【導(dǎo)讀】山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)間：2021-5-8至2021-6-2. 2)介紹了帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)以及控制原理，分析了膠帶起動(dòng)過(guò)程。3)對(duì)膠帶機(jī)就地控制系統(tǒng)和保護(hù)進(jìn)行了介紹，根據(jù)控制和保護(hù)功能正確選擇。4)然后對(duì)膠帶運(yùn)輸控制系統(tǒng)進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，介紹了PLC的基本原理與特點(diǎn)，5)根據(jù)其輸入、輸出點(diǎn)數(shù)和存儲(chǔ)容量選擇了合適的CPU以及數(shù)字量和模擬。量擴(kuò)展模塊，對(duì)其進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)并畫出功能流程圖。4熟悉CST軟啟動(dòng)原理。山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)答辯委員會(huì)

　　

【正文】 制方式閉鎖，這也是按照現(xiàn)場(chǎng)情況優(yōu)先考慮的結(jié)果，此時(shí)單條膠帶閉鎖運(yùn)行，與其他膠帶之間沒有聯(lián)鎖關(guān)系 。 我們通過(guò)控制臺(tái)的三位置選擇開關(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。 監(jiān)控系統(tǒng)是對(duì)單條膠帶和與其配對(duì)的給煤機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，集控方式下，按下顯示屏上的啟動(dòng) /停止控制按鈕，允許膠帶啟動(dòng)或停止。若是多膠皮帶集中控制，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為例進(jìn)行程序說(shuō)明。 控制方式包括手動(dòng)自動(dòng)，有集控方式，就地方式，檢修方式， 當(dāng)在任一個(gè)工作方式下發(fā)出 CST啟 動(dòng)信號(hào)后，不能再選擇其它工作方式 ，下圖 2為工作方式流程圖。 開 始檢 修 方 式 ？就 地 方 式 ？集 控 方 式控 制 塊就 地 方 式控 制 塊檢 修 方 式控 制 塊故 障 診 斷結(jié) 束NNYY 圖 2 工作方式選擇流程圖 山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 程序段 1： CST啟動(dòng)按鈕， CST停止按鈕， 。有任何故障發(fā)出急停指令時(shí)不允許啟動(dòng) CST。 程序段 2：?jiǎn)?dòng)報(bào)警信號(hào)。當(dāng) ，脈沖定時(shí)器 T9開始計(jì)時(shí)，發(fā)出 30S的報(bào)警指令 。同時(shí)啟動(dòng) 接通延時(shí)定時(shí)器 T10。 程序段 3：當(dāng) 30S延時(shí)預(yù)警成功后，向 CST正式發(fā)出 CST啟動(dòng)指令 。 、 3電機(jī)運(yùn)行返回信號(hào)，起自保作用。 CST運(yùn)行指示燈， PLC_D02是觸摸屏 CST啟動(dòng)指示燈。 程序段 4： 給煤機(jī)啟動(dòng)控制。 是給煤機(jī)手動(dòng)啟動(dòng)按鈕信號(hào)， 是給煤機(jī)運(yùn)行返回信號(hào)。 是給煤機(jī)啟動(dòng)信號(hào)， 是給煤機(jī)啟動(dòng)指示燈。 山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 程序段 5：給煤機(jī)停止控制。 ， 機(jī)停止信號(hào)。 就地工作方式下，操作員通過(guò)控制臺(tái)上的手動(dòng)按鈕來(lái)控制膠帶啟停?？刂婆_(tái)共設(shè)置了四個(gè)手動(dòng)控制膠帶運(yùn)行按鈕： CST啟動(dòng)按鈕， CST停止按鈕， CST慢動(dòng)按鈕， CST急停按鈕。在此工作方式下，只有 CST啟動(dòng)按鈕， CST停止按鈕， CST急停按鈕有效。按下啟動(dòng)按鈕后給 PLC送入啟動(dòng)允許信號(hào)，按下停止按鈕給 PLC送入停止允許信號(hào)。 