電氣工程及自動(dòng)化畢業(yè)論文

編號(hào)：（）字號(hào)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：基于PLC的皮帶集中控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 姓名： 學(xué)號(hào)： 班級(jí)： 電氣工程及其自動(dòng)化04-4班 牛何犬琴二??八年六月中國(guó)礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)姓名 學(xué)號(hào)： 學(xué)院： 專(zhuān)業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 設(shè)計(jì)題目： 基于PLC的皮帶集中控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專(zhuān)題： 指導(dǎo)教師： 職稱(chēng)： 2008年6月徐州中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文任務(wù)書(shū)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文任務(wù)書(shū)院長(zhǎng)簽字: 指導(dǎo)教師簽字:院長(zhǎng)簽字: 指導(dǎo)教師簽字:學(xué)院應(yīng)用技術(shù)學(xué)院專(zhuān)業(yè)年級(jí) 學(xué)生姓名 任務(wù)下達(dá)日期：2008年3月15日畢業(yè)論文日期： 2008年3月15日至2008年6月10日畢業(yè)論文題目：基于PLC的皮帶集中控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文專(zhuān)題題目：畢業(yè)論文主要內(nèi)容和要求：1了解煤礦皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)行工藝；2針對(duì)某一煤礦皮帶運(yùn)輸?shù)膶?shí)際情況，設(shè)計(jì)一種基于PLC的皮帶集中控制系統(tǒng)；3用AUTOCA繪制系統(tǒng)的相關(guān)圖紙；4用PLC語(yǔ)言編制控制系統(tǒng)軟件；5翻譯電氣自動(dòng)化方面的專(zhuān)業(yè)英文資料約3000字。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文答辯及綜合成績(jī)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文答辯及綜合成績(jī)答 辯 情 況提出問(wèn)題回答冋題正確基本正確有一般性錯(cuò)誤有原則性錯(cuò)誤沒(méi)有回答答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)及建議成績(jī)：答辯委員會(huì)主任簽字：年 月 日學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組綜合評(píng)定成績(jī)：學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)人：年 月 日煤礦的運(yùn)輸系統(tǒng)對(duì)保證礦井正常生產(chǎn)起著非常重要的作用。為了保證煤礦運(yùn)輸煤礦的運(yùn)輸系統(tǒng)對(duì)保證礦井正常生產(chǎn)起著非常重要的作用。為了保證煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)可靠安全運(yùn)行，對(duì)帶式輸送機(jī)進(jìn)行集中監(jiān)視和控制很必要。本文以新疆哈密煤礦主斜井及地面膠帶輸送機(jī)為背景，設(shè)計(jì)出了以 PLC技術(shù)為核心的集中控制系統(tǒng)，提高了運(yùn)輸系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和控制水平。摘要文中首先介紹了本次設(shè)計(jì)的背景，然后設(shè)計(jì)了膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和應(yīng)具有的控制功能，參數(shù)的檢測(cè)和故障保護(hù)裝置，確定了各故障檢測(cè)傳感器的類(lèi)型及安裝位置。在此基礎(chǔ)上采用SIEMENS的S7-300系列PLC對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行硬件和軟件設(shè)計(jì)，其中包括PLC勺模塊配置及外部連線(xiàn)，梯形圖程序設(shè)計(jì)。最后提出PLC空制系統(tǒng)的主要干擾源，并設(shè)計(jì)了抗干擾的措施。關(guān)鍵詞：膠帶輸送機(jī)；S7-300；集中控制系統(tǒng)ABSTRACTCoaltransportsystemtoensurenormalproductionofmineplayedaveryimportantrole.Inordertoguaranteecoalminesafetyandreliableoperationofthetransportsystem,thebeltconveyortofocusonsurveillanceandcontrolisnecessary.Inthispaper,theXinjiangHamiCoalMineinclinedconveyorbeltandthegroundasthebackground,todesignthePLCtechnologyasthecoreofthecentralizedcontrolsystemtoimprovethetransportsystemofmonitoringandcontrollevel.Firstintroducedinthetextofthisdesignbackground,andthendesignaconveyorbeltonthestructureandcontrolsystemshouldhavethecontrol,faultdetectionandparametersoftheprotectiondevice,identifiedthefaultdetectionsensorsandinstallationofthetypeofposition.OnthisbasistheuseofSIEMENSS7-300seriesPLCtothesystemhardwareandsoftwaredesign,includingthePLCmoduleconfigurationandexternalconnections,ladderprogramdesign.Finally,PLCcontrolsystemthemainsourceofinterferenceandthedesignoftheanti-jammingmeasures.Keywords:Beltconveyor；S7-300；CentralizedcontrolsystemTOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"緒論 1\o"CurrentDocument"概述 1\o"CurrentDocument"膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng) 1膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)的重要性 1.集中控制系統(tǒng)的發(fā)展及存在的問(wèn)題 2.\o"CurrentDocument"1.3本課題研究的主要內(nèi)容 2\o"CurrentDocument"膠帶機(jī)集中控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 4\o"CurrentDocument"課題背景介紹 4\o"CurrentDocument"膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì) 5\o"CurrentDocument"膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6\o"CurrentDocument"膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成 7膠帶輸送機(jī) 7..參數(shù)檢測(cè)及故障保護(hù)裝置 8..PLC簡(jiǎn)述 1..4.人機(jī)界面HMI 1..7\o"CurrentDocument"膠帶輸送機(jī)集控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 19\o"CurrentDocument"SIMATICS7-300PLC簡(jiǎn)介 19SIMATICS7-300PLC簡(jiǎn)介 1.9模塊安裝 2..0\o"CurrentDocument"3.2集控系統(tǒng)PLC的設(shè)計(jì) 21CPU的選擇 2..1數(shù)字量模塊選擇 2..3模擬量模塊選擇 2..5電源模塊的選擇 2..6\o"CurrentDocument"西門(mén)子ET200M與PROFIBUS-DJP、線(xiàn) 28\o"CurrentDocument"膠帶集中控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 30\o"CurrentDocument"集中控制的流程圖 30\o"CurrentDocument"系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn) 31控制方式選擇 3..1模擬量的處理 3..2\o"CurrentDocument"控制系統(tǒng)的抗干擾措施 34\o"CurrentDocument"主要干擾源 34\o"CurrentDocument"抗干擾措施 35總結(jié) 37\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn): 38附錄 40\o"CurrentDocument"翻譯部分 42\o"CurrentDocument"英文原文 42\o"CurrentDocument"中文譯文 54致謝 64中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2008中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2008屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第#頁(yè)1緒論1.1概述煤炭運(yùn)輸是煤炭生產(chǎn)過(guò)程中不可缺少的一部分。礦井中，運(yùn)輸線(xiàn)路比較長(zhǎng)，巷道條件多種多樣，運(yùn)輸若不通暢，采掘工作或是其它的工作都無(wú)法進(jìn)行，整個(gè)煤炭生產(chǎn)系統(tǒng)將處于癱瘓狀態(tài)。礦井運(yùn)輸機(jī)械的類(lèi)型很多，按運(yùn)行方式不同，可分為連續(xù)運(yùn)行和往返運(yùn)行兩種。連續(xù)運(yùn)行式運(yùn)輸設(shè)備的特點(diǎn)是，一經(jīng)開(kāi)動(dòng)就不需操作而連續(xù)運(yùn)行。普通膠帶機(jī)、鋼繩芯膠帶輸送機(jī)、鋼繩牽引膠帶輸送機(jī)等均屬于此類(lèi)運(yùn)輸設(shè)備。往返運(yùn)行式運(yùn)輸設(shè)備的特點(diǎn)是，在運(yùn)行區(qū)間，以一定的方式，作往返式周期性運(yùn)行，運(yùn)行中需要操作換向。機(jī)車(chē)運(yùn)輸及單繩牽引運(yùn)輸?shù)葘儆诖祟?lèi)運(yùn)輸設(shè)備。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，礦井生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，運(yùn)輸系統(tǒng)也經(jīng)歷了不斷的變革和進(jìn)步，并以煤流運(yùn)輸?shù)倪B續(xù)化（輸送機(jī)化），設(shè)備大型化（使用長(zhǎng)運(yùn)距、大運(yùn)營(yíng)、高運(yùn)速、大功率輸送機(jī)）、自動(dòng)化、高可靠性與安全性能來(lái)保證礦井的連續(xù)、高效生產(chǎn)。礦井膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)，是由多條膠帶搭接或由煤倉(cāng)轉(zhuǎn)載形成的煤流運(yùn)輸系統(tǒng)，因此它內(nèi)部的基本運(yùn)輸單元就是單臺(tái)膠帶機(jī)。膠帶輸送機(jī)是選煤廣的主要運(yùn)輸設(shè)備，它可用于物料的水平或傾斜運(yùn)輸上。由于膠帶輸送機(jī)的輸送能力變化范圍大、運(yùn)輸距離長(zhǎng)、貨載和輸送機(jī)間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)阻力小等，因而具有適應(yīng)性強(qiáng)、工作平穩(wěn)可靠、動(dòng)力消耗小、機(jī)件磨損小、使用維修方便等優(yōu)點(diǎn)，在選煤廠(chǎng)中得到廣泛應(yīng)用。