儲(chǔ)區(qū)（輸入過(guò)程映像區(qū)除外）的內(nèi)容將隨著程序的執(zhí)行而變化。</p><p>　　圖2.11 PLC對(duì)輸入輸出的

95、處理規(guī)則</p><p><b>　　3、PLC的特點(diǎn)</b></p><p><b>　　1)靈活、通用</b></p><p>　　在繼電器控制系統(tǒng)中，使用的控制裝置是大量的繼電器，整個(gè)系統(tǒng)是根據(jù)設(shè)計(jì)好的電氣控制圖，由人工通過(guò)布線(xiàn)、焊接、固定等手段組裝完成的，其過(guò)程費(fèi)時(shí)費(fèi)力。如果因?yàn)楣に嚿仙僭S變化，需要改變電氣控制系統(tǒng)

96、時(shí)，原先整個(gè)電氣控制系統(tǒng)將被全部拆除，而重新進(jìn)行布線(xiàn)、焊接、固定等工作，耗費(fèi)大量人力、物力、和時(shí)間。而PLC是通過(guò)在存儲(chǔ)器中的程序?qū)崿F(xiàn)控制功能，若控制功能需要改變，只需修改程序及少量接線(xiàn)即可。而且，同一臺(tái)PLC還可用于不同控制對(duì)象，通過(guò)改變軟件則可實(shí)現(xiàn)不同控制的控制要求。因此，PLC具有很大的靈活性和通用性，結(jié)構(gòu)形式多樣化，可以適用于各種不同規(guī)模、不同工業(yè)控制要求。</p><p>　　2)可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)

97、</p><p>　　可靠性是工業(yè)控制器件的重要指標(biāo)。因此，要求在各種惡劣工作環(huán)境和條件(如電磁干擾、灰塵等)下可靠工作，將故障率降至最低。PLC具有很高的可靠性和抗干擾能力，不會(huì)出現(xiàn)繼電器一接觸器控制系統(tǒng)中接線(xiàn)老化、脫焊、觸點(diǎn)電弧等現(xiàn)象，故被稱(chēng)為“專(zhuān)為適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)”。</p><p>　　3)編程簡(jiǎn)單、使用方便</p><p>　　PLC采用面向

98、控制過(guò)程、面向問(wèn)題的“自然語(yǔ)言”編程，容易掌握。目前，PLC大多采用梯形圖語(yǔ)言編程方式，它既繼承了繼電器控制線(xiàn)路的清晰直觀感，又考慮到電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣和應(yīng)用實(shí)際，電氣技術(shù)人員易于編程，程序修改靈活方便。這種面向控制過(guò)程、面向問(wèn)題的編程方式，與匯編語(yǔ)言相比，雖然增加了解釋程序和程序執(zhí)行時(shí)間，但對(duì)大多數(shù)機(jī)電控制設(shè)備來(lái)說(shuō)，PLC的控制速度還是足夠快的。此外，PLC的I/O接口可直接與控制現(xiàn)場(chǎng)的用戶(hù)設(shè)備聯(lián)接。如繼電器、接觸器、電磁閥等聯(lián)接

99、，具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力。</p><p><b>　　4)接線(xiàn)簡(jiǎn)單</b></p><p>　　PLC只需將輸入設(shè)備(如按鈕、開(kāi)關(guān)等)與輸入端子聯(lián)接，將輸出設(shè)備(如接觸器、電磁閥等)與輸出端子聯(lián)接。接線(xiàn)極其簡(jiǎn)單、工作量極少。</p><p><b>　　5)功能強(qiáng)</b></p><p>　　PLC不

100、僅具有條件控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)、步進(jìn)等控制功能，而且還能完成A/D. D/A轉(zhuǎn)換、數(shù)字運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理以及通信聯(lián)網(wǎng)、生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控等。因此，PLC既可對(duì)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行控制，又可對(duì)模擬量進(jìn)行控制?？煽刂埔慌_(tái)單機(jī)、一條生產(chǎn)線(xiàn)，也可控制一個(gè)機(jī)群、多條生產(chǎn)線(xiàn)?？捎糜诂F(xiàn)場(chǎng)控制，也可用于遠(yuǎn)距離控制?？煽刂坪?jiǎn)單系統(tǒng)，又可控制復(fù)雜系統(tǒng)。</p><p>　　6)體積小、重量輕、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化</p><p>　　

101、PLC具有體積小、重量輕、功耗低等特點(diǎn)。由于PLC是專(zhuān)為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)，其結(jié)構(gòu)緊湊、堅(jiān)固耐用，以及有很強(qiáng)的可靠性和抗干擾能力，易于嵌入機(jī)械設(shè)備內(nèi)部。因此，PLC在機(jī)電一體化產(chǎn)品中被廣泛應(yīng)用。</p><p>　　2.4.4 人機(jī)界面HMI</p><p>　　人機(jī)界面是操作人員與PLC之間進(jìn)行對(duì)話(huà)和相互作用的接口設(shè)備。近年來(lái)人機(jī)界面的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)不可

