1、毕业设计（论文）毕业设计（论文）题目主井装载的 PLC 技术的应用 年级专业 09 级矿山机电 学生姓名 魏 鹏 指导教师 钱松涛 平顶山工业职业技术学院年 月 日1平顶山工业职业技术学院成人教育学院毕业设计（论文）任务书姓名 魏 鹏 专业 09 级矿山机电 任 务 下 达 日 期 2010 年 2 月 26 日设计（论文）开始日期 2010 年 2 月 26 日设计（论文）开始日期 2010 年 2 月 26 日设计（论文）题目： 主井装载的 PLC 技术的应用 A 编制设计 B 设计专题（毕业论文） 指 导 教 师 钱 松 涛 系(部)主 任 年 月 日 2平顶山工业职业技术学院毕业设计(
2、论文)评语第 页共 页学生姓名: 专业: 年级: 毕业设计(论文)题目: 评阅人: 指导教师: (签字) 年 月 日成 绩: 系(院)主任: (签字) 年 月 日毕业设计(论文)及答辩评语: 3平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）答辩委员会记录系 专业,学生 于 年 月 日 进行了毕业设计(论文)答辩。设计（论文）题目： 专题(论文)题目: 指导老师: 答辩委员会根据学生提交的毕业设计(论文)材料,根据学生答辩情况,经答辩委员会讨论评定,给予学生 毕业设计(论文)成绩为 。答辩委员会 人，出席 人答辩委员会主任（签字）： 答辩委员会副主任（签字）： 答辩委员会委员： ， ， ， 。4主井装载
3、的 PLC 技术的应用摘要 利用 PLC 可编程控制器为主控器，用软件完成了各种复杂的逻辑、定时、计量、执行等控制功能。针对主井装载控制系统存在的缺陷, 提出了控制系统技术改造方案, 设计安装了硬件控制电路 , 完善了系统软件控制程序 , 实现了从装载装煤控制过程的完全自动化。实现了计算机查询、判断、监视、执行一体化，增强了系统的可靠性和安全性，减少了人为的机电事故，大大提高了生产效率。与继电器和集成电路同类产品相比，安装空间、维护量、故障率明显降低，并且PLC 容易实现与微机联网，为煤矿进一步实现调度自动化提供了方便。关键词:PLC，主井装载，自动化，煤矿5目 录摘 要 .5 第一章 绪 论
4、.7第二章 箕斗及其装载设备.82.1 箕斗的结构.82.2 箕斗装载设备.92.3 满仓的保护.10 2.4 主井箕斗规格 .102.5 箕斗定时装载提升信号系统.12第三章 PLC 编程及有关指令.133.1 PLC 的定义及指令系统.133.2 PLC 编程.153.3 梯形图.163.4 梯形图编程.183.5 常用电器元件的选择.20第四章 设计主要部分.224.1 设计目的及意义.224.2 操作系统的工作原理.234.3 实现的闭锁及联锁功能.284.4 输入、输出表及 PLC 梯形图.29参考文献.28致谢.296第 1 章 绪 论中 国 平 煤 神 马 能 源 化 工 集 团
5、 有 限 责 任 公 司 十矿，位于平顶山市区东部，煤田面积 22.5平方公里。十矿是一座大型现代化矿井。1958 年 8 月兴建，1964 年 2 月投产，原设计年生产能力 120 万吨，采用一对立井开拓。 1986 年 12 月完成改扩建后，形成一二水平、南北两翼同时开采的生产格局，矿井年生产能力达到 180 万吨。 1988 年以来，该矿实际年生产能力已达到 220 万吨。企业主要从事矿井原煤开采，煤种为己 15-17 焦瘦煤，低中灰、特低硫、低磷、高熔点，属集团公司稀有煤种，产品全部用于洗选、炼焦。从井下回采工作面采出的煤炭，只有通过矿井运输与提升将其运到地面，才内能加以利用。矿井运输
6、与提升在矿井生产中担负着以下任务：1）将工作面采出的煤炭运送到地面装车站；2）将掘进出来的矸石运往地面矸石场或矸石综合加工厂；3）将井下生产所必须的材料、设备运往工作面或其它工作场所；4）运送井下工作人员。可以说矿井运输与提升是矿井生产的“动脉”与“咽喉”其设备在工作中一旦发生故障，将其直接影响生产，甚至造成人身伤亡。此外，矿井运输与提升设备的耗电量很大，一般占矿井生产总耗电量的 50-70%左右。因此合理选用这些设备，使之安全可靠地、经济地运转、对保证矿井安全、经济生产，具有重要意义。矿井提升设备是沿井筒提升煤炭、矸石、升降人员和设备，下放材料的大型机械设备。它是在矿山井下生产系统地面工业广
7、场相连的枢纽，是矿山运输的咽喉。因此，矿井提升设备在矿山生产的全过程中占有极其重要的地位。随着科学技术的发展和生产的机械化和设备化，目前，世界上经济比较发达的国家，提升机的运行速度已达 20-50m/s，一次提升量达到 50t，电动机的容量已超过 10000kw,其可靠性尤为突出。在矿井生产的过程中，如果提升设备出了故障，必然会造成停产。轻者，影响煤炭产量，重者，则会危及人身安全。矿井提升设备的主要组成部分是：提升容器、提升钢丝绳、提升机（包括拖动控制系统） 、井架（或井塔） 、天轮及装卸载设备等。目前国内外广泛采用的定量装载设备有定量斗箱式和定量输送机式两种。立井装载设备主7要由斗箱、溜槽、