1.2膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)1.2.1膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)的重要性礦井膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)是原煤運(yùn)輸?shù)奈ㄒ煌緩剑堑V井生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，因此它的安全高效運(yùn)行受到很大程度的重視。由于礦井膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)分布廣、信息分散以及控制要求高的特點(diǎn)，隨著礦井生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，以及技術(shù)水平的不斷提高，現(xiàn)代化礦井也需要現(xiàn)代化的管理，因此對(duì)膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)的控制和管理提出了更高的要求。以往對(duì)膠帶輸送機(jī)都采用人工就地分臺(tái)控制，即每臺(tái)輸送機(jī)的控制均由一名司機(jī)就地操作，這是一種最原始的控制方式。這種控制方式是直接操作輸送機(jī)的控制開(kāi)關(guān)，操作最簡(jiǎn)單，不增加任何的控制元器件，維護(hù)工作較少，但需要人員太多，并因每個(gè)司機(jī)的思想素質(zhì)和技術(shù)素質(zhì)不等常有以外事故發(fā)生，影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。而集中控制方式，是在整個(gè)運(yùn)輸線(xiàn)上新增一套集中控制裝置，在控制室內(nèi)集中操縱機(jī)構(gòu)，由一名司機(jī)來(lái)完成操作。這不但節(jié)省了大量的司機(jī)人員，也為及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，縮短停產(chǎn)時(shí)間和綜合自動(dòng)化創(chuàng)造了條件。目前，已經(jīng)成為礦井膠帶運(yùn)輸?shù)闹饕刂品绞健?.2.2集中控制系統(tǒng)的發(fā)展及存在的問(wèn)題在煤礦中，煤流的運(yùn)輸一般在幾百米到十幾公里之間，因此它的運(yùn)輸系統(tǒng)要有多臺(tái)膠帶輸送機(jī)、給煤機(jī)、煤倉(cāng)等構(gòu)成，協(xié)調(diào)配合完成長(zhǎng)距離運(yùn)輸任務(wù)。為保證運(yùn)輸系統(tǒng)的安全可靠，提高運(yùn)輸效率，對(duì)其進(jìn)行完善的管理和監(jiān)控是現(xiàn)代礦井煤流運(yùn)輸迫切需要的一項(xiàng)技術(shù)。隨著礦井功能和規(guī)模的不斷擴(kuò)大，計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、新的工業(yè)控制器技術(shù)等新技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)膠帶輸送機(jī)的集中控制系統(tǒng)也得到了飛速發(fā)展。從單臺(tái)控制系統(tǒng)到多臺(tái)的集中控制系統(tǒng)，有價(jià)格相對(duì)較貴的PLC構(gòu)成的系統(tǒng)和低廉的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。目前，雖然市場(chǎng)上有著各式各樣方案構(gòu)成的集控系統(tǒng)，但發(fā)展的方向是一致的，那就是朝自動(dòng)化、智能化、信息化的方向發(fā)展。皮帶機(jī)的綜合自動(dòng)化控制是整個(gè)礦井實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的重要組成部分。 目前對(duì)膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題有：在安全保護(hù)方面，為提高膠帶輸送機(jī)運(yùn)行的可靠性，安全性，減少故障，提高效率，多種檢測(cè)方法已應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)、液力偶合器、減速器和膠帶運(yùn)行系統(tǒng)故障檢測(cè)，但是這些系統(tǒng)是相互獨(dú)立的。故障檢測(cè)系統(tǒng)誤報(bào)率高。誤報(bào)將造成膠帶輸送機(jī)不應(yīng)有的停機(jī)，使全礦井停產(chǎn)，對(duì)礦井生產(chǎn)造成極大影響。皮帶機(jī)的控制、運(yùn)行、保護(hù)等信息不能較好的與礦井其他控制系統(tǒng)共享，不能與整個(gè)礦井信息系統(tǒng)的集成。視頻監(jiān)視系統(tǒng)不規(guī)范，沒(méi)有語(yǔ)音通訊功能，不能實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。1.3本課題研究的主要內(nèi)容礦井生產(chǎn)自動(dòng)化已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，如何更好的實(shí)現(xiàn)礦井運(yùn)輸系統(tǒng)的集中安全控制管理是現(xiàn)在迫切解決的問(wèn)題。而皮帶機(jī)集中控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)皮帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)的遙測(cè)、遙信、遙控，提高生產(chǎn)效率、降低事故率，減少故障處理時(shí)間、減少現(xiàn)場(chǎng)操作人員、提高經(jīng)濟(jì)效益。本論文正是以此為目的，以新疆哈密煤礦主斜井與地面膠帶輸送機(jī)為背景，設(shè)計(jì)一種基于 PLC的運(yùn)輸皮帶和給煤機(jī)的集中控制系統(tǒng)。本次設(shè)計(jì)主要內(nèi)容如下：對(duì)膠帶運(yùn)輸控制系統(tǒng)概述。以哈密煤礦主斜井與地面膠帶輸送機(jī)為背景，概述膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)的功能，設(shè)計(jì)其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，討論要監(jiān)控的故障對(duì)象、傳感器配置及對(duì)故障的處理措施。膠帶集控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，進(jìn)行S7-300PLC模塊選型和外部連線(xiàn)設(shè)計(jì)。為了使集控系統(tǒng)更加完善，實(shí)現(xiàn)控制的可觀(guān)化、清晰化，加入了觸摸屏設(shè)計(jì)。它可以實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)的運(yùn)行情況和各種故障情況，進(jìn)行及時(shí)的報(bào)警顯示和記錄。進(jìn)行系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。最后分析控制系統(tǒng)產(chǎn)生干擾的原因，提出對(duì)應(yīng)抗干擾措施。完成中英文翻譯。2膠帶機(jī)集中控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)2.1課題背景介紹新疆哈密煤礦是年產(chǎn)200萬(wàn)噸的中型煤礦，采用帶式運(yùn)輸機(jī)作為主要運(yùn)輸方式，其主運(yùn)輸系統(tǒng)包括主提升帶式輸送機(jī)、走廊帶式輸送機(jī)、振動(dòng)篩、中煤塊帶式輸送機(jī)、大煤塊帶式輸送機(jī)、過(guò)橋帶式輸送機(jī)和末煤刮板輸送機(jī)、煤倉(cāng)等。各條皮帶機(jī)都由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，正常運(yùn)行速度為2m/s，其中振動(dòng)篩為雙層的，每條皮帶機(jī)均設(shè)置跑偏、堆煤、煙霧、拉線(xiàn)急停、打滑、縱撕等保護(hù)。其工藝流程圖如圖 2.1所示。其中箭頭指示煤流方向。振動(dòng)篩中決宦帶中塊煤倉(cāng)振動(dòng)篩中決宦帶中塊煤倉(cāng)圖2.1運(yùn)輸工藝流程圖如圖所示，煤炭從井底煤倉(cāng)經(jīng)給煤機(jī)運(yùn)到主提升皮帶，通過(guò)主斜井中的主提升皮帶運(yùn)至地面，經(jīng)地面的走廊皮帶輸送機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)到振動(dòng)篩，振動(dòng)篩為雙層的，經(jīng)篩分后分成大塊煤、中塊煤和末煤三種。大塊煤經(jīng)大塊皮帶到大塊煤倉(cāng)，中塊煤經(jīng)中塊皮帶運(yùn)到中塊煤倉(cāng)，而末煤先通過(guò)過(guò)橋皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)，再利用過(guò)橋皮帶機(jī)尾的分煤擋板分到兩條末煤刮板輸送機(jī)上，運(yùn)輸?shù)礁髯缘拿簜}(cāng)，其分煤擋板是固定的。本礦井皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)控制采用繼電器控制，可靠性差、體積大、故障率高、勞動(dòng)強(qiáng)度較大。其控制方式有兩種：集中手動(dòng)控制和就地控制，沒(méi)有集中自動(dòng)控制，所有的控制都由人來(lái)操作。集中控制室設(shè)在選煤樓振動(dòng)篩的附近，由控制柜、操作臺(tái)和觸摸屏組成。皮帶機(jī)的控制通過(guò)操作臺(tái)上對(duì)應(yīng)的啟停按鈕集中控制，觸摸屏實(shí)時(shí)顯示皮帶的運(yùn)行狀態(tài)和故障狀態(tài)集、故障位置。各皮帶機(jī)的機(jī)頭或機(jī)尾都設(shè)置就地控制箱，在檢修或特殊情況下進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的就地啟?？刂?。皮帶按逆煤流啟動(dòng)，順煤流停車(chē)。啟動(dòng)順序?yàn)椋耗┟汗伟鍣C(jī)、過(guò)橋皮帶、大小塊皮帶、振動(dòng)篩、走廊皮帶、主提升皮帶、給煤機(jī)；停止順序與此相反。每一條皮帶安排一人專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)巡視，勞動(dòng)量大、效率低。2.2膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)本膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)具有的功能如下所述：1） 本系統(tǒng)有集控、就地、檢修三種工作模式。一般系統(tǒng)運(yùn)行在集控工作模式下，當(dāng)組成生產(chǎn)流水線(xiàn)時(shí)，本機(jī)根據(jù)前后閉鎖關(guān)系自動(dòng)啟停，同時(shí)檢測(cè)各檢測(cè)保護(hù)設(shè)備的狀況；運(yùn)行就地工作模式時(shí)，操作員手動(dòng)操作按鈕啟動(dòng) /停止膠帶機(jī)，但所有保護(hù)設(shè)備均投入使用；運(yùn)行檢修工作模式時(shí)，操作員手動(dòng)啟動(dòng) /停止膠帶，保護(hù)設(shè)備可有選擇性的投入使用，在檢修模式下，我們使膠帶低速運(yùn)行。工作方式的改變，只有在膠帶輸送機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行，膠帶輸送機(jī)運(yùn)作時(shí)，不能改變其工作方式；2） 程序設(shè)計(jì)中，報(bào)警停車(chē)等故障信號(hào)自動(dòng)保持，即一旦發(fā)出故障信號(hào)，即使經(jīng)維修后信號(hào)消失，計(jì)算機(jī)內(nèi)仍保留信號(hào)故障狀態(tài)，這時(shí)復(fù)位指令可以清除故障保持信號(hào)；3） 皮帶輸送機(jī)按照逆煤流啟動(dòng)，順煤流延時(shí)停車(chē)，并具有閉鎖功能；4） 系統(tǒng)具有膠帶機(jī)低速打滑、機(jī)頭堆煤、超溫灑水、煙霧、滾筒超溫、沿線(xiàn)急停和跑偏等多種保護(hù)。下面簡(jiǎn)單介紹它們信號(hào)發(fā)生后的動(dòng)作情況：拉線(xiàn)開(kāi)關(guān)：信號(hào)發(fā)出后馬上發(fā)出急停指令，系統(tǒng)可以識(shí)別哪個(gè)急停開(kāi)關(guān)動(dòng)作，發(fā)出拉線(xiàn)開(kāi)關(guān)聲光報(bào)警。堆煤：信號(hào)發(fā)出后，執(zhí)行堆煤聲光報(bào)警指令和急停指令。跑偏：信號(hào)發(fā)出后，執(zhí)行跑偏聲光報(bào)警指令，此為一級(jí)動(dòng)作，當(dāng)報(bào)警時(shí)間超出一定時(shí)間段時(shí)，同時(shí)再執(zhí)行急停指令，此為二級(jí)動(dòng)作。打滑；信號(hào)發(fā)出后，執(zhí)行打滑聲光報(bào)警指令，再執(zhí)行急停指令。超速：信號(hào)發(fā)出后，執(zhí)行超速聲光報(bào)警和急停指令。斷帶：信號(hào)發(fā)出后，執(zhí)行斷帶聲光報(bào)警和急停指令。縱撕：信號(hào)發(fā)出后，執(zhí)行縱撕聲光報(bào)警和急停指令。滾筒超溫：信號(hào)發(fā)出后，執(zhí)行滾筒超溫聲光報(bào)警、灑水指令和急停指令。煙霧：信號(hào)發(fā)出后，執(zhí)行煙霧聲光報(bào)警、灑水指令和急停指令。5） 對(duì)設(shè)備故障和工藝參數(shù)的異常實(shí)時(shí)報(bào)警， 并進(jìn)行聲光提示，系統(tǒng)狀態(tài)對(duì)位顯示，更便于維護(hù)。6） 可與工業(yè)電視系統(tǒng)配合，實(shí)時(shí)監(jiān)視皮帶機(jī)重點(diǎn)部位運(yùn)行情況，以確保人員及設(shè)備的安全；具有喊話(huà)、打點(diǎn)通訊功能，基本實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。