102、缺少的設(shè)備之一。這里我們選用觸摸屏和操作臺(tái)。觸摸屏用來(lái)監(jiān)視帶式輸送機(jī)的運(yùn)行工況。觸摸屏可以監(jiān)視帶式機(jī)速度、拉線(xiàn)急停和跑偏開(kāi)關(guān)的動(dòng)作位置等各種保護(hù)狀況以及顯示帶式輸送機(jī)的正常運(yùn)行工況和各種故障狀態(tài)。通過(guò)操作臺(tái)的各種控制按鈕，可以進(jìn)行工作方式選擇和就地控制帶式輸送機(jī)。圖2.12和圖2.13分別是本次設(shè)計(jì)的操作臺(tái)、就地控制箱面板。</p><p>　　圖2.12 操作臺(tái)</p><p>　　圖

103、2.13 就地控制箱面板</p><p>　　觸摸屏技術(shù)就是使用者只要用手指輕輕地觸碰計(jì)算機(jī)顯示屏上的圖符或文字，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)的操作或查詢(xún)，這樣就擺脫了鍵盤(pán)和鼠標(biāo)操作，從而大大地提高了計(jì)算機(jī)的可操作性。觸摸屏是一種最直觀的操作設(shè)備，只要觸摸屏幕上的圖形對(duì)象，計(jì)算機(jī)便會(huì)執(zhí)行相應(yīng)的操作。觸摸屏具有方便直觀、圖像清晰、堅(jiān)固耐用和節(jié)省空間等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　在觸摸屏上，我們主要顯示皮帶

104、的運(yùn)行狀況和給煤機(jī)的運(yùn)行信號(hào)，膠帶的速度和各個(gè)故障的狀態(tài)及故障出現(xiàn)的具體位置，同時(shí)也可以查詢(xún)到各皮帶滾筒的溫度，以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)皮帶，減少故障查找環(huán)節(jié)，提高工作效率。</p><p>　　3 膠帶輸送機(jī)集控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 SIMATIC S7-300 PLC簡(jiǎn)介</p><p>　　3.1.1 SIMATIC S7-300 PLC簡(jiǎn)介</p

105、><p>　　SIMATIC S7—300系列PLC是模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，各個(gè)單獨(dú)模塊之間可以進(jìn)行單獨(dú)組合和擴(kuò)展，從而使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加靈活滿(mǎn)足不同的應(yīng)用需求。編程器PG用來(lái)為S7-300 PLC編制程序，使用編程電纜連接編程器和CPU。通過(guò)PROFIBUS電纜可以實(shí)現(xiàn)S7-300 CPU之間的通訊，以及與其他SIMATIC S7 PLC進(jìn)行通訊。一根PROFIBUS總線(xiàn)電纜可以連接多個(gè)S7-300。S7-300 PLC

106、的主要組成部分有導(dǎo)軌（RACK）、電源模塊（PS）、中央處理單元模塊（CPU）、接口模塊（IM）、信號(hào)模塊（SM）、功能模塊（FM）等。它通過(guò)MPI網(wǎng)的接口直接與編程器PG、操作員面板OP、和其它S7 PLC相連。</p><p>　　圖3.1 PLC系統(tǒng)構(gòu)成圖</p><p>　　導(dǎo)軌（RACK）：導(dǎo)軌是安裝S7-300各類(lèi)模塊的機(jī)架，它是特制不銹鋼異型板，其長(zhǎng)度有160、482、53

107、0、830、2000（mm）五種，可根據(jù)實(shí)際需要選擇。電源模塊、CPU、及其它信號(hào)模塊都可方便地安裝在導(dǎo)軌上。除CPU模塊外，每塊信號(hào)模塊都帶有總線(xiàn)處理器，安裝時(shí)先將總線(xiàn)連接器裝在CPU模塊并固定在導(dǎo)軌上，然后依次將各模塊裝入，通過(guò)背板總線(xiàn)將各模塊從物理上和電氣上連接起來(lái)。</p><p>　　電源模塊（PS）：電源模塊用于將SIMATIC S7-300連接到120/230V交流電源和24/48/60/110V直

108、流電源。它與CPU模塊和其它信號(hào)模塊之間通過(guò)電纜連接，而不是通過(guò)背板總線(xiàn)連接。 </p><p>　　中央處理單元模塊（CPU）：SIMATIC S7-300提供了多種不同性能的CPU，以滿(mǎn)足不同用戶(hù)的需求，包括CPU312IFM、CPU313、CPU314、CPU315、CPU315- 2DP等。CPU模塊除完成執(zhí)行用戶(hù)程序的主要任務(wù)之外，還為S7-300背板總線(xiàn)提供5V直流電源，并通過(guò)MPI接口與其它中央處