基于三菱系列plc的煤矿皮带运输机控制系统大学本科毕业论文.doc

目 录摘 要 1第一章 绪论 3第一节 平煤四矿钢缆皮带运输系统简介 3第二节 设计原则和标准 4第二章 驱动系统的功率计算 5第一节 主要计算参数 5第二节 阻力计算 6第三节 张力分布示意图 6第四节 逐点张力计算 7第五节 电动机功率计算 7第三章 设备选型 8第一节 电动机选型 8一、电动机起动功率验算 8二、电动机选型 9第二节 变频器选型 9一、变频器 9二、变频调速的特点 10三、调速方案的确定 12四、变频系统组成 13五、变频系统的功能 13第三节 IGBT结构及工作原理 14一、IGBT的结构 14二、IGBT的工作原理 15第四节 CC-LINK 18一、CC-Link特性 18二、CC-Link使用结构 19三、CC-Link 的特点 20四、CC-Link网络配置 23第五节 液压系统 24一、机房盘型闸液压系统 24二、机尾钢丝绳液压张紧系统 24第四章 可编程控制器部分 24第一节 可编程控制器的特点 26第二节 可编程控制器的组成 27第三节 可编程控制器的工作原理 32第五章 钢缆皮带的PLC控制系统 35第一节 钢缆皮带运行过程 35一、系统控制要求 35二、控制系统的I/O点的地址分配 36第二节 方案确定 37第三节 PLC选型 40一、FX2N-48MR-001 PLC的特点 40二、FX2N-48MR-001 PLC的技术参数 41第四节 PLC外部接线图及控制装置构成 42一、PLC外部接线图 42二、隔爆型控制箱 42三、本安型操纵台 43四、控制部分 43第五节 控制系统保护功能 45第六节 系统配置 48第七节 变频器的谐波治理的方法 48第六章 软件设计 49第七章 PLC程序调试 54一、程序的模拟调试 54二、程序的现场调试 55第八章 其他说明 56第一节 变频器 56一、使用变频器时的注意事项 56二、变频器的维护与保养 56三、必须定期更换的器件 57四、变频器的储存与保管 57第二节 PLC使用与保养 58一、PLC使用应注意的事项 58二、PLC的维护与保养 60结束语 61参考文献 621摘 要目前，国内仍有不少煤矿钢缆皮带的控制系统在使用传统的控制方式，这种控制方式存在耗电量大，维护困难，动态特性差、故障率高、维护困难等缺点。

多数煤矿现在井下钢缆皮带使用的直流电机属非防爆设备，另外，由于采区变化，运输距离减短，传统控制系统运行模式很不经济，已经不能适应现代化生产的需要所以急需对现用的电气部分控制方案进行改造用PLC、防爆电机和变频器组成的系统进行控制，能够解决钢缆皮带传统控制系统中存在的问题和不足，提高煤矿设备的自动化水平本设计主要研究一种基于三菱系列PLC的煤矿皮带运输机控制系统，包含绪论、设备选型、可编程控制器部分、钢缆皮带的PLC控制系统及系统的维护与保养部分的设计，可编程控制器部分详细阐述了PLC的性能，设备选型部分完成了系统工艺过程分析及具体硬件设计，钢缆皮带的PLC控制部分完成了控制系统的I/O点及地址分配、系统外围硬件连接图以及对梯形图的设计，部分通过了调试，该系统基本上实现了对皮带运输机系统的控制和各种保护，提高生产效率、减少现场操作人员、提高系统运行的安全性关键词：PLC；控制系统；运行原理；电气制动AbstractAt present, there are still many domestic coal belt of the cable control system in the use of the traditional control methods, such control mode power consumption, maintenance difficulties, the dynamic characteristics of poor, high failure rate, difficulties in maintaining shortcomings. Most coal mines are underground cable belt use of the DC motor is a non-explosion-proof equipment, In addition, due to changes in mining area, reducing the transport distance, the traditional mode of operation control system is not the economy, has been unable to meet the needs of modern production. So is an urgent need to use some of the electrical control programme to transform. With PLC, explosion-proof motor and inverter system consisting of control, can solve the traditional cable belt control system of the existing problems and shortcomings, improve coal mine level of automation equipment.The design of a major research-based Mitsubishi series PLC in a coal mine belt transport control system, including introduction, equipment selection, the PLC part of the cable belt PLC control system and system maintenance and maintenance part of the design, Programming controller elaborate on the part of the performance of PLC, the cable belt PLC control the completion of the control system of I / O addresses and points distribution, system hardware peripherals Connection of the ladder, as well as the design, partly by the commissioning of the system is basically realized its belt transport system control and protection, increase productivity and reduce operating officer at the scene, improve the safety of the system.Key Words:PLC;control system;movement priciple;the electricity applies the brake第一章 绪论第一节 平煤四矿钢缆皮带运输系统简介四矿钢缆皮带于1979年7月安装投入运行，担负着一水平采区的运煤、运人任务。