7） 膠帶運(yùn)輸機(jī)就地控制箱上設(shè)啟停、起動(dòng)預(yù)警按鈕，設(shè)備啟動(dòng)前發(fā)出預(yù)警信號(hào)，提示有關(guān)人員應(yīng)立即遠(yuǎn)離設(shè)備；現(xiàn)場(chǎng)可隨時(shí)停車(chē)，若設(shè)備由集控啟動(dòng)，控制系統(tǒng)接到現(xiàn)場(chǎng)停車(chē)信號(hào)后，可作急停處理，實(shí)施故障停車(chē)操作。8） 具有聯(lián)網(wǎng)功能，能與全礦井自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)可靠的聯(lián)接、實(shí)現(xiàn)全局監(jiān)控。2.3膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)中需要集中控制的皮帶共有7條，各條皮帶分布較廣，現(xiàn)場(chǎng)控制點(diǎn)分散，并且現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境比較惡劣。所以，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用 PROFIBUS-D現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù),組成主從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。根據(jù)工藝流程劃分，系統(tǒng)以 PLC為控制主站，以每條皮帶就地箱配備的遠(yuǎn)程I/OET200M為從站，共設(shè)7個(gè)從站，這樣就節(jié)約了大量電纜等材料。本系統(tǒng)由集中控制臺(tái)、PLC控制柜、觸摸屏、就地箱、各種保護(hù)傳感器及執(zhí)行器組成。完成一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)多條皮帶多個(gè)設(shè)備全過(guò)程的控制、監(jiān)測(cè)，構(gòu)成一個(gè)完善的集中控制系統(tǒng)。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2.2所示。末煤刮板機(jī)末煤刮板機(jī)圖2.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖以SIEMENS^司S7-300系列PLC作為核心控制器件，具有防潮、抗干擾能力強(qiáng)、易擴(kuò)展，基本免維護(hù)，實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通信，以循環(huán)掃描的方式，檢測(cè)傳感器及被控設(shè)備的信號(hào)，發(fā)出程序指令，完成對(duì)皮帶機(jī)的集中監(jiān)控，使各個(gè)皮帶協(xié)調(diào)完成工作。PLC控制柜內(nèi)部由S7-300PLC模塊、接線(xiàn)端子、電源模塊、變壓器及各種模塊組成；集中控制臺(tái)和觸摸屏是人機(jī)的交流界面，控制臺(tái)面板上有各條皮帶機(jī)的起停控制按鈕，總啟、總停按鈕，起車(chē)預(yù)警按鈕、集控/就地/檢修工作方式的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，系統(tǒng)緊急停車(chē)按鈕；觸摸屏則詳細(xì)顯示各條皮帶及給煤機(jī)運(yùn)行情況，同時(shí)也顯示出所有皮帶上的各種保護(hù)傳感器的動(dòng)作情況、故障位置等。就地控制箱上有控制皮帶的啟動(dòng)、停止按鈕，急停按鈕，內(nèi)部配 SIMATICET200M遠(yuǎn)程I/O，完成現(xiàn)場(chǎng)皮帶的數(shù)據(jù)采集和控制。每個(gè)遠(yuǎn)程I/O站可以處理256個(gè)開(kāi)關(guān)量或64個(gè)模擬量，它與CPU的通信速率最高可達(dá)12Mbps通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)1200米。ET200M遠(yuǎn)程單元通過(guò)IM153-2總線(xiàn)接口模塊連接到PROFIBU總線(xiàn)上。2.4膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)主要由PLC人機(jī)界面等組成，它主要控制膠帶輸送機(jī)、各種參數(shù)檢測(cè)和故障保護(hù)裝置，將各種信息在觸摸屏上集中顯示。下面我們對(duì)集控系統(tǒng)各部分進(jìn)行詳細(xì)的介紹。2.4.1膠帶輸送機(jī)帶式輸送機(jī)是以膠帶作為牽引機(jī)構(gòu)和承載機(jī)構(gòu)的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械， 又稱(chēng)為膠帶輸送機(jī)，它在礦山的物料運(yùn)輸，特別是煤的輸送方面得到了廣泛應(yīng)用。帶式輸送機(jī)主要由以下幾種主要部件組成：傳動(dòng)裝置、膠帶、機(jī)架、滾筒、托輥、拉緊裝置、清掃器、裝料和卸料裝置等。圖乙3膠帶輸送機(jī)1—膠芾52—傳動(dòng)滾筒；3—尾部滾筒壬幼一上托螞；6—拉緊裝置；了一給料裝置；8-#料菠置；—祀架膠帶輸送機(jī)的基木結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2.3所示。膠帶1繞過(guò)傳動(dòng)滾筒2及尾部滾筒3形成無(wú)級(jí)循環(huán)的牽引機(jī)構(gòu)，在滾筒2和3之間的機(jī)架上按一定距離安裝著托輥4和5,用來(lái)支承載有物料的膠帶段（重段）和回空的膠帶段（空段）,傳動(dòng)滾筒由電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器帶動(dòng)，膠帶與滾筒之間的摩擦力使膠帶移動(dòng)，這時(shí)，由給料漏斗7（裝載裝置）加到膠帶上的物料就和膠帶一起移動(dòng)。當(dāng)膠帶繞過(guò)傳動(dòng)滾筒時(shí)，物料就在重力和離心力的作用下卸到排料漏斗8（卸料裝置）中。小車(chē)和系在它上面的重物是膠帶輸送機(jī)的拉緊裝置，它的作用是通過(guò)安裝在小車(chē)上的尾部滾筒使膠帶處于張緊的狀態(tài)。這樣，膠帶在兩托輥之間懸垂度不致過(guò)大，而傳動(dòng)滾筒也能有足夠的牽引力傳送給膠帶。膠帶是經(jīng)主動(dòng)滾筒和機(jī)尾改向滾筒形成一個(gè)無(wú)極環(huán)行帶。 它上下的兩股膠帶分別由上下的托輥來(lái)支承。膠帶機(jī)的傳動(dòng)裝置一般位于輸送帶的頭部、 中部或是尾部，它是帶式輸送機(jī)的重要組成部分。傳動(dòng)裝置一般由驅(qū)動(dòng)裝置和傳動(dòng)滾筒組成。驅(qū)動(dòng)裝置一般采用電動(dòng)機(jī)、液力偶合器、減速器及制動(dòng)輪、傳動(dòng)滾筒組成。輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)有單滾筒驅(qū)動(dòng)和多滾筒驅(qū)動(dòng)，一般常采用單滾筒驅(qū)動(dòng)，功率大時(shí)可采用多滾筒驅(qū)動(dòng)。多滾筒驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)就是能夠傳遞較大的功率，帶動(dòng)較大的負(fù)載，并能降低輸送帶的張力；其缺點(diǎn)就是可能會(huì)出現(xiàn)功率不平衡問(wèn)題，從而增加了電動(dòng)機(jī)的備用功率。本項(xiàng)目的膠帶輸送機(jī)都采用一臺(tái)電機(jī)的單滾筒驅(qū)動(dòng)。膠帶輸送機(jī)向上運(yùn)輸物料的傾角不能過(guò)大，運(yùn)輸煤炭時(shí)的傾角一般為 18°—21°。向下運(yùn)輸?shù)膬A角一般在15°以下。超過(guò)這些數(shù)值，運(yùn)輸物料和膠帶之間就會(huì)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使物料下滑。因此，在輸送同樣高度條件下，膠帶輸送機(jī)所需廠(chǎng)房面積或成長(zhǎng)度較大。2.4.2參數(shù)檢測(cè)及故障保護(hù)裝置為了能實(shí)時(shí)的掌握帶式輸送機(jī)的運(yùn)行狀況，需要對(duì)其一些參數(shù)如速度、滾筒溫度等進(jìn)行檢測(cè)。帶式輸送機(jī)在輸送過(guò)程中也難免出現(xiàn)一些故障，如果這些故障處理不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致更大的事故，對(duì)生產(chǎn)造成重大損失。所以，對(duì)帶式輸送機(jī)的參數(shù)檢測(cè)和采取相關(guān)保護(hù)措施是必須的。下面簡(jiǎn)要介紹一下帶式輸送機(jī)出現(xiàn)的一些常見(jiàn)故障及其參數(shù)的檢測(cè)。1、跑偏近年來(lái)，帶式輸送機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中最常見(jiàn)的故障是運(yùn)輸機(jī)跑偏，如果處理不及時(shí)，因輸送帶邊緣與托輥或機(jī)架劇烈摩擦，很快會(huì)把輸送帶邊上的保護(hù)層磨掉，使帶芯受潮濕大氣的侵蝕而迅速損壞，也可能扯壞輸送帶，造成斷帶事故；另外，皮帶嚴(yán)重跑偏時(shí)也會(huì)導(dǎo)致向外撒煤，造成浪費(fèi)。因此，防護(hù)輸送帶跑偏是帶式運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行保護(hù)中的重要問(wèn)題。膠帶輸送機(jī)跑偏的根本原因是輸送帶在運(yùn)行過(guò)程中，橫向受力不平衡。主要有以下幾種原因：（1）安裝質(zhì)量原因：a機(jī)架、滾筒沒(méi)有調(diào)整平直；b托輥軸線(xiàn)與輸送帶中心線(xiàn)不垂直；c機(jī)架與地面連接強(qiáng)度不夠，機(jī)架不穩(wěn)定；d導(dǎo)料槽和卸料槽的導(dǎo)

