开题报告-煤矿皮带机plc控制系统设计

辽宁工程技术大学本科毕业设计（论文）开题报告题目煤矿皮带机PLC控制系统设计指导教师院（系、部）机械工程学院专业班级矿电112班学号姓名日期2015年04月5日教务处印制一、选题的目的、意义和研究现状1设计目的本次毕业设计的题目是“煤矿皮带机PLC控制系统设计”。在皮带机控制系统中应用计算机控制技术对原有皮带机控制系统进行升级换代。就计算机技术在工业现场应用情况而言，可编程控制器PLC是目前作为工业控制最理想的机型，它是采用计算机技术、按照事先编好并储存在计算机内部一段程序来完成设备的操作控制。为皮带机的安全、稳定、经济运行提供了保证条件，有效提高了运行的安全性，减少事故的发生。2设计意义皮带机是煤矿安全生产中的主要运输设备，为大惯性负载。要求其启动力矩大，满足满载启动的要求；胶带是柔性带体，启动时要求低速平稳，不能有冲击，否则胶带容易断裂；驱动电机功率较大，在大功率、高带速时直接启动也容易造成大的冲击电流，导致电网电压急剧下降。启动时间长或失败，易烧毁电机，以致影响其它电气设备的正常工作。本次设计中采用先进的工业计算机、现场总线和工业自动化技术，按照结构标准化、产品系列化、性能现代化、体积小型化的原则，研制适合煤矿皮带机设备的控制系统是进行技术改造的理想选择。对于保证矿山生产的发展，人身和设备安全，提高经济效益，都具有重要意义。3设计现状随着矿井建设的不断发展，对大运量、长运距、智能型皮带输送机的需求逐年增加。目前大功率、智能化的皮带机仍以进口为主，其价格较高运行和维护困难，且代价高。为替代进口设备，开发具备可控变频软启动、可控变频调速、液压自动张紧、集中智能控制功能的可伸缩皮带输送机非常必要。如今皮带机多采用软启动驱动装置。该装置主要有调速型液力耦合器和电气型软启动装置。液力耦合器体积大，有滑差，效率低，维护工作量大；电气软启动（降压启动），启动力矩小，速度无法控制，没从根本上解决问题。因此皮带机控制系统必须应用新技术、新工艺。采用PLC控制，硬件简洁、软件灵活性强、调试方便、维护量小，PLC技术己经广泛应用于各种皮带机控制系统。二、研究方案及预期结果设计的内容是通过PLC来控制变频器实现皮带机的变频调速。本次论文采用PLC为核心，组成皮带机控制系统。在其主控器PLC内，将部分操作信号、部分保护信号以及设定的一些行程参数与轴编码器信号结合起来进行逻辑运算处理，自动产生皮带机所需的速度给定信号，从而控制整个皮带机的运行。1设计内容（1）首先介绍本文的研究背景和意义，其次分析国内、外的研究现状，最后给出了本文的研究内容、研究方法和结构组织。（2）进行电机选型，传感器选型包括跑偏、撕裂、急停、温度、堆煤、烟雾、打滑等传感器。（3）简单介绍PLC，进行PLC硬件选型设计。（4）进行PLC软件设计，包括启动，停止，自锁，反转等梯形图。（5）对本文的工作进行总结，并在总结的基础上对下一步工作进行展望。2设计步骤（1）明确设计任务。（2）系统总体设计。根据任务进行方案选择和比较，确定系统总体设计方案。（3）选择传感器，进行PLC硬件软件设计，使皮带机安全稳定的工作。（4）进行IO口合理分配，设计PLC接线图。（5）完善设计，保证设备正常工作，软件正常运行。3预期结果针对我国井下皮带运输机的特点，设计开发一套基于PLC的煤矿皮带自动运输监控系统。本系统需要的硬件设备，包括两台三相异步电机、两条皮带、两部皮带支架、7个传感器、S7200系列PLC、PLC的接线箱等，然后进行硬件的搭建和调试，皮带空载运行时不会发生跑偏等故障，各传感器按要求安装到相应的位置，PLC按照安装和接线要求放置到接线箱中。经过反复的调试和改进，本文研究设计的皮带自动运输监控系统能够正常地运行，并且能完成皮带的启停控制和报警控制。皮带的全线启停自动启停手动启停和故障报警，还要实现各启停方式之间可以转换。例如当皮带发生跑偏、撕裂、急停、温度、堆煤、烟雾、打滑中任一种故障时，相应的传感器动作，把故障信号传送到PLC，实现皮带自动保护功能。三、研究进度在整个的毕业设计期间，我对自己的设计做如下安排第12周实习第34周文献综述，查阅相关文献；调研并搜集资料，熟悉研究方向，确定毕业设计论文题目，整体规划论文结构；整理资料，完成开题报告；第5周确定整体设计方案，设计主要内容，系统流程图；第6周硬件选型设计（选型依据，包括计算）；第79周进行各信号采集方案设计，硬件关联设计；第1012周分析和研究确定硬件连接方案，以保证可靠性；第13周图纸绘制；第1415周软件设计，程序流程图，程序编制，调试；第16周完善设计，总体分析，书写论文初稿；第17周完善论文；第18周准备答辩。四、主要参考文献1吴明龙等煤矿井下输送带输送技术发展方向J煤矿机电，2005,52杨达文大型带式输送机需要解决的关键技术J煤矿机电，2004,23陈钰,戴建立长距离带式输送机动态分析的发展现状J煤矿机电，2003（1）34364蒋卫良,韩东劲我国煤矿带式输送机现状与发展趋势J煤矿机电，2008LL65胡绍林,孙基国过程监控技术及其应用M,北京国防工业出版社，20016王积伟现代控制理论M北京高等教育出版社，20037高钦和可编程控制器应用技术与设计M人民邮电出版社,20058王广野可编程序控制器PLC现状及发展趋势J国内外机电一体化技术，2009，