【文章內(nèi)容簡介】 現(xiàn)整個煤流系統(tǒng)的智能聯(lián)動。火車自動裝載及計量，與火車牽引系統(tǒng)、煤倉給煤機及輸送皮帶、位置檢測、軌道衡等進行配合，完成火車的自動裝載和計量。遠程監(jiān)控，能通過控制決策中心的地面生產(chǎn)系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)進行遠程監(jiān)視和遠程控制，遠程控制既能實現(xiàn)對全系統(tǒng)的一鍵啟停，也能在應(yīng)急情況下，單獨啟動某一環(huán)節(jié)的設(shè)備，如各段皮帶、動篩等。第三章 地面生產(chǎn)控制系統(tǒng)的電路部分設(shè)計地面控制系統(tǒng)是一個復(fù)雜的控制系統(tǒng)，其操作方式分：控制室集中聯(lián)動運轉(zhuǎn)、控制室集中單獨運轉(zhuǎn)、機旁手動(僅用于機旁檢修和調(diào)試)。輸送線的運轉(zhuǎn)方式包括：啟動、停機、緊急停機和故障。其中需要對電路部分進行詳細的設(shè)計，并且和plc緊密的聯(lián)系起來，通過plc和工業(yè)計算機聯(lián)合控制，以達到集中控制的要求，所以就需要對控制系統(tǒng)的集中控制聯(lián)動要求作詳細的設(shè)計 集中聯(lián)動要求：設(shè)備啟動時自系統(tǒng)的始端設(shè)備開始，按逆物料輸送方向順序依次開始啟動。：設(shè)備停機時，自系統(tǒng)始端的供料設(shè)備開始，按順物料輸送方向順序待料運完后依次停車。，其來料方向所有設(shè)備同時停機，后面的設(shè)備運轉(zhuǎn)至物料全部排空即停機。，可使聯(lián)動系統(tǒng)所有設(shè)備一起停機。 操作過程：1) 啟動：操作人員在控制室發(fā)出啟動指令，整個生產(chǎn)系統(tǒng)沿線發(fā)出啟動預(yù)告信號，接著沿線設(shè)備按逆流程依次開始啟動。2) 停車：操作人員在控制室發(fā)出停車指令，整個生產(chǎn)系統(tǒng)按順流程待料運完后依次停車。3) 緊急停車：當(dāng)現(xiàn)場發(fā)生事故時，現(xiàn)場可拉動按動現(xiàn)場操作箱上的急停按鈕，料線全線停車。4) 故障：系統(tǒng)中某一帶式輸送機故障停機時，其來料方向所有設(shè)備同時停機，后面的設(shè)備繼續(xù)運轉(zhuǎn)，至物料全部排空立即停車。：所有集中控制設(shè)備都應(yīng)能在控制室進行單機運轉(zhuǎn)操作。：所有設(shè)備都可以通過設(shè)置在機旁的單獨運轉(zhuǎn)開關(guān)進行單獨運轉(zhuǎn)。這種運轉(zhuǎn)方式通常在設(shè)備檢修或試車時使用，機旁開關(guān)設(shè)在設(shè)備操作箱上。 設(shè)備保護和操作信號：帶式輸送機的保護裝置有：：所有作業(yè)設(shè)備的近旁都必須設(shè)有明顯的事故緊急停車開關(guān)。：聯(lián)鎖系統(tǒng)開始作業(yè)時，需發(fā)出啟動預(yù)告信號，通知沿線工作人員離開設(shè)備，然后再啟動設(shè)備。：各種事故引起的緊急停車，均需在控制室內(nèi)發(fā)出音響信號，并顯示出事故所在的設(shè)備。 防爆及瓦斯斷電要求：煤塵比較集中的地點的電氣設(shè)備必須防爆或采取防爆措施。，%時，附近20m范圍內(nèi)的電氣設(shè)備立即停止運轉(zhuǎn)。%時，立即切斷全部非本質(zhì)安全型電源(含照明電源)。，對瓦斯量大的煤倉、與煤倉相通的房間和走廊以及其他煤塵比較集中的地方進行定期檢測，以確保安全生產(chǎn)。 控制系統(tǒng)的電路組成以下對地面生產(chǎn)系統(tǒng)的皮帶運輸部分的電路圖進行分析，戊組煤的皮帶運輸主要包括有20戊組煤轉(zhuǎn)載帶式輸送機，1戊組煤原煤上篩分樓帶式輸送機，4戊組煤手選帶式輸送機，6戊組煤篩分樓內(nèi)轉(zhuǎn)載帶式輸送機，8戊組煤上轉(zhuǎn)載樓帶式輸送機，9戊組煤上倉帶式輸送機，而已組煤的皮帶運輸主要有13已組煤原煤上篩分樓帶式輸送機，15已組煤手選帶式輸送機，16已組煤篩分樓內(nèi)轉(zhuǎn)載帶式輸送機，17已組煤上轉(zhuǎn)載樓帶式輸送機，18已組煤上倉帶式輸送機。