基于PLC矿井提升机保护系统设计+梯形图(2)

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4.1 触屏简介 19

4.2 触摸屏在矿井提升机控制系统中的应用 19

结论 20

参考文献 21

致谢 22

1 绪论

1.1 课题背景的探讨

矿井提升机是应具有很好的机械性、优良的控制系统和可靠的安全保护装置，矿山生产过程中的大型关键设备，担负着升降人员和设备、提升矿石以及下放材料的责任。矿井提升机的工作特点是以较高的速度重复运行在矿井口和矿井底之间，完成矿物、设备、人员等的提升或下放任务。因此，矿山提升设备应具有良好的机械特性、先进的控制设备和晚上的保护装置，其可靠性和性能直接关系到生产和员工的生命安全。现代话矿井的建设和对人生命的重视，人们对矿井提升机的安全可靠性提出了更高的要求。

在我国，矿井提升机及其控制技术的安全性问题，虽然一直被作为第一原则强调，然而在很长的时间内，由于在理论研究上的差距，许多方面缺乏具体的技术措施，因而安全性得不到根本性的保障。

1.2 课题研究目的和意义

矿井提升机是煤矿、有色金属矿生产过程中的重要设备，提升机的安全可靠及有效的高速运行直接关系到企业的生产状况和经济效益。随着矿井提升系统自动化，改善系统性能，提高提升设备的提升能力等的要求，对电气传动方式提出了更高的要求。

目前我国的大型矿井提升机的电气传动系统主要采用晶闸管变流器直流电动机传动系统及同步电机矢量控制变频传动系统。这两种系统大都采用数字控制方式实现高效率、高自动化、准确制动和定位、高可靠性，但造价昂贵。而中小型的矿井提升机则多采用TDK电控系统。这种系统设备简单，但速度控制性能差，能耗大、电路复杂、可靠性低，易影响生产效益。

将PLC与变频器结合应用于矿井提升机，可以改善其速度控制性能，消除串电阻器造成的能耗，简化控制电路，提高精度降低故障率。这也是矿井提升机电气传动系统的发展方向，前景十分广阔。

自动控制技术、通信技术、网络技术在矿产行业中的应用极大地提高了矿业生产的产量、安全性、企业的自动化和管理水平。

1.3 课题主要内容

本次设计的PLC采用西门子公司生产的SIMATIC S7-200系列，S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域。基于PLC的矿井提升机后备保护系统硬件设计主要有以下几部分组成：主控PLC单元，旋转编码器，压力互感器，软件设计当面实现速度及行程监控并显示出数据，并采用PLC语言进行编程，实现了对提升机容器实时位置、运行速度、提升法相、液压油压力等参数的监控，并可将故障记录分类存储到专用数据库中。

2 提升机系统的硬件组成

2.1 西门子S7-200 PLC的系统配置

2.1.1 S7-200 PLC系统组成

S7-200 PLC硬件系统的组成采用整体式加积木式，即主机中包括一定数量的I/O端口，同时还可以拓展各种功能模块。S7-200 PLC由基本单元（S7-200 CPU模块）、拓展单元、个人计算机（PC）或编程器、STEP 7-Micro/Win32编程软件及通信电缆等组成。

①基本单元：基本单元也称主机。由CPU、电源及输入/输出单元组成。基本单元可构成一个独立的控制系统。在CPU模块的顶部端子盖内有电源及输出端子；在底部端子盖内有输入端子及传感器电源；在中部右侧前盖内有CPU工作方式开关（RUN/STOP）、模拟调节电位器和扩展I/O连接接口；在模块的左侧分别有状态LED指示灯、存储卡及通信口。