料擋板安裝位置不當(dāng)，受力不均。（2）輸送帶質(zhì)量原因：a輸送帶接頭與中心線(xiàn)不直；b輸送帶帶邊呈“S”型。（3）裝載質(zhì)量原因：裝載點(diǎn)不在輸送帶中央。（4）維護(hù)質(zhì)量原因：滾筒清掃不干凈，造成直徑不等。目前，對(duì)運(yùn)輸機(jī)跑偏的解決辦法主要有兩種： （1）通過(guò)人工調(diào)整滾筒或托輥進(jìn)行調(diào)偏；（2）使用回轉(zhuǎn)式槽型調(diào)偏托輥（上膠帶裝）或平行調(diào)偏托輥（下膠帶裝）進(jìn)行自動(dòng)調(diào)偏。為實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，多數(shù)都使用能自動(dòng)調(diào)偏的托輥。圖2.5 速度傳感器為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)運(yùn)輸皮帶是否跑偏，一般在機(jī)頭、機(jī)中和機(jī)尾皮帶最容易跑偏的地方分別安裝一對(duì)防跑偏保護(hù)裝置。本設(shè)計(jì)中采用煤炭科學(xué)總院常州自動(dòng)化研究所的KG1007A-圖2.5 速度傳感器圖2.4跑偏開(kāi)關(guān)KG1007A-型膠帶防跑偏開(kāi)關(guān)為本質(zhì)安全型電氣設(shè)備，使用于煤礦有瓦斯、礦塵爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境。它體積比較小、重量輕、密封性能好；觸點(diǎn)動(dòng)作后還留有較大的探桿轉(zhuǎn)動(dòng)緩沖角，探桿上裝有尼龍滾動(dòng)護(hù)套，避免探桿和膠帶之間的磨擦，使本身不易損壞，輸出開(kāi)關(guān)量信號(hào)。它的轉(zhuǎn)動(dòng)角度可以通過(guò)改變微調(diào)開(kāi)關(guān)的位置來(lái)改變。在此設(shè)計(jì)中，我們要求跑偏信號(hào)發(fā)出傳送給PLC一級(jí)跑偏時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警；二級(jí)跑偏時(shí)PLC發(fā)出急停指令，語(yǔ)音報(bào)警，同時(shí)觸摸屏故障位置指示燈亮并啟動(dòng)急停報(bào)警KG1007A2型防跑偏開(kāi)關(guān)技術(shù)參數(shù)如下所示：膠帶跑偏開(kāi)關(guān)型號(hào)：KG1007A-2型外殼防護(hù)等級(jí)：IP54觸點(diǎn)容量AC380VDC220V5A,煤礦井下使用時(shí)必須和本質(zhì)安全型電路連接探桿動(dòng)作轉(zhuǎn)動(dòng)最大角度：大于70°雙向轉(zhuǎn)動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作時(shí)探桿轉(zhuǎn)動(dòng)角度：25°（一級(jí)）40°（二級(jí)）引入電纜外徑：6?12mm兩個(gè)出線(xiàn)口重量:2kg2、2、檢測(cè)膠帶打滑、超速和斷帶故障，均需要知道膠帶的運(yùn)行速度，因此我們給每條皮帶設(shè)置一個(gè)速度傳感器來(lái)檢測(cè)膠帶的速度。本設(shè)計(jì)中，我們選用常州聯(lián)力的KJ5007A型速度傳感器，輸出頻率信號(hào)，幅值5V,頻率f=200V（V為膠帶速度值），輸出電流信號(hào)4?20mA其工作原理是：帶式輸送機(jī)運(yùn)行時(shí)，速度檢測(cè)傳感器由緊貼膠帶的滾輪帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)（帶有齒槽）在光電傳感器凹槽內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，光電傳感器光路通斷受齒槽控制，輸出相應(yīng)的方波頻率信號(hào)，頻率信號(hào)經(jīng)整形放大后，再經(jīng)頻率 /電壓、電壓/電流變換后輸出4?20mA的電流信號(hào)。轉(zhuǎn)盤(pán)圖2.6速度檢測(cè)傳感器部分電路方框圖3、 打滑驅(qū)動(dòng)滾筒打滑的原因是滾筒的摩擦牽引力降低、超載或帶子被卡住。摩擦牽引力降低的原因是輸送帶或滾筒沾泥水、輸送帶張力下降。采用自動(dòng)調(diào)整的拉緊裝置是防止驅(qū)動(dòng)滾筒打滑的有效方法。滾筒持續(xù)打滑得不到糾正，則會(huì)招致輸送帶著火，引起重大火災(zāi)事故。采用阻燃輸送帶，驅(qū)動(dòng)滾筒持續(xù)打滑也會(huì)冒煙污染空氣。因此設(shè)置打滑保護(hù)裝置，自動(dòng)監(jiān)視調(diào)整或停止。在此設(shè)計(jì)中我們沒(méi)有選用專(zhuān)門(mén)的打滑檢測(cè)傳感器，是通過(guò)檢測(cè)膠帶的速度，把膠帶速度和滾筒速度做比較來(lái)實(shí)現(xiàn)的。理論上我們是將膠帶的實(shí)際運(yùn)行速度與滾筒實(shí)際速度作比較，但是實(shí)際上，在滾筒速度不容易獲取的情況下，我們可讓膠帶實(shí)際速度與滾筒的額定轉(zhuǎn)速比較，監(jiān)測(cè)傳動(dòng)滾筒和輸送帶之間的線(xiàn)速度之差，當(dāng)檢測(cè)到輸送機(jī)速度滑差率大于或等于8%寸，立即發(fā)出聲光報(bào)警：當(dāng)測(cè)得輸送機(jī)速度滑差率大于或等于8唏口運(yùn)行時(shí)間大于或等于20秒時(shí)使帶式輸送機(jī)與給煤機(jī)緊急停車(chē)，并發(fā)出聲光報(bào)警；或當(dāng)測(cè)得輸送機(jī)速度滑差率大于或等于12呀口運(yùn)行時(shí)間大于或等于5秒時(shí)使帶式輸送機(jī)與給煤機(jī)緊急停車(chē)，并發(fā)出聲光報(bào)警。4、 超速當(dāng)膠帶負(fù)載忽然變輕或是膠帶忽然斷帶時(shí)，膠帶運(yùn)行速度會(huì)馬上升高。膠帶一般正常運(yùn)行速度是2m/s，如果速度太高，會(huì)對(duì)膠帶旁邊的礦工造成危險(xiǎn)；同時(shí)若膠帶旁邊有鋒銳的物體，可能會(huì)掛破膠帶，造成重大事故。同上，我們?cè)诖嗽O(shè)計(jì)中沒(méi)有采用專(zhuān)門(mén)的超速傳感器，通過(guò)膠帶速度與設(shè)定值的比較，判定膠帶是否超速運(yùn)行。當(dāng)膠帶速度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)帶速的105%寸，發(fā)出聲光報(bào)警并命令皮帶緊急停車(chē)，這里標(biāo)準(zhǔn)帶速為2m/s。5、 斷帶從大量的斷帶事故分析可知，帶式輸送機(jī)斷帶原因大概有以下幾種 ：齒輪減速器損壞，液力耦合器噴液或電動(dòng)機(jī)逆轉(zhuǎn)；輸送帶接頭質(zhì)量問(wèn)題；運(yùn)輸中因其他東西卷入而引起運(yùn)輸載荷突然增加；啟動(dòng)和停車(chē)時(shí)應(yīng)力變化大；輸送帶自身質(zhì)量不過(guò)關(guān)，輸送帶服務(wù)年限過(guò)長(zhǎng)，輸送帶長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)輸，日常維護(hù)不到位；物料分配不均，輸送帶跑偏。為了防止由這些原因引起的斷帶事故，除了進(jìn)行人為的檢修和維護(hù)外，在輸送機(jī)沿線(xiàn)上布置斷帶保護(hù)裝置尤為重要。因?yàn)樗梢员苊馔话l(fā)事故，隨時(shí)處于待命狀態(tài)。在滾筒實(shí)際轉(zhuǎn)速不能確定的情況下，我們通過(guò)檢測(cè)膠帶線(xiàn)速度與滾筒額定線(xiàn)速度差確定是否斷帶，當(dāng)差值大于設(shè)定值時(shí)，發(fā)出斷帶信號(hào)，命令皮帶緊急停車(chē)，同時(shí)停給煤機(jī)，并發(fā)出聲光報(bào)警。&堆煤傳感器當(dāng)煤倉(cāng)內(nèi)有大煤塊塞住煤倉(cāng)漏口時(shí)，會(huì)使煤流阻在煤倉(cāng)內(nèi)，無(wú)法向膠帶投放。由于煤倉(cāng)特別大，如果沒(méi)有人及時(shí)發(fā)現(xiàn)煤倉(cāng)堆煤，煤在煤倉(cāng)內(nèi)會(huì)越堆越多，最后會(huì)迫使使用大量人力物力來(lái)挖除煤倉(cāng)內(nèi)阻塞的大量煤，同時(shí)將運(yùn)輸系統(tǒng)全部停下。這樣不僅浪費(fèi)時(shí)間降低工作效率，同時(shí)也費(fèi)用大量人力物力，提高煤的生產(chǎn)成本。因此加入堆煤傳感器，及時(shí)報(bào)警危險(xiǎn)煤位，處理煤倉(cāng)內(nèi)阻塞的煤。此設(shè)計(jì)中我們采用常州自動(dòng)化研究所的物料探測(cè)傳感器。 KG1006系列物料探測(cè)傳感器包括KG1006A型和KG1006C型，適用于煤炭、冶金、化工、建材的功能行業(yè)惡劣環(huán)境，主要用途是監(jiān)測(cè)料倉(cāng)物料高度；檢測(cè)輸送機(jī)溜槽阻塞或轉(zhuǎn)載點(diǎn)堆積。傳感器可以延時(shí)動(dòng)作，延時(shí)時(shí)間可調(diào)，避免由于大塊物料撞擊引起誤動(dòng)作。這里我們選用KG1006A型，輸出觸點(diǎn)容量是AC220V1A,電阻性負(fù)載；延時(shí)時(shí)間0.4?60s可調(diào)，瞬間復(fù)位，輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)。堆煤傳感器一般安裝在機(jī)頭下方適當(dāng)?shù)奈恢茫?且不易碰壞或被水和煤塵污染的地方。應(yīng)保證正常煤流時(shí)不誤動(dòng)作，機(jī)器振動(dòng)不誤動(dòng)作，不因滴水或煤塵集聚而誤動(dòng)作，大塊煤矸石碰撞后不能使其損壞。7、煙霧檢測(cè)傳感器由于打滑摩擦等原因，膠帶機(jī)滾筒升高到一定溫度時(shí)，會(huì)使膠帶燃著，因此我們?cè)跐L筒處設(shè)置煙霧傳感器，當(dāng)煙霧濃度大于一定值時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。煙霧傳感器可分為離子感煙式和光電感煙式兩類(lèi)，但不管是離子式還是光電式的，都有一個(gè)共同的特點(diǎn)，即機(jī)電一體化。目前，煙霧傳感器大都采用金屬镅的離子式探測(cè)器，由不銹鋼的外殼構(gòu)成。本設(shè)計(jì)我們采用常州自動(dòng)化研究所的KGN1-型煙霧傳感器，它為礦用本質(zhì)安全型，用于監(jiān)測(cè)煤礦井下因機(jī)械磨擦、電纜發(fā)熱、煤層自然等原因引起的火災(zāi)事故，輸出0/5mA勺開(kāi)關(guān)量信號(hào)，紅色LED電源指示，報(bào)警時(shí)閃爍，頻率1Hz.當(dāng)檢測(cè)到煙

霧濃度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，發(fā)出灑水指令，啟動(dòng)灑水裝置對(duì)主滾筒進(jìn)行降溫滅火，并進(jìn)行聲光報(bào)警。煙霧傳感器應(yīng)懸掛在輸送機(jī)頭風(fēng)流方向后2-3米處，以保證主滾筒因摩擦產(chǎn)生煙霧時(shí)立即起作用。若風(fēng)速超過(guò)5m/s時(shí)應(yīng)安裝防風(fēng)罩，根據(jù)實(shí)際情況而定。為保證煙霧傳感器正常工作，必須對(duì)其定期打掃和清洗。8、拉線(xiàn)急停開(kāi)關(guān)圖2.8 拉線(xiàn)急停開(kāi)關(guān)在皮帶輸送機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，總有一些無(wú)法監(jiān)測(cè)到而又非常惡劣的事情發(fā)生，當(dāng)遇到這種緊急情況時(shí)，可以采用手動(dòng)的拉線(xiàn)急停開(kāi)關(guān)，使輸送帶緊急停車(chē)，避免發(fā)生重大事故。我們采用常州自動(dòng)化研究所的KG9001A-型編碼式拉繩急停閉鎖開(kāi)關(guān),可用作輸送機(jī)沿線(xiàn)電纜接線(xiàn)盒，并具有故障位置識(shí)別電路，識(shí)別各種不同故障及故障發(fā)生的地點(diǎn)。沿輸送機(jī)長(zhǎng)度方向配置的跑偏、縱撕（或其它傳感器）等保護(hù)裝置和起動(dòng)預(yù)告、打點(diǎn)聯(lián)絡(luò)用的信號(hào)器均可通過(guò)它們與監(jiān)控系統(tǒng)連接。拉線(xiàn)急停開(kāi)關(guān)沿輸送機(jī)安裝，一般每隔80-100米按一個(gè)，應(yīng)安裝在易于觀(guān)察到、易于操作的地方。圖2.8 拉線(xiàn)急停開(kāi)關(guān)圖2.7煙霧傳感器KG9001A-C型拉線(xiàn)急停開(kāi)關(guān)的技術(shù)參數(shù)如下所示：拉力150±20N人工復(fù)位DC10-15V,煤礦井下使用時(shí)，必須與本質(zhì)安全型電路連接監(jiān)控狀態(tài)下不大于0.1mA;動(dòng)態(tài)狀態(tài)下不大于人工復(fù)位DC10-15V,煤礦井下使用時(shí)，必須與本質(zhì)安全型電路連接監(jiān)控狀態(tài)下不大于0.1mA;動(dòng)態(tài)狀態(tài)下不大于40mA2路集電極開(kāi)路輸出復(fù)位形式工作電壓工作電流輸出信號(hào)位置識(shí)別地址0?63引入電纜外徑KG9001A-C兩側(cè)出線(xiàn)口（2個(gè)）15?20mm下部出線(xiàn)口（4個(gè)）6?12mm出廠(chǎng)時(shí)拉繩配置長(zhǎng)度 2X35m外殼防護(hù)等級(jí)IP54重量7.5kg9、紅外溫度傳感器由于滾筒和膠帶的摩擦作用，當(dāng)滾筒溫度過(guò)高時(shí)，會(huì)使膠帶燃著。因此，我們要及時(shí)監(jiān)測(cè)滾筒溫度，當(dāng)溫度達(dá)到一定值時(shí)報(bào)警。溫度傳感器從使用上可分為接觸式和非接觸式兩大類(lèi)，接觸式目前使用較為廣泛，而非接觸式測(cè)量是通過(guò)檢測(cè)被測(cè)物體所發(fā)出的紅外線(xiàn)，來(lái)達(dá)到測(cè)溫的目的。根據(jù)課題項(xiàng)目的具體要求，被測(cè)對(duì)象是一直轉(zhuǎn)動(dòng)的滾筒表面，接觸式溫度傳感器測(cè)量起來(lái)誤差太大，響應(yīng)時(shí)間太長(zhǎng)，溫度變化的傳遞完全依靠空氣為介質(zhì)進(jìn)行熱交換，因而采用接觸式測(cè)量不適用于該次設(shè)計(jì)，為此，選用了RAYTE非接觸式紅外熱敏元件作為測(cè)溫元件，溫度傳感器的輸出信號(hào)為0?10V莫擬量電壓信號(hào)，測(cè)量范圍為-32?535度。它具有響應(yīng)速度快，測(cè)量精度高，安裝維護(hù)簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。