還有給煤機和雙齒輥破碎機等設(shè)備的集中控制，其中4戊組煤手選帶式輸送機，6戊組煤篩分樓內(nèi)轉(zhuǎn)載帶式輸送機，15已組煤手選帶式輸送機，16已組煤篩分樓內(nèi)轉(zhuǎn)載帶式輸送機，20戊組煤轉(zhuǎn)載帶式輸送機共用一個電路圖；1戊組煤原煤上篩分樓帶式輸送機，9戊組煤上倉帶式輸送機，13已組煤原煤上篩分樓帶式輸送機，18已組煤上倉帶式輸送機共用一個電路圖；8戊組煤上轉(zhuǎn)載樓帶式輸送機和17已組煤上轉(zhuǎn)載樓帶式輸送機共用一個電路圖。1．控制系統(tǒng)的電路組成圖如圖32即為甲帶給料機的電路圖如圖32中所示：主電路由380交流電源供電，由接觸器控制，接觸器閉合，電路通電，并且其中串接熱繼電器，當(dāng)電路過電流時，熱繼電器動作，熱繼電器的作用是短路保護和過載保護，控制回路控制接觸器斷開和閉合控制電機的啟動和停止。電機的外殼接地?？刂苹芈酚?20V電源供電，其中包括集中控制和機旁控制，集中控制由plc及其上位機自動控制，而機旁手動控制則是由機旁操作工人操作；也包括有急停開關(guān)和保護。運行時有正常運行指示燈和故障指示燈，控制回路設(shè)有保護。集中控制和機旁控制由轉(zhuǎn)換開關(guān)控制，轉(zhuǎn)換開關(guān)如圖31圖31轉(zhuǎn)換開關(guān)圖32　甲帶給料機電路圖圖33　雙齒輥破碎機雙齒輥破碎機是把大塊的煤破碎成符合標(biāo)準(zhǔn)的煤，為下一步的篩分做準(zhǔn)備，其電路圖如圖33主電路有380V電源供電，由接觸器控制主電路的通斷，也串聯(lián)有熱繼電器，能對電機實施短路保護和過載保護，其控制類型也是繼電器接觸器控制，電機的外殼接地?？刂苹芈酚?20V電源供電，由繼電接觸器控制，同時也設(shè)有集中控制和機旁控制，接有plc，能實施遠程控制，設(shè)有事故急停開關(guān)，便于事故時及時停車?？刂苹芈分杏兄甘緹簦茈S時的顯示正常和故障的情況。保護為熱繼電器保護。圖34為皮帶機的電路圖，1戊組煤原煤上篩分樓帶式輸送機、9戊組煤上倉帶式輸送機、13己組煤原煤上篩分樓帶式輸送機和18己組煤上倉帶式輸送機、設(shè)有啟動信號預(yù)告，其保護用的是限位開關(guān)。圖34　1戊組煤原煤上篩分樓帶式輸送機圖35　20戊組煤轉(zhuǎn)載帶式輸送機的電路圖圖35為4戊組煤手選帶式輸送機、6戊組煤篩分樓內(nèi)轉(zhuǎn)載帶式輸送機、15已組煤手選帶式輸送機、16已組煤篩分樓內(nèi)轉(zhuǎn)載帶式輸送機、20戊組煤轉(zhuǎn)載帶式輸送機的電路圖，其控制也是為繼電器接觸器控制，設(shè)計有集中控制和機旁控制，事故急停開關(guān)為拉線開關(guān)，當(dāng)有緊急情況時有機器旁邊的工作人員拉動拉線，即可實施急停控制，也設(shè)有遠程急停，引到plc控制中，也能實施遠程急停。另也設(shè)有啟動信號預(yù)告。在皮帶運輸機所有設(shè)備的運行中均采用定時器和外部動作信號連鎖的動作方式，控制設(shè)備的運作，并且設(shè)有故障報警，當(dāng)故障情況下，除過有備用的設(shè)備，可以使系統(tǒng)皮帶運輸機繼續(xù)工作，若無備用的設(shè)備一旦發(fā)生故障，則均不能運行，只有當(dāng)該設(shè)備的故障解除后，才可正常運行。該皮帶已設(shè)計了比較可靠的運作保護系統(tǒng)，提高了皮帶運輸機運行的可靠性和安全性?？刂齐娐穲D如上圖圖36為8戊組煤上轉(zhuǎn)載樓帶式輸送機和17已組煤上轉(zhuǎn)載樓帶式輸送機的電路圖。它的控制和上圖35的控制基本相同，就不再贅述圖36　8戊組煤上轉(zhuǎn)載樓帶式輸送機電路圖由于四礦的地面集中控制是一個非常復(fù)雜的地面控制系統(tǒng)，所以其中的電路部分非常的冗雜，上面的電路圖只給出了集中控制的部分的電路控制圖，簡單的對其電路部分作出說明，現(xiàn)在的控制系統(tǒng)已經(jīng)不是簡單的繼電器接觸器控制了，隨著工控技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的控制系統(tǒng)已經(jīng)越來越現(xiàn)代化，越來越自動化，所以集中控制加入了plc技術(shù)，用于遠程自動控制，以達到現(xiàn)代化的控制要求。