煤矿安全监控分站的plc设计__学士学位论文.docVIP

煤矿安全监控分站的PLC设计 摘 要 近年来国内煤矿安全事故不断， ， 2003年， 10人以上事故就有数10起，，，，S7-200系列可编程序控制器(PLC)是继S5系列后的新产品。该系列PLC具有模拟量处理、通信联网、系统诊断、中断处理和高速计数等功能。它将模块式和一体式PLC的优点结合起来，即CPU本身自带一部分1/0，同时又具有扩展能力。编程软件STEP7-Micro为用户提供了界面友好而功能强大的开发工具。其配套EEPROM存储卡也使修改和调试程序、设备维护十分方便和可靠。CPU214S7-200系列PLC中的典型产品，其基本单元有14点输入和10点输出，最多可支持7个附加的扩展I/O模块(包括模拟量模块)，最多可使用64个I/0点，有1个可接收2kHz脉冲输入的高速计数器以及2个可接收7kHz脉冲输入的高速计器，有内藏的实时日历时钟。 本文主要介绍了S7-224PLC的高速计数器对井下气体及温度、风速信号等进行采集。 关键词：煤矿；PLC；安全监控；高速计数器 目 录 摘 要 I Abstract II 目 录 IV 1 概 述 1 1.1 我国安全监控发展现状 1 1.2 煤矿安全生产监测工作的意义 1 1.2.1煤矿安全监测工作的必要性 2 1.2.2传统检测活动的局限性 2 1.2.3 安全监测工作的任务 3 1.2.4安全监测技术发展前景 3 1.3 我国煤矿安全监控系统的发展 4 1.4 目前存在问题 5 1.4.1 通信协议不规范 5 1.4.2井下信息传输设备物理接口协议不规范 5 1.4.3 传感器等质量不过关 5 1.4.3现场管理和维护水平有待于加强 6 2系统的整体基本状况 7 2.1 井下分站在煤矿安全监控系统中的作用 7 2.2 设计要求及特点 7 2.2.1 监测信号种类 7 2.2.2 控制内容 7 2.2.3 设计要求 7 2.2.4 设计特点 7 2.3 系统构成 8 2.4 系统中心站 8 2.5 局域网络 9 2.6 井下分站功能 9 2.7 系统配接的各种传感器控制器 9 2.8 技术参数 10 2.8.1 分站容量 10 2.8.2检测精度 10 2.8.3通信数据传输率 10 2.8.4其他电性能参数 10 2.8.5工作环境 10 2.9 系统特点 10 2.9.1 PLC控制系统 11 2.9.2 可编程序控制器(PLC)及其结构 11 2.9.3 PLC的特点及发展 13 2.10 CPU-224 13 2.10.1 西门子S7-200D的简介 14 2.10.2 S7-200系列的PLC的通信 16 2.11 井下分站常见故障及其处理方法 16 2.12 系抗干扰措施 16 2.12.1 传输系统抗干扰措施 16 2.12.2 分站及传感器抗干扰措施 16 2.13 井下分站配接设备表 16 3 硬件电路设计 19 3.1 系统框图 19 3.2 PLC系统硬件设计电路原理 19 S7-224 20 3.3 控制系统及外围系统 错误！未定义书签。 3.3.1频率选通模块 20 3.3.2 分站箱外部插头座 21 3.3.3电源箱的设计 22 3.3.4 分站系统显示模块硬件电路 22 4 系统软件流程图 24 4.1系统主程序流程图 24 4.2 检测子程序流程图 25 4.2.1 子程序1流程图 25 4.2.2 模拟检测量检测子程序2 27 4.2.3 数字待测量检测子程序3 28 4.2.4 频率计数子程序4 29 4.3 通讯程序设计 30 5 结论与展望 34 参考文献 35 致谢 36 1 概 述 1.1 我国安全监控发展现状 我国监测监控技术应用较晚，80年代初，从波兰、法国、德国、英国和美国等（如DAN6400、TF200、MINOS和Senturion-200）引进了一批安全监控系统，装备了部分煤矿；在引进的同时，通过消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况，先后研制出KJ2、KJ4、KJ8、KJ10、KJ13、KJ19、KJ38、KJ66、KJ75、KJ80、KJ92等监控系统，在我国煤矿已大量使用。实践表明，安全监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用，各局矿已作为一项重大安全装备。由于当时相当一部分监控系统由于技术水平低、功能和扩展性能差、现场维修维护和技术服务跟不上等原因，或者已淘汰、或者停产。因此造成相当一部分矿井无法继续正常使用已装备的系统。特别是近年来由于老系统服务年限将至，已无继续维修维护的必要，系统面临更新改造的机遇。?? 随着电子技术、计算机软硬件技术的迅猛发展和企业自身发展的需要，国内各主要科研单位和生产厂家又相继推出了KJ90、KJ95、KJ101、KJF2000、KJ4/KJ2000和KJG2000等监