檢修工作方式下，我們也是通過(guò)操作臺(tái)上的手動(dòng)按鈕來(lái)控制膠帶，但是檢修狀態(tài)下，我們要求膠帶運(yùn)行速度比較慢， CST工作在慢動(dòng)狀態(tài)下，只有按下慢動(dòng)按鈕，膠帶才可以 運(yùn)行。 啟動(dòng)允許信號(hào)發(fā)出后，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和設(shè)備的工藝需求，在啟動(dòng)運(yùn)行皮帶沿線發(fā)出預(yù)警聲響，時(shí)間一般是 30秒。只有在無(wú)故障啟動(dòng)的情況下，預(yù)警才會(huì)成功。 各種常見故障的診斷 膠帶在煤炭運(yùn)輸中的重要角色，讓煤礦無(wú)法忽視它的運(yùn)行狀況，因此，有效的監(jiān)測(cè)故障，及時(shí)采取預(yù)防措施，避免重大事故發(fā)生，或者盡量減少損失是非常必要的。膠帶常見的故障有以下幾種：跑偏、打滑、超速、斷帶、滾筒超溫、張緊下滑、縱撕、煙霧、堆煤等，同時(shí)我們?yōu)榱吮苊庖恍o(wú)法監(jiān)測(cè)的而又非常惡劣的事故發(fā)生，在膠帶輸送機(jī)的沿線，我們每隔 80～ 100米設(shè)置一個(gè)拉線急停開關(guān)。 在第 四 章我們已經(jīng)確定了監(jiān)測(cè)各種故障的傳感器類型或方法，并確定了輸出信號(hào)類型。故障信號(hào)分為兩類：一類為數(shù)字信號(hào)，當(dāng)輸出為“ 1”時(shí)，即是報(bào)警信號(hào)， 收到信號(hào)后，對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，或是 CST緊急停機(jī)，或是只發(fā)出聲光報(bào)警。當(dāng)輸出為“ 0”時(shí)，膠帶運(yùn)行正常，無(wú)故障發(fā)生；另一類為模擬量信號(hào)，傳感器輸出的模擬量信號(hào)是標(biāo)準(zhǔn)的電壓或是電流信號(hào)，通過(guò)模擬輸入模塊，將電壓或電流信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字形式，但是我們需要知道它所測(cè)的真實(shí)值，如溫度傳感器，輸出 9V，需要得到 9V對(duì)應(yīng)的溫度值，因此需要對(duì)輸入 PLC的數(shù)值 進(jìn)行處理。下面簡(jiǎn)山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 要介紹一下模擬量數(shù)值的采集及轉(zhuǎn)換。 YES YES YES YES 圖 3 故障檢測(cè)流程圖 程序段 1：將采集到的數(shù)值 current_value轉(zhuǎn)化為實(shí)數(shù)型，并存在 b3中。 程序段 2：作 b3與量程值相除運(yùn)算，并將值放入輸出值 yunsuanzhi中。 拉線急停 是否跑偏 是否打滑 是否超溫 是否堆煤 結(jié)束 光電自動(dòng)灑水電磁閥 有煙霧？ 報(bào)警停機(jī) 故障檢測(cè) 山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 33 程序段 1：調(diào)用上面兩段 程序構(gòu)成的 FC塊。 PIW270是定子溫度 1的輸入值存儲(chǔ)地址， PT100測(cè)量的實(shí)際溫度與 PLC內(nèi)數(shù)字表示值成 100倍關(guān)系。 AI_7是定子溫度 1實(shí)際溫度存儲(chǔ)地址變量。 在知道模擬量的真實(shí)值后，或?qū)⑵渲苯虞敵龅斤@示屏上直接顯示出來(lái)，或是將其與設(shè)定值比較后再輸出布爾變量“ 0”或者“ 1”。 在上面我們已經(jīng)提到，在不同的工作方式下，故障監(jiān)測(cè)是不相同的。集控和就地方式下，所有的保護(hù)均投入使用，在檢修方式下，各種保護(hù)可選擇投入或是屏蔽掉，我們可以通過(guò)顯示屏上的“ XX屏蔽”或是 “ XX屏蔽取消”按鈕來(lái)選擇。下面我們以堆煤信號(hào)為例說(shuō)明以下，對(duì)故障信號(hào)的處理。 程序段 1：堆煤信號(hào)保持。 ， 。產(chǎn)生故障后，若系統(tǒng)不復(fù)位，故障信號(hào)無(wú)法消除。 山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 程序段 2：堆煤屏蔽狀態(tài)。 PLC_DO18是觸摸屏堆煤保護(hù)屏蔽信號(hào)， PLC_DO18是觸摸屏堆煤保護(hù)屏蔽取消信號(hào)。 程序段 3：檢修方式下允許堆煤信號(hào)屏蔽 , 集控和就地方式不允許屏蔽。 