机械5

摘要 矿井提升绞车是重要的矿山设备之一，它肩负着井上、井下联系的重要任务在整个矿井中占有非常重要的地位。由此可见，解决提升绞车的行程，速度监控问题，是保护整个提升绞车系统的重中之重。但目前，国内矿山大多采用机械式装置来监测保护整个绞车系统，但是此类设备的精度不高，可靠性差，维护量大，这些都与煤矿的安全形势和采矿业的发展不相适应。因此，研制高精度的煤矿提升绞车监控保护系统是非常迫切的。 本文从煤矿工业现场的实际情况出发，通过对煤矿提升系统和提升绞车的监控系统的功能的综合分析，提出了一套设计方案。把可编程序控制器，变频调速技术等应用到提升绞车的监控与保护系统中。通过电机和变频器的选定，再通过PLC进行编程，实现对提升绞车的控制。本文采用西门子系列的PLC S7-200对提升绞车的监控系统进行编程，编写梯形图，再采用STEP 7-Mircro/WIN 32编程软件实现对编完的PLC进行监测等过程。以实现整个提升绞车系统的安全运行。 本次设计的煤矿提升绞车监控与保护系统基本满足了矿山生产的需要，达到预期效果，今后的任务是在此基础上对系统进行完善。 关键词：煤矿提升绞车；监控系统；PLC 目录 摘要Ⅰ Abstract Ⅱ 引言1 1绪论2 1.1研究背景2 1.2研究现状2 1.3绞车控制的发展趋势3 1.4设计意义及设计内容3 1.4.1设计意义3 1.4.2设计内容4 2矿井提升绞车监控与保护系统的分析与设计5 2.1绞车系统结构组成5 2.1.1煤矿绞车系统分类5 2.1.2煤矿绞车系统结构5 2.1.3煤矿绞车的监测信号采集6 2.2矿井提升绞车电控系统组成6 2.3矿井提升绞车的监控系统组成7 2.3.1绞车制动装置设计7 2.3.2过负荷与欠电压保护装置与安全回路8 2.3.3防过速装置与限速装置8 2.3.4深度指示器及其失效保护装置9 2.3.5防过卷装置9 2.3.6闸间隙保护装置9 2.4监控系统总体框图确定10 3提升绞车监控系统的硬件设计11 3.1提升绞车变频控制部分设计11 3.1.1提升绞车变频器容量选择11 3.1.2提升绞车变频器选择11 3.1.3提升绞车系统变频器外部电路设计13 3.2主控模块硬件设计13 3.2.1 PLC简介14 3.2.2 PLC工作原理15 3.2.3控制系统I/O统计16 3.2.4 PLC选型16 3.2.5控制系统I/O分配20 3.2.6提升绞车监控系统的PLC外部电路设计22 3.3信号采集模块硬件设计22 3.3.1传感器的选择23 4提升绞车监控系统软件设计及调试30 4.1 PLC软件设计30 4.1.1提升绞车调速系统的中断子程序功能31 4.1.2提升绞车调速系统的故障处理子程序功能31 4.1.3提升绞车调速系统的程序梯形图31 4.1.4提升绞车调速系统的程序调试33 4.2上位机设计35 4.2.1组态软件36 4.2.2提升绞车监控画面设计37 4.2.3 PLC与计算机通讯38 4.3系统抗干扰措施设计38 5技术经济性分析41 6总结与展望42 6.1研究成果及结论42 6.2研究展望42 致谢43 参考文献44 附录A译文46 附录B外文文献52 煤矿绞车监控与保护系统设计CAD图纸+说明书