综采设备联动控制系统设计.doc

目录 0 前言 1 1 绪论 2 1.1 综采概述 2 1.2 综采工作面设备组成 2 1.3 采煤工作面工作过程 3 2 综采设备联动控制系统概述 4 2.1 可编程控制器技术的发展 4 2.2 综采设备联动控制系统的发展现状 4 2.2.1 国外综采技术发展现状 4 2.2.2 国内综采技术的发展现状 5 2.3 综采设备联动控制系统的优势 5 2.4 综采设备联动控制系统设计的意义 6 2.5 主要设计内容和思路 6 2.6 设计原则 7 3 综采设备联动控制系统总体分析设计 8 3.1 联动控制系统要实现的控制功能 8 3.2 联动控制系统的PLC控制方式 8 3.3 联动控制系统控制下综采设备工作原理分析 9 3.4 综采工作面通讯控制系统设计 10 3.4.1 通讯控制系统简介 10 3.4.2 通讯系统工作原理 11 3.4.3 通讯控制系统功能 11 3.4.4 通讯设备选型 12 4 综采工作面设备的PLC单独控制设计 14 4.1 采煤机的PLC控制系统 14 4.1.1 采煤机介绍 14 4.1.2 采煤机的PLC控制 14 4.2 工作面三机的PLC控制系统 15 4.2.1 工作面三机介绍 15 4.2.2 工作面三机的PLC控制 16 4.3 液压支架的PLC控制系统 17 4.3.1 液压支架介绍 17 4.3.2 液压支架的PLC控制 17 5 联动控制系统的PLC硬件设计 19 5.1 PLC简介 19 5.1.1 PLC的基本结构 19 5.1.2 PLC的工作原理 19 5.1.3 PLC的工作过程 20 5.2 联动控制系统的PLC选型 21 5.3 PLC的I/O节点数的确定 22 5.4 PLC输入/输出模块选择 22 5.4.1 数字量模块 22 5.4.2 模拟量模块 23 5.4.3 I/O模块接口电路 23 5.5 PLC存储容量的选择 25 5.6 系统其它硬件设备 25 5.6.1 传感器介绍 25 5.6.2 传感器的应用 25 5.6.3 传感器的组成 25 5.6.4 设计中涉及的传感器介绍 26 5.6.5 急停开关 26 5.7 控制系统PLC I/O节点的分配 26 5.8 控制系统的电气原理图 29 5.8.1 顺序控制 29 5.8.2 单设备电机启停控制 30 5.9 联动控制系统的PLC外部接线图 31 6 联动控制系统的PLC软件设计 32 6.1 编程软件简介 32 6.1.1 STEP 7概述 32 6.1.2 STEP 7的主要特点 32 6.1.3 STEP 7的主要功能 32 6.1.4 应用STEP 7实现自动化任务的基本步骤 33 6.2 联动控制系统的梯形图程序 33 6.2.1 顺序控制的功能图 34 6.2.2 单设备启停功能 35 6.2.3 逆煤流启动功能 37 6.2.4 顺煤流停止功能 38 7 技术经济分析 41 7.1 系统技术分析 41 7.2 系统经济评估 42 8 结论 43 致谢 44 参考文献 45 附录A 译文 46 附录B 外文文献 55 0 前言 一个完整的综采工作面主要由采煤机、可弯曲刮板运输机、液压支架、转载机、破碎机、可伸缩带式输送机、液压泵等设备组成。其中采煤机、可弯曲刮板运输机、液压支架是综采工作面的主要设备，俗称“三机”。实践表明，提高综采工作面设备的电气化程度可以很大幅度上实现高产。因此，如何利用先进的控制手段以实现综采工作面设备的联动运行就是需要解决的问题。 PLC作为目前较为先进、应用十分广泛的技术，它与现有的控制方法相比，具有可靠性高、控制程序灵活可变、编程方法简单、功能强，性价比高、体积小，重量轻，能耗低等诸多优势。可以很好的对综采设备进行联动控制，使矿井生产高效安全可靠，实现全矿井的数据采集、生产调度、经营管理、决策指挥的自动化、电气化。利用可编程控制器PLC对综采设备的运行进行实时的监控，通过程序设计以实现对综采设备的联动控制，对我国煤炭资源的电气化、智能化开采，综采设备的一体化运行都有着重大意义。 本设计所研究的联动控制方法的理论依据是可编程控制器PLC控制法。由于采煤机机身的主机具有记忆功能，在工作面条件较好的情况下，可以自动重复上次割煤。同时，刮板机、转载机、破碎机、皮带输送机和工作面负荷中心把开停的远控接点开关量，通过三机PLC集中在控制台上进行控制，同时通过电气闭锁实现采煤机闭锁，刮板输送机、带式输送机的闭锁，刮板输送机、转载运输机电闭锁等。通过上述的控制方法就可以实现综采工作面设备的联动控制。 1 绪论 1.1 综