我們將檢測(cè)到的紅外溫度與設(shè)定值比較，當(dāng)溫度大于設(shè)定值時(shí)，貝U發(fā)出報(bào)警指令，同時(shí)啟動(dòng)灑水閥灑水降溫。一般我們的設(shè)定值要根據(jù)考慮周邊情況，如：膠帶的制作材料，燃點(diǎn)等。10、縱撕檢測(cè)鋼線(xiàn)芯帶式輸送機(jī)以其強(qiáng)度高、運(yùn)量大和運(yùn)距長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，受到各企業(yè)的青睞，也得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。它之所以強(qiáng)度高是因?yàn)槠鋬?nèi)部縱向布置了許多鋼絲繩，但是在其寬度上，抗拉強(qiáng)度是很低的。因此正因?yàn)檫@一特點(diǎn)，使其容易發(fā)生縱向撕裂事故，而且一旦事故發(fā)生，就會(huì)造成非常重大的經(jīng)濟(jì)損失，即使能修補(bǔ)，也浪費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間，給生產(chǎn)造成損失。縱向撕裂，其原因是多方面的，主要有：一些料棒插入到輸送帶中；大塊長(zhǎng)型矸石掉到輸送帶上；機(jī)架上某些固定件掛住輸送帶；各種鐵絲鉤住輸送帶等。就發(fā)生縱撕的地點(diǎn)來(lái)看，大部分是在裝載處，因此縱撕檢測(cè)傳感器一般放在裝載點(diǎn)前10m處。輸送帶縱撕事故如此嚴(yán)重，提出了多種檢測(cè)和監(jiān)視裝置，下面我們收集多方面資料比較詳細(xì)的介紹幾種常見(jiàn)類(lèi)型。由于輸送帶被撕裂后，表現(xiàn)特征各不相同，選用何種裝置進(jìn)行檢測(cè)，要根據(jù)具體情況而定，一般要選用幾種同時(shí)使用，以防范重大事故的發(fā)生。1、漏料檢測(cè)器。當(dāng)輸送帶被撕裂后，物料會(huì)通過(guò)裂口掉到下面的托盤(pán)上，根據(jù)平衡原理，當(dāng)物料重量克服平衡錘的重量，使裝置繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，迫使限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作（圖2.9）。這種檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，檢查方便，但是，只有物料落下后才可檢測(cè)到，當(dāng)裂口因?yàn)槔χ睾系揭黄?，物料無(wú)法落下時(shí)，卻無(wú)法檢測(cè)的到。1—回空帶；2—托盤(pán)；3—支點(diǎn)：4—平衡錘；5—承載帶圖2.9漏料檢測(cè)器2、帶寬檢測(cè)器。它是利用與輸送帶邊緣相接觸的檢測(cè)輥或是利用超音波距離測(cè)量來(lái)檢測(cè)輸送帶寬度。這就避免了上面漏料檢測(cè)器的失誤。當(dāng)輸送帶寬度變小時(shí)，兩個(gè)檢測(cè)輥之間的距離變小，通過(guò)萬(wàn)向節(jié)把撕帶的信息傳遞給開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)控制電動(dòng)機(jī)停機(jī)。此外，帶寬檢測(cè)裝置和時(shí)間繼電器配合使用，當(dāng)接受到信號(hào)后，等待一段時(shí)間再發(fā)出動(dòng)作指令，以區(qū)分是輸送帶撕裂或是撕邊。3、 超聲波檢測(cè)器。在輸送帶容易撕裂的地方的托輥之間安裝能夠產(chǎn)生超聲波的波導(dǎo)管，使之產(chǎn)生超聲波振蕩，再通過(guò)檢波器檢波后發(fā)出。當(dāng)輸送帶正常運(yùn)行時(shí)，超聲波送波、受波正常，發(fā)出正常信號(hào)；如果輸送帶撕裂，波導(dǎo)管因彎曲而破壞，這時(shí)送波和受波狀態(tài)不同，發(fā)出輸送帶縱向撕裂信號(hào)，使輸送機(jī)停機(jī)，避免輸送帶縱向撕裂事故繼續(xù)擴(kuò)大。4、 振動(dòng)檢測(cè)器。它的激振器是一個(gè)偏心圓盤(pán)，布置在兩個(gè)承載托輥之間的輸送帶上的無(wú)載邊。在輸送帶的另一邊安裝振動(dòng)接收器，它通過(guò)自由回轉(zhuǎn)的輥輪和輸送帶接觸。帶式輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，偏心激振器使輸送帶產(chǎn)生橫向強(qiáng)迫振動(dòng)，振動(dòng)接收器受輸送帶振動(dòng)的作用，發(fā)出信號(hào)并輸入放大器。當(dāng)輸送帶發(fā)生縱向撕裂時(shí)，振動(dòng)接收器再受振動(dòng)的作用，輸出信號(hào)相應(yīng)減弱，則放大器發(fā)出信號(hào)，繼電器動(dòng)作，帶式輸送機(jī)停機(jī)。在本設(shè)計(jì)中，我們選擇使DJSBA-1型縱撕傳感器。DJSBA-1型縱撕傳感器為礦用隔爆妝本質(zhì)安全型，適用于煤礦井下有瓦斯、煤塵爆炸性氣體環(huán)境中。安裝于輸送機(jī)膠帶下方，近落料點(diǎn)處。當(dāng)膠帶發(fā)生縱向撕裂時(shí)，物料灑落在傳感器上面，物料超過(guò)設(shè)定重量（0.2kg）時(shí)，傳感器發(fā)出動(dòng)作信號(hào)送至主控系統(tǒng)，立即停車(chē)并聲光報(bào)警。2.4.3PLC簡(jiǎn)述隨著微處理器、計(jì)算機(jī)和數(shù)字通信技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制已經(jīng)廣泛應(yīng)用在所有的工業(yè)領(lǐng)域。可編程序控制器（ProgrammableLogicController）正是順應(yīng)這一潮流出現(xiàn)的，它是以微處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)控制裝置。 1987年，美國(guó)電氣制造協(xié)會(huì)（NEMA對(duì)可編程序控制器下了定義：可編程序控制器是一種帶有指令存儲(chǔ)器、數(shù)字的或模擬的輸入輸出接口， 以位運(yùn)算為主，能完成邏輯、順序、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算功能，用于控制機(jī)器和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制裝置。可編程序控制器簡(jiǎn)稱(chēng)PLC它的應(yīng)用面廣、功能強(qiáng)大、使用方便，已經(jīng)成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一。PLCE經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制系統(tǒng)中， PLC在其它領(lǐng)域，例如在民用和家庭自動(dòng)化設(shè)備中的應(yīng)用也得到了迅速發(fā)展。1、PLC的系統(tǒng)構(gòu)成PLC勺硬件系統(tǒng)由CPUI/O擴(kuò)展機(jī)及外部設(shè)備組成。如圖2.3.9所示。西門(mén)子PLC以其極高的性能價(jià)格比，在國(guó)內(nèi)占有很大的市場(chǎng)份額，在我國(guó)的各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。本次設(shè)計(jì)所采用的S7—300屬于模塊式PLC，主要由機(jī)架、CPU模塊、信號(hào)模塊、功能模塊、接口模塊、通信處理器、電源模塊和編程設(shè)備組成，各種模塊安裝到機(jī)架上。通過(guò)CPU模塊或通信模塊上的通信接口，PLC被連接到通信網(wǎng)絡(luò)上，可以與計(jì)算機(jī)、其它PLC或其它設(shè)備通信。與繼電器控制系統(tǒng)相比，PLC可以認(rèn)為是由輸入部分、控制部分和輸出部分等組成，但它是采用大規(guī)模的集成電路的微處理器和存儲(chǔ)器來(lái)代替繼電器控制線(xiàn)路，控制作用是通過(guò)編制好并存入內(nèi)存的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。我們可以認(rèn)為 PLC勺等效電路如下：輸入部分：用于接受外部輸入信號(hào)，與外部輸入設(shè)備連接?？梢缘刃橐粋€(gè)受控于外部用戶(hù)輸入設(shè)備的繼電器線(xiàn)圈（輸入繼電器）?？刂撇糠郑旱刃в谝粋€(gè)受控于內(nèi)部邏輯的一個(gè)線(xiàn)圈，接點(diǎn)可用于驅(qū)動(dòng)外部輸出設(shè)備的繼電器。輸出部分：用于與外部輸出設(shè)備連接。2、PLC勺工作原理CPU中的程序分為操作系統(tǒng)和用戶(hù)程序。操作系統(tǒng)用來(lái)處理PLC勺啟動(dòng)、刷新輸入/輸出過(guò)程映像區(qū)、調(diào)用用戶(hù)程序、處理中斷和錯(cuò)誤、管理存儲(chǔ)區(qū)和通信等任務(wù)。用戶(hù)程序由用戶(hù)生成，用來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶(hù)要求的自動(dòng)化任務(wù)。 STEP7!用戶(hù)編寫(xiě)的程序和程序所需的數(shù)據(jù)放置在塊中，功能塊FB和功能FC相當(dāng)于用戶(hù)編寫(xiě)的子程序，系統(tǒng)功能SFC勺系統(tǒng)功能塊SFB是操作系統(tǒng)提供給用戶(hù)使用的標(biāo)準(zhǔn)子程序， 這些塊也通稱(chēng)為邏輯塊。PLC采用循環(huán)執(zhí)行用戶(hù)程序的方式，這種運(yùn)行方式也稱(chēng)為掃描工作方式。 OB是用于循環(huán)處理的組織塊，相當(dāng)于用戶(hù)程序的主程序，它可以調(diào)用其它的塊，或被中斷程序（組織塊）中斷。PLC得電或由STO模式切換到RUN模式時(shí)，CPI執(zhí)行啟動(dòng)操作，清除沒(méi)有保持功能的位存儲(chǔ)器、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器，清除中斷堆棧和塊堆棧的內(nèi)容，復(fù)位保存的硬件中斷等。此外還要執(zhí)行一次用戶(hù)編寫(xiě)的“系統(tǒng)啟動(dòng)組織塊”O(jiān)B100完成用戶(hù)指定的初始化操作，以后將進(jìn)入周期性的循環(huán)運(yùn)行。循環(huán)程序處理過(guò)程可以被某些事件中斷，如果有中斷事件出現(xiàn)，當(dāng)前執(zhí)行的塊將停止執(zhí)行，并調(diào)用分配給該事件的組織塊。該組織塊執(zhí)行完畢后，被中斷的塊將從被中斷的地方開(kāi)始繼續(xù)執(zhí)行。在PLC勺存儲(chǔ)器中，設(shè)置了一片區(qū)域用來(lái)存放輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的狀態(tài)，它們分別存放在輸入過(guò)程映像區(qū)和輸出過(guò)程映像區(qū)。 PLC梯形圖中的其它編程元件也有對(duì)應(yīng)的映像存儲(chǔ)區(qū)。在循環(huán)程序處理中，CPU并不直接訪(fǎng)問(wèn)I/O模塊中的輸入地址區(qū)域和輸出地址區(qū)域，而是訪(fǎng)問(wèn)CP內(nèi)部的過(guò)程映像區(qū)。在讀輸入模塊階段，PLC各所有外部輸入電路的接通/斷開(kāi)狀態(tài)讀如輸入過(guò)程映像區(qū)。在寫(xiě)輸出模塊的階段，CP將輸出過(guò)程映像區(qū)的狀態(tài)傳給輸出模塊。在程序執(zhí)行階段，即使外部輸入信號(hào)的狀態(tài)發(fā)生了變化，輸入過(guò)程映像位的狀態(tài)也隨之而變，輸入信號(hào)變化了的狀態(tài)字能在下一個(gè)循環(huán)掃描周期的讀輸入模塊階段被讀入。PLC用戶(hù)程序由若干條指令組成，指令在存儲(chǔ)器中順序排列。在沒(méi)有跳轉(zhuǎn)指令和塊調(diào)用指令時(shí)，CP從第一條指令開(kāi)始，逐條順序執(zhí)行用戶(hù)程序，直到用戶(hù)程序結(jié)束。在執(zhí)行指令時(shí)，從輸入過(guò)程映像區(qū)或別的存儲(chǔ)區(qū)中將有關(guān)編程元件的 0、1狀態(tài)讀出來(lái)，并根據(jù)指令的要求執(zhí)行相應(yīng)的邏輯運(yùn)算，運(yùn)算的結(jié)果寫(xiě)入到對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)區(qū)中，因此，各編程元件的存儲(chǔ)區(qū)（輸入過(guò)程映像區(qū)除外）的內(nèi)容將隨著程序的執(zhí)行而變化。圖2.11PLC對(duì)輸入輸出的處理規(guī)則3、PLC勺特點(diǎn)1）靈活、通用在繼電器控制系統(tǒng)中，使用的控制裝置是大量的繼電器，整個(gè)系統(tǒng)是根據(jù)設(shè)計(jì)好的電氣控制圖，由人工通過(guò)布線(xiàn)、焊接、固定等手段組裝完成的，其過(guò)程費(fèi)時(shí)費(fèi)力。