斜井皮带机自动给煤控制系统设计

山西大学工程学院毕业设计（论文）题目斜井皮带机自动给煤控制系统设计系别电力工程系专业电气工程及其自动化班级09级S电本姓名张贵华指导教师下达日期2011年2月21日设计时间自2011年2月21日至2011年6月23日山西大学工程学院毕业设计论文1毕业设计（论文）任务书一、设计题目：1、题目名称斜井皮带机自动给煤控制系统设计2、题目来源现场项目二、目的和意义随着现代化生产的发展，某煤矿主斜井的装载能力已不满足煤矿高产高效生产的要求。由于工作面经常出水煤，导致皮带负载不断发生变化，引起主电机电流变化过大，对电机运行及整个机械系统极为不利，同时对皮带也极为不利。实际运行中，主皮带电机已多次发生故障。为了保证主皮带的安全可靠运行，保证高产任务的顺利完成，必须对皮带给煤系统进行优化设计研究。在系统优化后，系统的提升能力及安全性得到大大提高，故障率大大减少，可以实现免维护，且节能效果明显。主斜井防爆变频装载系统改造成功，为同行业项目的实施提供了有益经验。三、原始资料某煤矿主斜井皮带机运量大，高达1000T/H，速度高，达到4.79m/s，运输距离长，1304.5m，提升高度大，359m，担负某矿原煤运输提升的主要任务，对可靠性和安全性的要求非常高。其配套的装载系统为K4给煤机，其为煤矿生产过程中必不可少的一个生产单元，给煤系统的调控不仅能保证系统的工作稳定，还与煤矿其它生产单元的工作状况密切相关。因工作面经常有出水煤的情况，煤的比重出现大幅度变化，导致皮带负载增大，主电机电流升高，为主皮带提升系统的安全隐患。本项目主要解决给煤机电机转速在主电机的电流变化的情况下，自动改变转速，从而进一步改变给煤量，最后达到有效保护皮带、电机的目的。四、设计说明书应包括的内容1.设计以PLC可编程控制器为核心控制系统，对给煤量进行实时控制。2.设计采用变频调速器，提高给煤机系统稳定运行可靠性，减少功耗。3.对给煤系统及主电机进行全面在线监测设计。五、设计应完成的图纸1．控制系统结构图。2．系统硬件接线图。3．PLC程序流程图。六、主要参考资料[1]柳永智，刘晓川.电力系统远动[M].北京：中国电力出版社，2006.10[2]王金喜.一种智能型电动阀门控制系统的设计[J].微特电机，2009（6）。七、进度要求山西大学工程学院毕业设计论文21、设计阶段第一周至第七周收集、整理设计资料，进行相关软件学习，完成初设。第十一周至十七周软硬件调试，完成毕业论文，准备答辩。2、答辩日期第十八周八、其它要求1、设计期间，周六、日连续进行。2、做实验时注意人身、设备安全及公共财物完好。3、注意论文格式规范，要求用A4纸打印。山西大学工程学院毕业设计论文3斜井自动给煤控制系统的设计摘要井下皮带运输机已经作为机械化的基础部分广泛应用在煤矿中，在井下承担了煤炭的运输工作，是维持矿井生产高效、安全的关键要素之一，因此要保障皮带运输机有序、稳定运行，建立自动化皮带运输系统并保持对其运行状况的实时监测是很有必要的。本文结合井下皮带机运输系统的具体情况和要求，研制了一套针对带有煤仓溜煤的给煤机智能控制系统。系统采用西门子57—200控制主站为核心，使用位移传感器、压力传感器、开停传感器等传感器完成对系统的控制。本系统由变频器、给煤电动机、PLC控制器、转速传感器、转速变送器、交流变送器等组成。系统中用于给煤机调速控制系统，系统引进国内外先进的变频器和操作器，构成一套可靠的调速系统控制系统，解决了直流电机调速存在的低速效率低下，运行不稳定等缺陷，是目前给煤控制系统最佳选着方案，同时亦可应用于其他自动控制系统。本设计采用模块化PLC控制给煤系统，不仅简单方便而且可靠性大大提高。PLC是一种专门用于工业环境过程控制的数字运算操作的电子系统，是集自动控制、计算机网络、通信等功能于一体的自动化装置，可靠性高、抗干扰能力强、功能完善，具有编程简单、体积小、重量轻等特点。同时，利用变频器的各种功能，方便实现了设备的复杂运行方式，辅之以PLC的控制，使控制回路简单化，可以提高设备运行的安全性和可靠性，延长维修周期。【关键词】皮带机；PLC；变频器；变频调速；自动给煤控制系统山西大学工程学院毕业设计论文4DesignofAutomaticCoalFeedingControlSystemofInclinedShaftABSTRACTHasasafundamentalpartofmechanizationofundergroundbeltconveyerusedincoalmine,wellunderthetransportationofcoal,wastomaintainthemineproducedoneofthekeyelementsofhighperformance,security,thereforetoensureorderlyandstableoperationofbeltconveyor,establishingautomaticbelttransportsystemandmaintainitsreal-timehealthmonitoringisnecessary.Thisarticlewithspecificsituationsandrequirementsofundergroundbeltconveyertransportationsystem,57-200controlsystemadoptsSiemensmainstationasthecore,usingdisplacementsensors,pressuresensors,startstopsensor,completecontroloverthesystem.Thesystembytheinverter,Coalpowermotivation,PLCcontroller,Speedsensor,Speedtransmitter,ACtransducerandsoon.Thissystemisusedforspeedcontrolsystemofcoal,forthesystemandintroduceadvancedinverteroperationconstitutesareliablespeed-adjustingsystemcontrolsystemtoaddressinefficienciesinthelowspeedofDCmotorspeed,runningunstabledefects,isbyfarthebestcoalcontrolsystemselectedprogrammes,atthesametimecanbeappliedtoothercontrolsystems.ThedesignismodularcoalPLCcontrolsystem,notonlyconvenientbutalsoreliabilitygreatlyimproved.PLCisanenvironmentdedicatedtoindustrialprocesscontrolofdigitalelectronicsystemsofarithmeticoperations,featuressuchasautomaticcontrol,computernetworks,communicationissetinoneoftheautomationdevices,highreliability,stronganti-interferencecapacity,fullyfunctional,withtheprogrammingofsimple,smallsize,lightweightandsoon.Furthermore,thevariousfunctionsoffrequencyconvertertofacilitaterealizationofcomplexoperationoftheequipment,complementedbyPLCcontrol,thecontrolsimplifytheloop,youcanimprovethesecurityandreliabilityofequipmentoperation,extendedmaintenanceperiod.【Keywords】:beltconveyor;PLC;frequencytransformer;speedcontrolbyfrequencyvariation;automaticcontrolsystemofcoal山西大学工程学院毕业设计论文5目录序言.......................................................................................................................8第1章绪论...........................................................................................................91.1煤矿皮带输送机的现状及发展........................................................................91.1.1煤矿用皮带输送机的现状和研究目标.........................................................91.1.2国外矿用皮带输送机技术的现状和发展趋势.............................................91.1.3国内煤矿用皮带输送机的现状及存在问题...............................................101.1.4皮带输送机运行中的问题与维护...............................................................101.2基于PLC的输煤控制系统的意义.................................................................13第2章自动给煤系统概述.................................................................................142.1课题原始材料...................................................................................................142.2自动给煤控制系统的基本组成......................................................................142.3自动给煤系统工作流程..................................................................................142.4变送器..............................................................................................................152.4.1交流变送器...................................................................................................152.5传感器........................................................................................