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1、山西大学工程学院毕业设计论文 山西大学工程学院毕业设计（论文）题 目 斜井皮带机自动给煤控制系统设计 系 别 电力工程系 专 业 电气工程及其自动化 班 级 09级S电本 姓 名 张贵华 指导教师 下达日期 2011 年 2 月 21 日设计时间自 2011 年 2 月 21 日 至 2011 年 6 月23 日 毕业设计（论文）任务书一、设计题目：1、题目名称 斜井皮带机自动给煤控制系统设计 2、题目来源 现场项目 二、目的和意义随着现代化生产的发展，某煤矿主斜井的装载能力已不满足煤矿高产高效生产的要求。由于工作面经常出水煤，导致皮带负载不断发生变化，引起主电机电流变化过大，对电机运行及整个
2、机械系统极为不利，同时对皮带也极为不利。实际运行中，主皮带电机已多次发生故障。为了保证主皮带的安全可靠运行，保证高产任务的顺利完成，必须对皮带给煤系统进行优化设计研究。在系统优化后，系统的提升能力及安全性得到大大提高，故障率大大减少，可以实现免维护，且节能效果明显。主斜井防爆变频装载系统改造成功，为同行业项目的实施提供了有益经验。三、原始资料 某煤矿主斜井皮带机运量大，高达1000T/H，速度高，达到4.79m/s，运输距离长，1304.5m，提升高度大，359m，担负某矿原煤运输提升的主要任务，对可靠性和安全性的要求非常高。其配套的装载系统为K4给煤机，其为煤矿生产过程中必不可少的一个生产单
3、元，给煤系统的调控不仅能保证系统的工作稳定，还与煤矿其它生产单元的工作状况密切相关。因工作面经常有出水煤的情况，煤的比重出现大幅度变化，导致皮带负载增大，主电机电流升高，为主皮带提升系统的安全隐患。本项目主要解决给煤机电机转速在主电机的电流变化的情况下，自动改变转速，从而进一步改变给煤量，最后达到有效保护皮带、电机的目的。四、设计说明书应包括的内容1.设计以PLC可编程控制器为核心控制系统，对给煤量进行实时控制。2.设计采用变频调速器，提高给煤机系统稳定运行可靠性，减少功耗。3.对给煤系统及主电机进行全面在线监测设计。五、设计应完成的图纸1控制系统结构图。 2系统硬件接线图。3PLC程序流程图
4、。六、主要参考资料1柳永智，刘晓川.电力系统远动M.北京：中国电力出版社，2006.102王金喜.一种智能型电动阀门控制系统的设计J.微特电机，2009（6）。 七、进度要求1、设计阶段 第一周至第七周收集、整理设计资料，进行相关软件学习，完成初设。 第十一周至十七周 软硬件调试，完成毕业论文，准备答辩。 2、答辩日期 第十八周 八、其它要求1、设计期间，周六、日连续进行。2、做实验时注意人身、设备安全及公共财物完好。3、注意论文格式规范，要求用A4纸打印。斜井自动给煤控制系统的设计摘 要井下皮带运输机已经作为机械化的基础部分广泛应用在煤矿中，在井下承担了煤炭的运输工作，是维持矿井生产高效、安
5、全的关键要素之一，因此要保障皮带运输机有序、稳定运行，建立自动化皮带运输系统并保持对其运行状况的实时监测是很有必要的。本文结合井下皮带机运输系统的具体情况和要求，研制了一套针对带有煤仓溜煤的给煤机智能控制系统。系统采用西门子57200控制主站为核心，使用位移传感器、压力传感器、开停传感器等传感器完成对系统的控制。本系统由变频器、给煤电动机、PLC控制器、转速传感器、转速变送器、交流变送器等组成。系统中用于给煤机调速控制系统，系统引进国内外先进的变频器和操作器，构成一套可靠的调速系统控制系统，解决了直流电机调速存在的低速效率低下，运行不稳定等缺陷，是目前给煤控制系统最佳选着方案，同时亦可应用于其
6、他自动控制系统。本设计采用模块化PLC 控制给煤系统，不仅简单方便而且可靠性大大提高。PLC是一种专门用于工业环境过程控制的数字运算操作的电子系统，是集自动控制、计算机网络、通信等功能于一体的自动化装置，可靠性高、抗干扰能力强、功能完善，具有编程简单、体积小、重量轻等特点。同时，利用变频器的各种功能，方便实现了设备的复杂运行方式，辅之以PLC的控制，使控制回路简单化，可以提高设备运行的安全性和可靠性，延长维修周期。【关键词】 皮带机； PLC；变频器；变频调速；自动给煤控制系统 Design of Automatic Coal Feeding Control System of Incline
7、d ShaftABSTRACTHas as a fundamental part of mechanization of underground belt conveyer used in coal mine, well under the transportation of coal, was to maintain the mine produced one of the key elements of high performance, security, therefore to ensure orderly and stable operation of belt conveyor,
8、 establishing automatic belt transport system and maintain its real-time health monitoring is necessary. This article with specific situations and requirements of underground belt conveyer transportation system, 57-200 control system adopts Siemens main station as the core, using displacement sensor
9、s, pressure sensors, start stop sensor, complete control over the system.The system by the inverter, Coal power motivation, PLC controller, Speed sensor, Speed transmitter, AC transducer and so on.This system is used for speed control system of coal, for the system and introduce advanced inverter op
10、eration constitutes a reliable speed - adjusting system control system to address inefficiencies in the low speed of DC motor speed, running unstable defects, is by far the best coal control system selected programmes, at the same time can be applied to other control systems. The design is modular c
11、oal PLC control system, not only convenient but also reliability greatly improved. PLC is an environment dedicated to industrial process control of digital electronic systems of arithmetic operations, features such as automatic control, computer networks, communication is set in one of the automatio
12、n devices, high reliability, strong anti-interference capacity, fully functional, with the programming of simple, small size, light weight and so on. Furthermore, the various functions of frequency converter to facilitate realization of complex operation of the equipment, complemented by PLC control
13、, the control simplify the loop, you can improve the security and reliability of equipment operation, extended maintenance period.【Key words】: belt conveyor; PLC; frequency transformer; speed control by frequency variation; automatic control system of coal目 录序 言8第1章 绪论91.1 煤矿皮带输送机的现状及发展91.1.1 煤矿用皮带输
14、送机的现状和研究目标91.1.2 国外矿用皮带输送机技术的现状和发展趋势91.1.3 国内煤矿用皮带输送机的现状及存在问题101.1.4 皮带输送机运行中的问题与维护101.2 基于PLC的输煤控制系统的意义13第2章 自动给煤系统概述142.1课题原始材料142.2 自动给煤控制系统的基本组成142.3 自动给煤系统工作流程142.4 变送器152.4.1 交流变送器152.5 传感器182.5.1 传感器的定义及性能182.5.2 霍尔传感器192.6 DFX-01S4检验信号发生器192.7 WKYB 101 小型无扰跟踪操作器20第3章 变频器的原理及其实现213.1 变频的基本要求213.2 通用变频器的控制原理223.3 变频调速技术系统的设计243.3.1变频调速系统设计原则243.3.2负载的机械特性分类243.3.3 变频器带负载能力263.4变频器操作说明263.5变频器的运行和操作说明273.5.1 变频器的面板操作283.5.2 变频器的工作状态283.5.3 变频器的运行操作28第4章 可编程序控制器的概况294.1 PLC的概念及特点294.1.1 可编程序控制器的