如果因?yàn)楣に嚿仙僭S變化，需要改變電氣控制系統(tǒng)時(shí)，原先整個(gè)電氣控制系統(tǒng)將被全部拆除，而重新進(jìn)行布線(xiàn)、焊接、固定等工作，耗費(fèi)大量人力、物力、和時(shí)間。而PLC是通過(guò)在存儲(chǔ)器中的程序?qū)崿F(xiàn)控制功能， 若控制功能需要改變，只需修改程序及少量接線(xiàn)即可。而且，同一臺(tái)PLC還可用于不同控制對(duì)象，通過(guò)改變軟件則可實(shí)現(xiàn)不同控制的控制要求。因此，PLC具有很大的靈活性和通用性，結(jié)構(gòu)形式多樣化，可以適用于各種不同規(guī)模、不同工業(yè)控制要求。2） 可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)可靠性是工業(yè)控制器件的重要指標(biāo)。因此，要求在各種惡劣工作環(huán)境和條件（如電磁干擾、灰塵等）下可靠工作，將故障率降至最低。 PLC具有很高的可靠性和抗干擾能力，不會(huì)出現(xiàn)繼電器一接觸器控制系統(tǒng)中接線(xiàn)老化、脫焊、觸點(diǎn)電弧等現(xiàn)象，故被稱(chēng)為“專(zhuān)為適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)”。3） 編程簡(jiǎn)單、使用方便PLC采用面向控制過(guò)程、面向問(wèn)題的H自然語(yǔ)言編程，容易掌握。目前，PLC大多采用梯形圖語(yǔ)言編程方式，它既繼承了繼電器控制線(xiàn)路的清晰直觀(guān)感，又考慮到電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣和應(yīng)用實(shí)際，電氣技術(shù)人員易于編程，程序修改靈活方便。這種面向控制過(guò)程、面向問(wèn)題的編程方式，與匯編語(yǔ)言相比，雖然增加了解釋程序和程序執(zhí)行時(shí)間，但對(duì)大多數(shù)機(jī)電控制設(shè)備來(lái)說(shuō)，PLC的控制速度還是足夠快的。此外，PLC的I/O接口可直接與控制現(xiàn)場(chǎng)的用戶(hù)設(shè)備聯(lián)接。如繼電器、接觸器、電磁閥等聯(lián)接，具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力。4） 接線(xiàn)簡(jiǎn)單PLC只需將輸入設(shè)備（如按鈕、開(kāi)關(guān)等）與輸入端子聯(lián)接，將輸出設(shè)備（如接觸器、電磁閥等）與輸出端子聯(lián)接。接線(xiàn)極其簡(jiǎn)單、工作量極少。5） 功能強(qiáng)PLC不僅具有條件控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)、步進(jìn)等控制功能，而且還能完成A/D.D/A轉(zhuǎn)換、數(shù)字運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理以及通信聯(lián)網(wǎng)、生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控等。因此， PLC既可對(duì)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行控制，又可對(duì)模擬量進(jìn)行控制?？煽刂埔慌_(tái)單機(jī)、一條生產(chǎn)線(xiàn)，也可控制一個(gè)機(jī)群、多條生產(chǎn)線(xiàn)?？捎糜诂F(xiàn)場(chǎng)控制，也可用于遠(yuǎn)距離控制?？煽刂坪?jiǎn)單系統(tǒng)，又可控制復(fù)雜系統(tǒng)。6） 體積小、重量輕、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化PLC具有體積小、重量輕、功耗低等特點(diǎn)。由于PLC是專(zhuān)為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)，其結(jié)構(gòu)緊湊、堅(jiān)固耐用，以及有很強(qiáng)的可靠性和抗干擾能力，易于嵌入機(jī)械設(shè)備內(nèi)部。因此，PLC在機(jī)電一體化產(chǎn)品中被廣泛應(yīng)用。2.4.4人機(jī)界面HMI人機(jī)界面是操作人員與PLC之間進(jìn)行對(duì)話(huà)和相互作用的接口設(shè)備。近年來(lái)人機(jī)界面的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)不可缺少的設(shè)備之一。這里我們選用觸摸屏和操作臺(tái)。觸摸屏用來(lái)監(jiān)視帶式輸送機(jī)的運(yùn)行工況。觸摸屏可以監(jiān)視帶式機(jī)速度、拉線(xiàn)急停和跑偏開(kāi)關(guān)的動(dòng)作位置等各種保護(hù)狀況以及顯示帶式輸送機(jī)的

正常運(yùn)行工況和各種故障狀態(tài)。通過(guò)操作臺(tái)的各種控制按鈕，可以進(jìn)行工作方式選擇和就地控制帶式輸送機(jī)。圖2.12和圖2.13分別是本次設(shè)計(jì)的操作臺(tái)、就地控制箱面板。給煤機(jī)啟主提升停給煤機(jī)停主提升啟總啟總停走廊啟中塊停倉(cāng)停急停指示大塊啟大塊停過(guò)橋停末煤1啟末煤2啟過(guò)橋啟控制方式集控就地給煤機(jī)啟主提升停給煤機(jī)停主提升啟總啟總停走廊啟中塊停倉(cāng)停急停指示大塊啟大塊停過(guò)橋停末煤1啟末煤2啟過(guò)橋啟控制方式集控就地圖2.12操作臺(tái)QO0Q跑偏縱撕煙霧堆煤拉線(xiàn)急停OQ□啟動(dòng) 停止急停圖2.13就地控制箱面板觸摸屏技術(shù)就是使用者只要用手指輕輕地觸碰計(jì)算機(jī)顯示屏上的圖符或文字，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)的操作或查詢(xún)，這樣就擺脫了鍵盤(pán)和鼠標(biāo)操作，從而大大地提高了計(jì)算機(jī)的可操作性。觸摸屏是一種最直觀(guān)的操作設(shè)備，只要觸摸屏幕上的圖形對(duì)象,計(jì)算機(jī)便會(huì)執(zhí)行相應(yīng)的操作。觸摸屏具有方便直觀(guān)、圖像清晰、堅(jiān)固耐用和節(jié)省空間等優(yōu)點(diǎn)。在觸摸屏上，我們主要顯示皮帶的運(yùn)行狀況和給煤機(jī)的運(yùn)行信號(hào)，膠帶的速度和各個(gè)故障的狀態(tài)及故障出現(xiàn)的具體位置，同時(shí)也可以查詢(xún)到各皮帶滾筒的溫度，以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)皮帶，減少故障查找環(huán)節(jié)，提高工作效率。3膠帶輸送機(jī)集控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1SIMATICS7-300PLC簡(jiǎn)介SIMATICS7-300PLC簡(jiǎn)介SIMATICS7—300系列PLC是模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，各個(gè)單獨(dú)模塊之間可以進(jìn)行單

獨(dú)組合和擴(kuò)展，從而使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加靈活滿(mǎn)足不同的應(yīng)用需求。編程器 PG用來(lái)為S7-300PLC編制程序，使用編程電纜連接編程器和CPU通過(guò)PROFIBU電纜可以實(shí)現(xiàn)S7-300CPU之間的通訊，以及與其他SIMATICS7PL（進(jìn)行通訊。一根PROFIBUS總線(xiàn)電纜可以連接多個(gè)S7-300。S7-300PLC勺主要組成部分有導(dǎo)軌（RACK、電源模塊（PS）、中央處理單元模塊（CPU、接口模塊（IM）、信號(hào)模塊（SM、功能模塊（FM等。它通過(guò)MP網(wǎng)的接口直接與編程器PG操作員面板OP和其它S7PLC相連。圖3.1PLC系統(tǒng)構(gòu)成圖導(dǎo)軌（RACK:導(dǎo)軌是安裝S7-300各類(lèi)模塊的機(jī)架，它是特制不銹鋼異型板，其長(zhǎng)度有160、482、530、830、2000（mm五種，可根據(jù)實(shí)際需要選擇。電源模塊、CPU及其它信號(hào)模塊都可方便地安裝在導(dǎo)軌上。除 CPU模塊外，每塊信號(hào)模塊都帶有總線(xiàn)處理器，安裝時(shí)先將總線(xiàn)連接器裝在 CPU模塊并固定在導(dǎo)軌上，然后依次將各模塊裝入，通過(guò)背板總線(xiàn)將各模塊從物理上和電氣上連接起來(lái)。電源模塊（PS）:電源模塊用于將SIMATICS7-300連接到120/230V交流電源和24/48/60/110V直流電源。它與CPU模塊和其它信號(hào)模塊之間通過(guò)電纜連接，而不是通過(guò)背板總線(xiàn)連接。中央處理單元模塊（CPU:SIMATICS7-300提供了多種不同性能的CPU以滿(mǎn)足不同用戶(hù)的需求，包括CPU312IFMCPU313CPU314CPU315CPU315-2D等。CP模塊除完成執(zhí)行用戶(hù)程序的主要任務(wù)之外，還為S7-300背板總線(xiàn)提供5V直流電源，并通過(guò)MP接口與其它中央處理器和編程裝置通信。S7-300的編程裝置可以是西門(mén)子專(zhuān)用的編程器，如PG705PG720PG740PG76等，也可以用通用微機(jī)，配以STEP軟件包，并加MP卡和MP編程電纜構(gòu)成。接口模塊（IM）:接口模塊用于多機(jī)架配置時(shí)連接主機(jī)架和擴(kuò)展機(jī)架。 S7-300通過(guò)分布式的主機(jī)架和3個(gè)擴(kuò)展機(jī)架，可操作多達(dá)32個(gè)模塊。信號(hào)模塊（SM:信號(hào)模塊使不同的過(guò)程信號(hào)電平和S7-300的內(nèi)部信號(hào)電平相匹配，主要有數(shù)字量輸入模塊SM321數(shù)字量輸出模塊SM322模擬量輸入模塊SM331模擬量輸出模塊SM332每個(gè)信號(hào)模塊都配有自編碼的螺緊型前連接器， 外部過(guò)程信號(hào)可以方便地連接在信號(hào)模塊的前連接器上。特別指出的是，其模擬量輸入模塊獨(dú)具特色，可以接入熱電偶、熱電阻、4?20mA電流、0?10V電壓等18種不同的信號(hào)，輸入量程范圍很寬。功能模塊（FM:用于實(shí)時(shí)性強(qiáng)、存儲(chǔ)計(jì)數(shù)量較大的過(guò)程信號(hào)處理任務(wù)。如：快給進(jìn)和慢給進(jìn)驅(qū)動(dòng)定位模塊FM351電子凸輪控制模塊FM352步進(jìn)電機(jī)定位模塊FM353伺服電機(jī)位控模塊FM354智能位控制模塊SINUMERIKFM-N等。通信處理器（CR是一種智能模塊，它用于PLC可和PLC與其它裝置間連網(wǎng)以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。如：具有RS-232（接口的CP340與現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)連網(wǎng)的CP342-5DP。3.1.2模塊安裝S7-300可以水平安裝也可以垂直安裝，其允許的環(huán)境溫度分別為 0?40°C（垂直安裝）和0?60C。電源和CPU必須安裝在導(dǎo)軌的左側(cè)（水平安裝）或低部（垂直安裝）。S7-300是模塊化組合結(jié)構(gòu)，根據(jù)應(yīng)用對(duì)象不同，可選擇不同型號(hào)和不同數(shù)量的模塊，并可以將這些模塊安裝在同一個(gè)機(jī)架上（導(dǎo)軌）或多個(gè)機(jī)架上。除電源模塊、CPU模塊和接口模塊外，一個(gè)機(jī)架上最多只能安裝八個(gè)信號(hào)模塊或功能模塊。IM360/IM361接口模塊用來(lái)將S7-300背板總線(xiàn)從一個(gè)機(jī)架連接到下一個(gè)機(jī)架。在使用擴(kuò)展機(jī)架時(shí)，除了另需模塊機(jī)架和接口模塊以外，可能還需要另加電源模塊。中央處理單元總是在0號(hào)機(jī)架的2號(hào)槽位上，1號(hào)槽安裝電源模塊，3號(hào)槽總是安裝接口模塊，槽號(hào)4到11,可自由分配信號(hào)模塊，功能模塊和通信模塊。需要注意的是槽號(hào)是相對(duì)的，每一個(gè)機(jī)架的導(dǎo)軌并不存在物理的槽位。3.2集控系統(tǒng)PLC的設(shè)計(jì)CPU的選擇I/O點(diǎn)數(shù)的確定經(jīng)過(guò)對(duì)各輸入輸出的大略計(jì)算，本設(shè)計(jì)中需要數(shù)字量輸入164點(diǎn)，數(shù)字量輸出69點(diǎn)，模擬量輸入通道14路，其具體分配見(jiàn)表3.2,3.3,3.4。