不過現(xiàn)代的自動控制還少不了原始的控制器件，包括有繼電器、接觸器、開關(guān)等等。上面的電路連接，就需要在機器旁安裝配電柜，用于控制皮帶和給煤機的控制，設(shè)備的用料如圖37所示圖37　設(shè)備的用料圖上面的設(shè)備材料表僅為上煤皮帶的配電箱的材料，其余的材料用表就不一一列表了，基本上都是有繼電器接觸器和開關(guān)等組成。2．線路敷設(shè)：1）控制線路與動力線路，同路徑敷設(shè)。2）控制電纜沿電纜溝和橋架敷設(shè)，當(dāng)采用電纜橋架敷設(shè)時，控制電纜橋架與動力電纜橋架統(tǒng)一考慮，控制電纜橋架應(yīng)安裝在動力電纜橋架的上層。3）線路引至設(shè)備處時，應(yīng)穿鋼管保護。4）。第四章 控制系統(tǒng)的PLC設(shè)計 PlC的選型在PLC系統(tǒng)設(shè)計時，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設(shè)計選型。工藝流程的特點和應(yīng)用要求是設(shè)計選型的主要依據(jù)。PLC及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、標(biāo)準(zhǔn)的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則選型所選用PLC應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運業(yè)績、成熟可靠的系統(tǒng)，PLC的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語言有利于縮短編程時間，因此，工程設(shè)計選型和估算時，應(yīng)詳細分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價格比的PLC和設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)。（I/O）點數(shù)的估算1）.運算功能 2）.控制功能 3）.通信功能 4）.編程功能 5）.診斷功能 6）.處理速度1）.PLC的類型2）.輸入輸出模塊的選擇 3）.電源的選擇 4）.存儲器的選擇 5）.冗余功能的選擇 （1）.控制單元的冗余 （2）.I/O接口單元的冗余 S7300的基本結(jié)構(gòu)S7300 屬于模塊式PLC，主要由機架、CPU 模塊、信號模塊、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。圖41 PLC控制系統(tǒng)示意圖PLC 采用循環(huán)執(zhí)行用戶程序的方式。OB1 是用于循環(huán)處理的組織塊（主程序），它可以調(diào)用別的邏輯塊，或被中斷程序（組織塊）中斷。在起動完成后，不斷地循環(huán)調(diào)用OB1，在OB1 中可以調(diào)用其它邏輯塊(FB, SFB, FC 或SFC)。循環(huán)程序處理過程可以被某些事件中斷。在循環(huán)程序處理過程中，CPU 并不直接訪問I/O 模塊中的輸入地址區(qū)和輸出地址區(qū)，而是訪問CPU 內(nèi)部的輸入/輸出過程映像區(qū)。批量輸入、批量輸出。圖42 掃描過程 的線圈“通電”時，對應(yīng)的輸出過程映像位為1 狀態(tài)。信號經(jīng)輸出模塊隔離和功率放大后，繼電器型輸出模塊中對應(yīng)的硬件繼電器的線圈通電，其常開觸點閉合，使外部負載通電工作。外部輸入電路接通時，對應(yīng)的輸入過程映像位()為1 狀態(tài)，梯形圖中對應(yīng)的輸入位的常開觸點接通，常閉觸點斷開。某一編程元件對應(yīng)的過程映像位為1 狀態(tài)時，稱該編程元件為ON，過程映像位為0 狀態(tài)時，稱該編程元件為OFF。循環(huán)時間（Cycle time）是指操作系統(tǒng)執(zhí)行一次圖42 所示的循環(huán)操作所需的時間，又稱為掃描循環(huán)時間（Scan Cycle Time）或掃描周期。