拉線開關(guān)共有 5根地址線，地址分別是 、 、 、 、 ，一根信號(hào)線，拉線開關(guān)信號(hào)保存在 PLC_DI35。下給出了 3號(hào)地址的確定方式。 山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 35 觸摸屏的軟件實(shí)現(xiàn) 觸摸屏簡(jiǎn)介 觸摸屏是用來(lái)顯示控制器的 I/O 狀態(tài)及各種系統(tǒng)信息，接收并執(zhí)行操作人員發(fā)出的各種命令。觸摸屏的按鍵在屏幕上，總的面積小，每個(gè)畫面可以設(shè)置不同的按鍵，每個(gè)按鍵的意義可由用戶設(shè)置，使用直觀方便，可以在惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下使用，在工業(yè)控制中得到廣泛的應(yīng)用。 觸摸屏是在操作人員和機(jī)器設(shè)備之間作雙向溝通的橋梁，用戶可以自由的組合文字、 按鈕、圖形、數(shù)字等，來(lái)處理或監(jiān)控不斷變化的信息。過(guò)去的操作界面需要熟練的操作員才能操作，而且操作困難。使用觸摸屏和計(jì)算機(jī)控制后，能明確告知操作員機(jī)器設(shè)備目前的狀況，給出操作的提示，使操作變得簡(jiǎn)單生動(dòng)，可以減少操作失誤，即使是新手也可以很輕松的操作整個(gè)機(jī)器設(shè)備。使用觸摸屏可以使機(jī)器的配線標(biāo)準(zhǔn)化、簡(jiǎn)單化，用畫面上的按鈕和指示燈等代替相應(yīng)的硬元件，減少 PLC 需的 I/O 點(diǎn)數(shù)，降低系統(tǒng)的成本。由于顯示面板的小型化及高性能，提高了整套設(shè)備的附加價(jià)值。 觸摸屏的基本原理如下：用戶用手指或其它物體觸摸安裝在顯示器前端的觸摸 屏?xí)r，所觸摸的位置的坐標(biāo)被觸摸屏控制器檢測(cè)，并通過(guò)通信接口（例如 RS 232C 或 RS485 串行口）送到 CPU，從而得到輸入的信息。觸摸屏系統(tǒng)一般包括兩個(gè)部分：觸摸屏控制器和觸摸檢測(cè)裝置。觸摸屏控制器的主要作用是接收來(lái)自觸摸點(diǎn)檢測(cè)裝置的觸摸信息，并將它轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo)，再送給 CPU，它同時(shí)能接收 CPU 發(fā)來(lái)的命令并加以執(zhí)行，例如動(dòng)態(tài)地顯示開關(guān)量和模擬量。觸摸檢測(cè)裝置安裝在顯示器的顯示表面，用于檢測(cè)用戶的觸摸位置，再將該處的信息傳送給觸摸屏控制器。 觸摸屏系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 觸摸屏采用西門子公司可以與 STEP7 軟件集成的 PROTOOL 軟件設(shè)計(jì)。畫面選擇基于 WINDOWS 系統(tǒng)的 TP270“ 6”。 SIMATIC TP270 型觸摸式面板，彩色 STN 觸模屏（模擬 /耐磨）， 英寸。 SIMATIC TP270 多功能面板屬于 SIMATIC HMI山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 產(chǎn)品系列。所有 SIMATIC 面板都可使用基于 Windows 的軟件 SIMATIC PROTOOL，進(jìn)行既簡(jiǎn)單又高效的組態(tài)。基于 Windows CE 操作系統(tǒng)， TP270 提供有創(chuàng)新性的操作員控制和監(jiān)視功能以及固有操作員面板的優(yōu)點(diǎn)：堅(jiān)固耐用，穩(wěn)定可靠，簡(jiǎn)便易用。標(biāo)準(zhǔn)硬件 /軟件接口保證了極 高的柔性度和透明度以及辦公環(huán)境的訪問(wèn)功能。 觸摸屏主要顯示膠帶機(jī)和給煤機(jī)的運(yùn)行狀況和各種故障發(fā)生情況及具體的位置。為了監(jiān)控系統(tǒng)可視化、明確化，我們的觸摸屏共有 7個(gè)畫面，畫面 1為首頁(yè)，畫面 2為啟動(dòng)控制顯示畫面，用指示燈和數(shù)字來(lái)顯示膠帶和給煤機(jī)的運(yùn)行狀況和當(dāng)前的工作方式，如膠帶當(dāng)前的運(yùn)行速度， CST 啟動(dòng) /停止、 CST 復(fù)位、 CST急停、 CST 故障， CST 報(bào)警， CST滿速， CST 慢動(dòng)，給煤機(jī)啟動(dòng)，給煤機(jī)停止等 , 同時(shí)在集控方式下 , 通過(guò)控制屏上的集控啟動(dòng)或集控停止按鈕控制膠帶啟停。 