表3.2模擬量輸入通道統(tǒng)計(jì)表模擬量輸入通道數(shù)皮帶機(jī)速度1*7滾筒溫度1*7總計(jì)14表3.3數(shù)字量輸入點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)表數(shù)字量輸入點(diǎn)數(shù)控制方式選擇3總啟動(dòng)按鈕1操 總停止按鈕1,, :起車(chē)預(yù)警按鈕1作 急停按鈕1厶 給煤機(jī)啟停按鈕2臺(tái)各皮帶啟停按鈕14堆煤傳感器1*7主提升、走廊皮帶跑偏開(kāi)關(guān)2*12其他皮帶跑偏開(kāi)關(guān)8*6縱撕傳感器1*7煙霧傳感器1*7走廊皮帶拉線(xiàn)急停開(kāi)關(guān)2主提升皮帶拉線(xiàn)急停開(kāi)關(guān)20其他皮帶拉線(xiàn)急停開(kāi)關(guān)1*5就地箱啟動(dòng)按鈕1*7就地箱停止按鈕1*7就地箱急停按鈕1*7總計(jì)164表3.4數(shù)字量輸出點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)表數(shù)字量輸出點(diǎn)數(shù)皮帶電機(jī)開(kāi)7灑水裝置電磁閥7皮帶電機(jī)關(guān)7警鈴1給煤機(jī)啟動(dòng)、停止2狀態(tài)指示燈10就地箱故障顯示燈5*7總計(jì)69考慮到前面的設(shè)計(jì)中I/O點(diǎn)數(shù)可能有疏漏，并考慮到I/O端的分組情況以及隔離與接地要求，應(yīng)在統(tǒng)計(jì)后得出的I/O總點(diǎn)數(shù)基礎(chǔ)上，增加10%到15%的裕量。考慮裕量后的I/O總點(diǎn)數(shù)即為I/O點(diǎn)數(shù)估計(jì)值。選定的PLC機(jī)型的I/O能力極限值必須大于I/O點(diǎn)數(shù)估計(jì)值，并應(yīng)盡量避免使PLC能力接近飽和，一般應(yīng)留有30%的裕量。存儲(chǔ)器容量選擇PLC的I/O點(diǎn)數(shù)估算值大小，在很大程度上反映了 PLC系統(tǒng)的功能要求，因此可以在I/O點(diǎn)數(shù)估算值的基礎(chǔ)上計(jì)算對(duì)PLC存儲(chǔ)器容量的需求。目前，大多用統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行存儲(chǔ)器容量估算。這種方法是以PLC處理每個(gè)信息量所需存儲(chǔ)器數(shù)的統(tǒng)計(jì)平均經(jīng)驗(yàn)值為依據(jù)，乘以信息量數(shù)再考慮一定的裕量計(jì)算得到存儲(chǔ)器需要容量。作為一般應(yīng)用下的一種經(jīng)驗(yàn)公式是：存儲(chǔ)器容量(KB)=(1.1~1.25)(DI10DO5AI/O100)/1024其中：DI為數(shù)字量輸入總點(diǎn)數(shù)；DO為數(shù)字量輸出總點(diǎn)數(shù)；AI/O為模擬量I/O通道總數(shù)。DI點(diǎn)數(shù)估計(jì)值為164X1.15=189,DO點(diǎn)數(shù)估計(jì)值為69X1.15=80,AI通道估計(jì)值為14X1.15=17個(gè)。所以存儲(chǔ)器容量為：X89X0+69X5+17X100)/1024=4.62KB工程實(shí)踐中，大多采用粗略估算，加大裕量，實(shí)際選型時(shí)參考此值采用就高不就低的原則。響應(yīng)速度PLC是為工業(yè)自動(dòng)化而設(shè)計(jì)的通用控制器，不同檔次的PLC的響應(yīng)速度一般能滿(mǎn)足起應(yīng)用范圍內(nèi)的需要。如果要跨范圍使用PLC，或者應(yīng)用中的某些功能或信號(hào)有特別的速度要求時(shí)，確定PLC的型號(hào)就應(yīng)特別慎重。通過(guò)上面的計(jì)算，考慮系統(tǒng)通訊和冗余的要求，選用 SIMATICS7-300系列中的CPU315-2DP是最合適的。其中最主要的原因是CPU315-2DP是S7-300系列中唯一帶現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)（PROFIBUS）SINECL2-DP接口的CPU模塊。內(nèi)置80KBRAM,隨機(jī)存儲(chǔ)器為48KB，最大數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)為1024個(gè)，最大模擬量I/O通道數(shù)為128個(gè)。最大配置4個(gè)機(jī)架，32塊模塊。滿(mǎn)足設(shè)計(jì)需要。3.2.2數(shù)字量模塊選擇1、數(shù)字量輸入模塊的選擇及外部連線(xiàn)數(shù)字量輸入模塊SM321數(shù)字量輸入模塊用于將現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程送來(lái)的數(shù)字信號(hào)電平轉(zhuǎn)換成S7-300內(nèi)部信號(hào)電平。數(shù)字量輸入模塊有直流輸入方式和交流輸入方式。直流輸入模塊各輸入點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電路都相同，它們有一個(gè)公共的端子，即有一個(gè)公共匯入集點(diǎn)，因此直流輸入方式又稱(chēng)為直流匯點(diǎn)輸入方式。交直流輸入模塊各輸入電路都相同，但它們各個(gè)輸入電路可能有一個(gè)公共端子，稱(chēng)為匯點(diǎn)輸入方式；也可能沒(méi)有公共端子，而是彼此獨(dú)立，互不影響，稱(chēng)為分隔式輸入方式。輸入信號(hào)進(jìn)入模塊后，一般都經(jīng)過(guò)光電隔離和濾波，然后才送至輸入緩沖器等待CP采樣。采樣時(shí)，信號(hào)通過(guò)背板總線(xiàn)進(jìn)入到輸入映像區(qū)。數(shù)字量輸入模塊 SM321有四種型號(hào)模塊可供選擇，即直流16點(diǎn)輸入，直流32點(diǎn)輸入，交流16點(diǎn)輸入，交流8點(diǎn)輸入模塊。模塊的每個(gè)輸入點(diǎn)有一個(gè)綠色發(fā)光二極管顯示輸入狀態(tài)，輸入開(kāi)關(guān)閉合即有輸入電壓時(shí)，二極管亮。輸入模塊的選擇時(shí)應(yīng)注意以下幾方面：a.根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與模塊之間的距離來(lái)選擇模塊電壓水平，其傳輸距離不宜太遠(yuǎn)；b.模塊的同時(shí)接通點(diǎn)數(shù)不宜太多，一般來(lái)講，同時(shí)接通點(diǎn)數(shù)不要超過(guò)輸入點(diǎn)數(shù)的60%c.為提高控制系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)考慮其門(mén)檻電平的大小。門(mén)檻電平越高，抗干擾能力越強(qiáng)，傳輸距離也越遠(yuǎn)。綜合考慮以上幾點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)中選用直流 32點(diǎn)輸入的輸入模塊SM321（6ES7321-1BL00-0AA0）。操作臺(tái)輸入開(kāi)關(guān)量有23個(gè)點(diǎn)，遠(yuǎn)程I/O主提升皮帶輸入開(kāi)關(guān)量有38個(gè)，其他皮帶輸入開(kāi)關(guān)量點(diǎn)數(shù)都少于20個(gè)。故操作臺(tái)輸入模塊SM32選1塊，主提升皮帶遠(yuǎn)程I/O選2塊，其余皮帶遠(yuǎn)程I/O各選1塊，一共選9塊輸入模塊SM321輸入模塊是通過(guò)輸入端子與外部用戶(hù)輸入設(shè)備相連接的。 輸入模塊通常有若干個(gè)輸入點(diǎn)。每一個(gè)輸入點(diǎn)能接受一個(gè)來(lái)自用戶(hù)輸入設(shè)備所發(fā)出的開(kāi)關(guān)信號(hào)。輸入模塊與外部用戶(hù)輸入設(shè)備的接線(xiàn)分匯點(diǎn)式輸入接線(xiàn)和分隔式輸入接線(xiàn)兩種基本接線(xiàn)形式。匯點(diǎn)式輸入接線(xiàn)如下圖，各輸入電路有一個(gè)公共端（匯集端） COM可以是全部輸入端為一組，共用一個(gè)公共端和一個(gè)電源；也可以是將全部輸入點(diǎn)分為幾組，每組有一個(gè)公共端和獨(dú)立的一個(gè)電源。匯點(diǎn)式輸入接線(xiàn)即可以用于直流輸入模塊，也可用于交流輸入模塊。直流輸入模塊的電源一般由 PLC本身的電源供給，交流輸入模塊的電源由用戶(hù)提供。本項(xiàng)目輸入模塊的外部接線(xiàn)如附圖所示，它采用匯點(diǎn)式直流輸入方式。

輸入模塊(a) (b)圖3.2 匯點(diǎn)式輸入接線(xiàn)（a輸入模塊(a) (b)圖3.2 匯點(diǎn)式輸入接線(xiàn)（a直流模塊b交流模塊）2、數(shù)字量輸出模塊的選擇和外部連線(xiàn)SM32數(shù)字量輸出模塊的作用是將S7-300的輸出信號(hào)傳給外部負(fù)載（即用戶(hù)輸出設(shè)備），并將S7-300內(nèi)部低電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成外部所需要電平的輸出信號(hào)。因此每一個(gè)輸出點(diǎn)的輸出電路可等效為一個(gè)輸出繼電器， 可直接用于驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器、小型電機(jī)、燈和電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器。按負(fù)載回路使用電源的不同，可分為直流輸出模塊、交流輸出模塊和交直流兩用輸出模塊三種。按輸出開(kāi)關(guān)器件的種類(lèi)不同又可分為晶體管輸出方式、可控硅輸出方式和繼電器觸點(diǎn)輸出方式三種。晶體管輸出方式的模塊只能帶直流負(fù)載，屬于直流輸出模塊；可控硅輸出方式的模塊只能帶交流負(fù)載，屬于交流輸出模塊；繼電器觸點(diǎn)輸出方式的模塊可帶直流負(fù)載，也可帶交流負(fù)載，屬于交直流兩用輸出模塊。從響應(yīng)速度來(lái)看，晶體管響應(yīng)最快，繼電器最慢；從安全隔離效果和應(yīng)用靈活性角度來(lái)看，以繼電器觸點(diǎn)輸出型最佳。數(shù)字量輸出模塊SM32有七種型號(hào)輸出模塊可供選擇，即16點(diǎn)晶體管輸出、32點(diǎn)晶體管輸出、16點(diǎn)可控硅輸出、8點(diǎn)晶體管輸出、8點(diǎn)可控硅輸出、8點(diǎn)繼電器輸出和16點(diǎn)繼電器輸出模塊。模塊的每個(gè)輸出點(diǎn)有一個(gè)綠色發(fā)光二極管顯示輸出狀態(tài)，輸出邏輯“1”時(shí)，二極管發(fā)光。本次設(shè)計(jì)中，數(shù)字量輸出驅(qū)動(dòng)的主要是指示燈和電磁閥，考慮到安全性和皮帶的不頻繁啟動(dòng)的特性，故選用16點(diǎn)繼電器輸出的模塊SM3226ES7322-1BH10-0AA0,輸出16個(gè)點(diǎn)，帶隔離，8點(diǎn)為一個(gè)組，24VDC額定負(fù)載電壓。操作臺(tái)和各遠(yuǎn)程I/O分別選1塊，共選用8塊。模塊是通過(guò)輸出端子與外部用戶(hù)輸出設(shè)備連接的。 輸出模塊通常有若干個(gè)輸出點(diǎn)，每一個(gè)輸出點(diǎn)能驅(qū)動(dòng)一個(gè)用戶(hù)輸出設(shè)備（負(fù)載）。典型用戶(hù)輸出設(shè)備有繼電器、接觸器、電磁閥線(xiàn)圈以及信號(hào)燈等。輸出模塊與外部用戶(hù)輸出設(shè)備的接線(xiàn)分為匯點(diǎn)式輸出接線(xiàn)和分隔式輸出接線(xiàn)兩種基本接線(xiàn)形式。