8、闸门、控制缸和测重装置组成。定量斗箱装载设备具有结构简单、环节少、装载时不用其它辅助机械等优点，在我国已定为标准装载设备。第 2 章 箕斗及其装载设备2.1 箕 斗 的 结 构我国煤矿立井广泛采用固定斗箱底卸式箕斗，其形式有很多种，过去一些矿井普遍采用扇形闸门底卸式箕都斗，现在新建矿井多采用平板闸门底卸式箕斗。这种箕斗由斗箱、框架、连接装置及闸门等组成。箕斗的导向装置可以采用钢丝绳罐道，也可以采用钢轨或组合罐道。采用钢丝绳罐道时，除应考虑箕斗本身平衡外，还要考虑装煤后仍维持平衡，所以在斗箱上部装载口处安设了可以调节的溜煤板，以便调节煤顶部中心的位置。我国过去广泛采用鼓型箕斗装载设备。这种装载设
9、备的最大的特点是洒煤量的 10，有的高达 40，且在装载时不能保证箕斗的装载量。因此新的箕斗装载设备采用预先定量的装载方式，其洒煤量可以大大降低，一般仅为提煤量的 1，最大不超过 3。定量的装载方式还能保证提升工作的正常化，有利于提升的自动化。目前在新建和改建矿井的设计中一普遍采用定量装载设备。立井箕斗一般用于提升煤炭和矸石。它有框架、斗箱及悬挂装置组成。框架由两根直立的槽钢和上、下横向组成。斗箱、悬挂及罐耳均固定于框架上。为预防淋帮水落入斗箱内和便于检查井筒，在框架上布有钢板制的平台。我国煤矿主要采用扇形门卸式箕斗，它的卸载过程如下：扇形底门上的卸载滚轮沿卸载曲轨滚动，打开出煤口，同时活动溜
10、槽在滚轮上向前滑动，并向下倾斜处于工作位置。斗箱的煤由出煤口经过活动溜槽，卸入煤仓中。下放箕斗时，其过程与上述相反。近年来我国采用了 JLY 型平板闸门底式箕斗，它由连接装置，罐耳，活动溜槽板、煤堆8线、斗箱、框架、闸门、连杆、滚轮、曲轨、平台、滚轮以及机械闭锁装置等组成。它的卸载过程如下：沿箕斗提至地面煤仓时，井架上的卸载曲轨使连杆转动轴上的滚轮，沿箕斗框架的曲轨运动，当滚轮通过连杆的锁角等于零的位置后，闸门就借助煤的压力打开到卸载。在箕斗下放时，以相反的过程关闭闸门。此外，当提升水分达 25的无烟煤及混有塑性页卸载困难时或提升矸石时，常采用翻转式箕斗。2.2 箕斗装载设备使用箕斗提升时，必
11、须根据有关规定采用定量控制。箕斗的定量装载设备，目前广泛采用预先定量装载方式的装载设备，如定量仓式和定量输送机装载设备。1.定量仓式装载设备当箕斗到井底装载位置时，通过控制元件开动控制汽缸，通过拉杆将定量仓扇形闸门打开，定量仓中的煤炭沿溜槽全部装入箕斗中。定量仓中的装煤量利用压磁测重装置来控制。定量仓式装载设备具有结构简单、环节少、装载时不使用其他机械等优点，在我国已定为标准装载设备。但这种装载设备需要开凿较大的硐室，同时装载时间随煤质和水分不同而变化。2.定量胶带输送机装载设备定量胶带输送机装载设备放在称重装置负载传感器上，胶带输送机先用 0.150.3 米/秒的速度通过煤仓闸门来装煤，当装
12、煤量达到规定值时，由称重装置发出讯号，煤仓闸门关闭，胶带输送机停机。当空箕斗到达装煤位置时，开动胶带输送机以 0.91.2 米/秒的速度将胶带上预先称好的煤全部快速装入箕斗中。这种装载设备不需在井筒附近开凿较大的硐室；装倒次数9少，可减少煤的破碎和煤尘；箕斗装载均匀，可减少提升钢丝绳受冲击载荷；装载时间恒定，有利于实现提升自动化。定量输送机装载设备的优点是：不需在井筒附近开凿较大的硐室；减少装倒次数，因而可减少煤的破碎量。向箕斗装载均匀，可减少提升钢丝绳的冲击负荷；装载时间不受煤质变化的影响，有利于实现提升自动化。2.3 满仓的保护使用箕斗提升时，井口煤仓应根据有关规定装设满仓保护，仓满时能自
13、动报警或自动停电。在箕斗提升的上部煤仓，于适当位置固定一瓷瓶，在瓷瓶上固定一段橡胶电缆线垂直煤仓作为电极。当箕斗往煤仓卸煤时，煤的高度逐渐升高，当煤和软电缆线接触时电极对地有电流通过，使三极管 BG1 导通，中间继电器 J 动作，发出满仓信号或使提升绞车控制电路断开。在有沼气和煤尘爆炸危险的环境中，可用 XJXBH 型信号继电器。这种继电器可以用于控制一个高煤位，发出满仓信号，也可用于控制一个高煤位和一个低煤位。2.4 主井箕斗规格进行提升设备选型设计时，矿井年产量 An 和矿井深度 Hs 为已知条件。当提升容器的类型确定后，还要选择容器的规格。在提升任务确定之后，选择提升容器的规格有两种情况：一是选择较大规格的容器，一次提升量较大，则提升次数少。这样，因为一次提升量较大，所需