原电控系统，主回路采用调压器和二极管整流给直流电动机供电，操作回路为继电器控制当时，直流调速系统比交流调速具有更优良的调速性能，因而在大型的重要的设备中得到应用但是，在多年的运行中，直流模拟控制系统也表现出动态特性差、故障率高、维护困难等缺点而且，随着矿井的延深和瓦斯涌出量的增加，平煤四矿被定为“瓦斯突出矿井”，《煤矿安全规程》规定，瓦斯矿井不得使用非防爆设备现在井下钢缆皮带使用的2台400KW直流电机属非防爆设备，另外，由于采区变化，运输距离由1400米缩减到780米，原模式运行很不经济，所以急需对现用的电气部分控制方案进行改造四矿钢缆皮带属于大型集中运输设备，而且有运人任务，对起动、调速要求较高，交流绕线式电机串电阻调速不能满足平稳的要求，而软启动设备没有低速运行功能，不能进行验绳等检修工作，而且从国家政策、先进性和长远利益来看，变频调速应为首选随着电力电子器件、微电子技术及计算机技术的发展，交流电动机变频调速技术得到迅速发展，使得结构简单牢固、价格低廉、应用普及的异步电动机，有了性能良好的调速手段目前，鼠笼异步电动机变频调速技术已较为成熟，性价比优越国外变频器生产技术较为成熟的厂家有，德国的西门子、施耐德、日本的三菱、安川、松下、芬兰ABB等公司，国内有深圳的华为、四川的森兰、南京的耐特。

国家经贸委《“九五”资源节能综合利用工作纲要》中，变频调速已被列入重点组织实施的10项技术改造示范工程之一，目前在我国独资或合资生产变频器的企业已逐渐形成规模，以后一定会取得大跨步的发展在电气控制方面，随着大规模集成电路和微处理器的发展和应用，出现了可编程序控制器（简称PLC），它把计算机的功能完备、通用性和灵活性好等优点，与继电接触式控制系统的操作方便、简单易懂、价格低廉等优点结合起来，更适应于工业环境的通用控制，现在又增加了算术运算、过程控制、数据通信等功能，已可以完成大型而复杂的控制任务在全球PLC制造商中，西门子公司、AB公司、施耐德公司、三菱公司、欧姆龙公司的销售额约占全球总销售额的三分之二国内PLC形成产品化的生产企业市场占有率不超过10%,但在价格上占有明显的优势所以，本设计方案定为变频调速、PLC控制采用2台YBSS－250－12电动机，ABB公司变频器，三菱PLC改造后，系统运行将更加安全、节能、可靠设计的基本步骤为：1、根据国家有关规定和驱动系统的功率计算，查手册、选择电动机2、根据皮带运输的实际要求，结合变频控制方法分析，完成变频器的选型3、按照控制要求，确定外部联锁信号、相关保护等，分析需用点数、容量、通信预留等，选用PLC的型号、规格和技术参数。

4、采用梯形图法完成软件设计5、配置系统所需的装置和元件6、用计算机绘制相关图纸7、上机验证控制方案的可行性第二节 设计原则和标准1、遵循“五高”方针，即高起点、高技术、高质量、高效率、高效益，突出效益优先2、技术先进，可靠性高，扩展与升级容易，具有故障自诊断功能，作到能用、够用，好用3、充分利用现有资源，在技术先进的基础上，做到经济实用4、系统符合《煤矿安全规程》（2004版）相关系统设计，安装的规定，实现控制系统所有设备防爆5、系统的电磁兼容性符合国家标准6、网络通讯功能强大，易于与其它系统集成7、紧密结合现场实际情况，减速机、驱动轮、牵引钢丝绳、胶带、机身保持不变第二章 驱动系统的功率计算第一节 主要计算参数驱动系统所需的主要计算参数归纳如下：1、运输长度：L=780m2、倾角：β=9°30′3、提升高度:H=115.96 m4、输送能力：Q=600t/h5、牵引钢丝绳:6×W(26)-40.5-ZZ6、减速机型号:GLJ-170 传动比:i=35.57、驱动轮直径:。