圖3.3匯點(diǎn)式輸出接線(xiàn) 圖3.4分隔式輸出接線(xiàn)匯點(diǎn)式輸出接線(xiàn)如圖3.3所示，各輸出回路有一個(gè)公共端，可以是全部輸出信號(hào)為一組，共用一個(gè)公共端和一個(gè)電源；也可以將全部輸出點(diǎn)分為幾組，每組有一個(gè)公共端和獨(dú)立的一個(gè)電源。負(fù)載電源可以是直流也可以是交流，但必須是有用戶(hù)提供。匯點(diǎn)式輸出接線(xiàn)既可以用于直流輸出模塊，也可用于交流輸出模塊。分隔式輸出接線(xiàn)如圖3.4所示，每個(gè)輸出回路有兩個(gè)接線(xiàn)端，由單獨(dú)一個(gè)電源供電。相對(duì)于電源來(lái)說(shuō)，每個(gè)輸出點(diǎn)之間是相互隔離的。負(fù)載電源可以是交流，也可以是直流,它必須由用戶(hù)提供。本項(xiàng)目輸出模塊的外部接線(xiàn)如附圖所示，它采用匯點(diǎn)式輸出方式。3.2.3模擬量模塊選擇模擬量輸入模塊SM33的輸入測(cè)量范圍很寬，它可以直接輸入電壓、電流、電阻、熱電偶等信號(hào)，根據(jù)型號(hào)的不同，各模擬量輸入范圍的數(shù)字化表示以及數(shù)字量與不同的模擬輸出范圍間的對(duì)應(yīng)可以從技術(shù)手冊(cè)中查到。模塊與 S7-300CP及負(fù)載電壓之間是光電隔離的。SM33主要是由A/D轉(zhuǎn)換部件、模擬切換開(kāi)關(guān)、補(bǔ)償電路、恒流源、光電隔離部件、邏輯電路等組成。A/D轉(zhuǎn)換部件是模塊的核心，其轉(zhuǎn)換原理采用積分的方法，積分時(shí)間直接影響到A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間和A/D轉(zhuǎn)換精度。所有模擬量的輸入通道共用一個(gè)轉(zhuǎn)換部件，通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，將各通道按順序一個(gè)個(gè)轉(zhuǎn)換。輸入模塊的循環(huán)時(shí)間是指這一通道開(kāi)始轉(zhuǎn)換模擬量輸入值到下次開(kāi)始轉(zhuǎn)換的時(shí)間， 它是模塊中所有活動(dòng)的輸入通道的轉(zhuǎn)換時(shí)間的總和。因此為了縮短循環(huán)時(shí)間，應(yīng)該使用 S7組態(tài)工具屏蔽不用的模擬量通道，使其不占用循環(huán)時(shí)間。在此項(xiàng)目中，我們的模擬量信號(hào)7滾筒紅外測(cè)溫0?10V電壓信號(hào)，7測(cè)速傳感器4?20mA!流信號(hào)。模擬量輸入模塊的選擇要考慮通道數(shù)。為了節(jié)約機(jī)架空間和費(fèi)用，我們選用8通道的模擬量輸入模塊SM331(6ES7331-7KF02-0AB0，其端子接線(xiàn)圖和端子框圖如附圖所示。操作臺(tái)處沒(méi)有，各遠(yuǎn)程I/O分別設(shè)1塊，共選用7塊。SM331的每?jī)蓚€(gè)輸入通道構(gòu)成一個(gè)輸入通道組，可以按通道組任意的選擇測(cè)量方法和測(cè)量范圍。模塊上需要接DC24的負(fù)載電壓L+,有反極性保護(hù)功能。3.2.4電源模塊的選擇電源模塊的選擇很簡(jiǎn)單，只需考慮輸出電流。電源模塊的額定輸出電流必須大于cpU!塊、輸入輸出模塊、專(zhuān)用模塊等消耗電流的總和。S7-300各個(gè)模塊使用的電源是通過(guò)S7-300的背板總線(xiàn)傳送的，一部分模塊還需要從外部負(fù)載電源供電。在建立一個(gè)項(xiàng)目系統(tǒng)的時(shí)候，應(yīng)充分考慮各個(gè)模塊的電流耗量和功率損耗，所有S7-300模塊使用的從S7-300背板總線(xiàn)提供的總電流不能超過(guò)1.2A。在S7-300的一個(gè)實(shí)際項(xiàng)目中，所有模塊確定后，要選擇合適的電源模塊。電源模塊的輸出功率必須大于CPU模塊、所有I/O模塊、各智能模塊等總消耗功率之和，并且要留有大約30%勺余量。S7-300的專(zhuān)用電源模塊PS307W于將120/230V交流電轉(zhuǎn)化為24Vft流供電電源，以作為CPU和其他模塊所需電源。根據(jù)輸出電流的不同，有3種規(guī)格的電源模塊可選：2A、5A、10A。綜合考慮以上各點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)選用10A的電源模塊PS307(6ES7307-1KA00-0AA0。輸出電壓24VDC具有防短路和開(kāi)路保護(hù)； 連接單相交流系統(tǒng)(輸入電壓120/230VAC，50/60Hz);可靠的隔離特性，符合EN60950;可用作負(fù)載電源。查閱西門(mén)子S7-300的硬件手冊(cè)知道PS307電源模塊(10A)的接線(xiàn)圖如圖3.5所示。

穗緊件^4V|)C輸出國(guó)壓正穗緊件^4V|)C輸出國(guó)壓正常舞示燈電壓選卄開(kāi)黃24VDC開(kāi)關(guān),24V?C輸出電壓端子/J圖3.5電源模塊接線(xiàn)圖綜上所述，本次設(shè)計(jì)中我們選用的模塊:CPU315-2DP處理器；PS307電源模塊；ET200M遠(yuǎn)程控制單元；CP340通信模塊；SM321數(shù)字量輸入模塊；SM322數(shù)字量輸出模塊；SM331模擬量輸入模塊。其具體配置如圖3.6所示。

電源模塊PS307CPU模塊315-2DP直流32點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸入模塊SM321繼電器16點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸出模塊SM322通信模塊CP340RS-232C接口通信模塊CP340PROFIBUS 1PROFIBUS 1IM153-2接口直流32點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸入模塊SM321直流32點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸入模塊SM321繼電器16點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸出模塊SM3228X12模擬量輸入模塊SM3311IM153-2接口直流32點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸入模塊SM321繼電器16點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸出模塊SM3228X12模擬量輸入模塊SM331IM153-2接口直流32點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸入模塊SM321繼電器16點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸出模塊SM3228X12模擬量輸入模塊SM331IM153-2接口直流32點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸入模塊SM321繼電器16點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸出模塊SM3228X12模擬量輸入模塊SM331IM153-2接口直流32點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸入模塊SM321繼電器16點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸出模塊SM3228X12模擬量輸入模塊SM331 1IM153-2接口直流32點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸入模塊SM321繼電器16點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸出模塊SM3228X12模擬量輸入模塊SM331■IM153-2接口直流32點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸入模塊SM321繼電器16點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸出模塊SM3228X12模擬量輸入模塊SM3313.3西門(mén)子ET200M與PROFIBUS-D總線(xiàn)1、ET200MSIMATICET200M是采用模塊化的設(shè)計(jì)，方便安裝于控制柜。且與 SIMATICS7-300I/O模塊及功能模塊兼容，安全性高。支持 —熱插拔功能，適合過(guò)程控制中危險(xiǎn)區(qū)域使用，遠(yuǎn)程擴(kuò)展使用等特殊情況。ET200M是高密度配置的模塊化I/O站，保護(hù)等級(jí)為IP20。它可用S7-300可編程序控制器的信號(hào)、功能和通訊模塊擴(kuò)展。由于模塊的種類(lèi)眾多， ET200M尤其適用于復(fù)雜的自動(dòng)化任務(wù)?？刹迦肽M量HART的輸入和輸出模塊，意味著ET200M適用于過(guò)程工程。它也適宜于與冗余系統(tǒng)一起使用。 ET200M是在PROFIBUS-DP上的被動(dòng)站（從站）。最大數(shù)據(jù)傳輸速率為12M位/SoET200M也可以在運(yùn)行過(guò)程中，在有電源情況下配置S7-300I/O模塊的有源總線(xiàn)模塊，其余模塊仍繼續(xù)運(yùn)行。ET200M由以下部分組成：1、 IM153接口：用于與PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的連接；2、 各種I/O模塊：用總線(xiàn)連接器連接或插入在有源總線(xiàn)模塊內(nèi)，總線(xiàn)連接器設(shè)計(jì)，在運(yùn)行過(guò)程中不能更換模塊； 有源總線(xiàn)模塊設(shè)計(jì)，在運(yùn)行過(guò)程中能更換模塊；3、 電源（如有必要）;4、S7-300自動(dòng)化單元的所有I/O模塊：都可應(yīng)用（功能和通信模塊只用于SIMATICS7/M7主設(shè)備）;5、 HART模塊oET200M最多可擴(kuò)展8個(gè)I/O模塊，每個(gè)ET200M的最大地址區(qū)：128字節(jié)輸入和128字節(jié)輸出。ET200M通過(guò)RPOFIBUS-DP與PLC控制柜連接通信。2、PROFIBUS-DP總線(xiàn)PROFIBUS是世界上最大的開(kāi)放式工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)之一， 它的的技術(shù)性能使其可以用于工業(yè)自動(dòng)化的一切領(lǐng)域。這種網(wǎng)絡(luò)能夠支持 32個(gè)節(jié)點(diǎn)，最高運(yùn)行速度為12Mbps。與大多數(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)一樣，PROFIBUS能夠減少運(yùn)營(yíng)成本，提高生產(chǎn)效率，加快新品上市時(shí)間，并改善產(chǎn)品質(zhì)量。與標(biāo)準(zhǔn) 4?20mA控制不同，PROFIBUS能夠在由一根雙絞線(xiàn)電纜組成的單一總線(xiàn)網(wǎng)段上，支持 32個(gè)工作站。PROFIBUS-DP是PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的三個(gè)兼容版本之一，它是專(zhuān)為自動(dòng)控制系統(tǒng)和設(shè)備分散I/O之間通信設(shè)計(jì)的，是經(jīng)過(guò)優(yōu)化的高速、廉價(jià)的通信連接。PROFIBUS-DP的特點(diǎn)：1、 代替PLC/PC與I/O之間昂貴的電線(xiàn)；2、快速，傳輸1千字節(jié)的輸入數(shù)據(jù)和1千字節(jié)的輸出數(shù)據(jù)所需時(shí)間＜2ms；3、 強(qiáng)有力的工具，減少組態(tài)和維護(hù)費(fèi)用；4、 被所有主要的PLC制造商支持；5、 有廣泛的產(chǎn)品：PLC,PC,I/O,驅(qū)動(dòng)器,編碼器等；6允許周期性和非周期性的數(shù)據(jù)傳輸；7、 單主和多主網(wǎng)絡(luò)；8、每個(gè)站的輸入和輸出數(shù)據(jù)最多可達(dá) 244字節(jié)。9、強(qiáng)大的三級(jí)診斷功能，CPU、模塊、通道診斷一應(yīng)俱全4膠帶集中控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1集中控制的流程圖西門(mén)子的S7-300系列PLC所用的編程語(yǔ)言是西門(mén)子開(kāi)發(fā)的STEP7這是一種可運(yùn)行于通用微機(jī)中，在WINDOWS境下進(jìn)行編程的語(yǔ)言。將它通過(guò)計(jì)算機(jī)的串行口和一根PC/MPI轉(zhuǎn)接電纜與PLC的MPI口相連，即可進(jìn)行相互間的通信。通過(guò)STEP7編程軟件，不僅可以非常方便地使用梯形圖和語(yǔ)句表等形式進(jìn)行離線(xiàn)編程，經(jīng)過(guò)編譯后通過(guò)轉(zhuǎn)接電纜直接送入PLC的內(nèi)存中執(zhí)行，而且在調(diào)試運(yùn)行時(shí)，還可以在線(xiàn)監(jiān)視程序中各個(gè)輸入輸出或狀態(tài)點(diǎn)的通斷狀況，甚至可以在線(xiàn)修改程序中變量的值，給調(diào)試工作也帶來(lái)極大的方便。圖4.1系統(tǒng)軟件流程圖該集中控制系統(tǒng)共有三種工作方式。集控方式下，膠帶機(jī)和給煤機(jī)根據(jù)生產(chǎn)工藝流程預(yù)先編制的程序來(lái)集中控制啟停，各種保護(hù)均投入；就地方式下，膠帶機(jī)和給煤機(jī)由操作員控制手動(dòng)按鈕通過(guò)PLC分別控制它們的啟停，保護(hù)也均投入；檢修方式下，膠帶機(jī)和給煤機(jī)也采用手動(dòng)按鈕通過(guò)PLC分別控制啟停，但是保護(hù)可根據(jù)需要有選擇的進(jìn)行投入，各故障的投入選擇可在顯示屏內(nèi)進(jìn)行控制。4.2系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)4.2.1控制方式選擇我們通過(guò)控制臺(tái)的三位置選擇開(kāi)關(guān)來(lái)選擇系統(tǒng)的工作方式， 任何時(shí)候只能處于一種工作方式。膠帶和給煤機(jī)在運(yùn)行的時(shí)候，工作方式不可改變。在觸摸平屏上可以由顯示燈來(lái)表示系統(tǒng)當(dāng)前的工作方式。集控方式下，按下顯示屏上的啟動(dòng)/停止控制按鈕，各條皮帶按設(shè)好的程序起停，啟動(dòng)允許信號(hào)可以由逆煤流的前一條皮帶啟動(dòng)一段時(shí)間后給出，停止信號(hào)可以由順煤流的前一條皮帶停止一段時(shí)間后給出，時(shí)間設(shè)定與膠帶運(yùn)行速度有關(guān)，以膠帶上煤流全部卸載完畢為最佳。下面我們以工作方式選擇和就地方式啟停