這些輸入輸出信號(hào)是通過(guò)設(shè)定變量， 將 PLC 內(nèi)部變量傳遞到顯示屏上來(lái)顯示或是將屏上的信號(hào)送到 PLC 內(nèi)部。如指示燈是定義一個(gè)圓，通過(guò)設(shè)定圓變量在不同數(shù)字狀態(tài)下顯示不同顏色來(lái)實(shí)現(xiàn)，如：變量為“ 0”時(shí)，圓前景顏色顯示為灰色，變量為“ 1”時(shí)，圓前景顏色顯示為紅色；數(shù)值顯示是設(shè)置一個(gè)輸出域，將PLC 內(nèi)部變量直接與輸出域建立聯(lián)系就可達(dá)到輸出效果。 界面 3 是在按照膠帶故障監(jiān)測(cè)裝置在膠帶旁邊放置的位置順序排列顯示各種故障信號(hào)，當(dāng)監(jiān)測(cè)到故障時(shí)，故障對(duì)應(yīng)指示燈亮。明確了故障的位置，可以方便膠帶的維護(hù)及故障的及時(shí)有效處理。 圖 觸摸屏（界面 界面 3） 山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 37 界面 4可以具體顯示 9 組各定子繞組的溫度，其中 1到 3組分別是 1電機(jī) A相、 B相、 C相繞組溫度， 4 到 6 組分別是 2電機(jī) A相、 B相、 C 相繞組溫度， 7到 9 組分別是 3電機(jī) A 相、 B相、 C 相繞組溫度。 界面 5是紅外測(cè)溫監(jiān)測(cè)到的前后滾筒溫度。 圖 觸摸屏（界面 界面 5） 界面 6和 7是檢修狀態(tài)下各種故障保護(hù)屏蔽選擇界面，按下“ XX 屏蔽”，則此種故障保護(hù)屏蔽掉，再按下“ XX 屏蔽取消”，則屏蔽取消掉，保護(hù)投入使用?！皞鞲衅鳡顟B(tài)”是指 故障監(jiān)測(cè)的實(shí)際信號(hào)，“加入屏蔽”是指檢修方式下，加入保護(hù)屏蔽或沒有加入保護(hù)屏蔽時(shí)的故障信號(hào)輸出。 當(dāng)屏蔽沒有投入時(shí)，兩個(gè)輸出是相同的，當(dāng)屏蔽投入時(shí)，兩個(gè)輸出可能不同，如故障實(shí)際檢測(cè)信號(hào)為“ 1”，若加入屏蔽，則“傳感器狀態(tài)”輸出燈亮，“加入屏蔽”輸出燈為滅。 圖 . 觸摸屏（界面 界面 7） 井下皮帶信息圖 山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 38 第六章 PLC 的 膠 帶控制系統(tǒng)的抗干擾措施 按照可靠性理論，程序設(shè)計(jì)最主要的任務(wù)是，確保應(yīng)用程序按照給定的順序有秩序地運(yùn)行。有序運(yùn)行的基礎(chǔ)是硬件的可靠性，可靠性高的硬件基礎(chǔ)可以保證不 會(huì)出現(xiàn)硬件故障；但是，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，大量的干擾源雖然不會(huì)造成系統(tǒng)硬件系統(tǒng)的破壞，卻常常會(huì)破壞數(shù)字信號(hào)的時(shí)序，導(dǎo)致程序進(jìn)入死循環(huán)。因此，在提高硬件可靠性的同時(shí)，也需要在程序設(shè)計(jì)中采取措施，提高軟件的可靠性，減少軟件錯(cuò)誤的發(fā)生，并且在發(fā)生軟件錯(cuò)誤的情況下仍能使系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。即 要保證裝置可靠工作 ,并能不間斷地運(yùn)行 ,就必須提高抗干擾能力 ,增強(qiáng)裝置保護(hù)硬件的可靠性及完善軟件性能。 干擾和干擾源 干擾經(jīng)過(guò)一定的耦合通道傳輸?shù)奖桓蓴_的設(shè)備，從而對(duì)產(chǎn)品正常工作造成不良的影響。干擾的三要素：傳導(dǎo)和輻射電磁能量的 干擾源；干擾傳遞的途徑；對(duì)干擾敏感的接受設(shè)備。如圖 。 圖 干擾的三要素 根據(jù)產(chǎn)品性能要求采取有效措施，抑制干擾源，消除干擾的耦合通道，從而提高設(shè)備的抗干擾能力。 系統(tǒng)抗干擾措施 為使系統(tǒng)能更加安全、可靠地工作，在系統(tǒng)中采取一些有效防干擾的措施來(lái)消除來(lái)自外界或自身的各種干擾是很有必要的。 PLC控制系統(tǒng)的抗干擾是一個(gè)系統(tǒng)工程，要求制造單位設(shè)計(jì)生產(chǎn)出具有較強(qiáng)抗干擾能力的產(chǎn)品，且需要使用部門在工程設(shè)計(jì)、安裝施工和運(yùn)行維護(hù)中予以全面考慮，并結(jié)合具體情況進(jìn)行綜合設(shè)山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 39 計(jì)，才