plc斜巷综合保护系统设计

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1、PLC斜巷综合保护系统设计 摘要煤炭在很长的时间里一直作为我国能源的主体资源。由于我国“富煤、贫油、少气”的特点，煤炭仍将以主要地位领导我国能源的生产与消费且长期不变。斜巷作为煤矿生产、运输的主要轨道之一，它既是运煤、送料、拉矸的重要巷道，也是行人的主要通道，斜巷安全是煤矿生产中的一大重要问题。32650目前斜巷中使用较多的是一些分散的防护装置，为了能全面对斜巷形成综合性的保护，本系统设计主要将斜巷运输系统的数量检测装置、挡阻车装置、声光报警装置进行集中管理，优化并完善自动检测的功能，通过可编程逻辑控制器PLC自动控制挡车栏的运行和停止，将人员数量和小车数量送至控制柜面板显示，及时进行声光报警

2、，并送出小车停车信号。毕业论文关键词 斜巷 可编程逻辑控制器 自动检测AbstractCoal has been the main body of energy resources in our country in a long time. Due to the characteristics of Chinas rich coal, lean oil, less gas, coal will remain the main position of leadership of Chinas energy production and consumption, and remain uncha

3、nged for a long time. Inclined lane as one of the main track of coal production and transportation, it is not only an important roadway of coal, feeding, bottles, but also one of the main channel of pedestrians. Inclined lane safety is an important problem in coal mine production.The use of many oth

4、er inclined lanes is some scattered protective device. To the protection of inclined lane, this design mainly put the number of transportation system device, blocking traffic stop device and sound and light alarm device for centralized management. Optimize and improve the function of automatic detec

5、tion. Automatic control of the run and stop of the buffer bar through a programmable logic controller. The staff number and car number are sent to the control cabinet panel for display. Sound and light alarm in a timely manner, and cars run and stop signals are sent to the winch loopKey words Inclin

6、ed lane programmable logic controller Automatic detection目 录摘 要 Abstract 1 绪论 11.1 课题研究背景及意义 11.2 斜巷综合保护系统的现状及发展前景 12 斜巷综合保护系统总体设计 32.1 系统的总体设计方案 32.1.1 系统布置图 32.1.2 系统功能要求 32.2 系统结构框图 43 系统硬件设计 53.1 主机硬件设计 53.1.1 主控PLC硬件设计 53.1.2 输出口扩展模块 63.1.3 控制柜面板 63.1.4 人数检测模块 73.1.5 车数检测模块 83.1.6 显示模块 93.1.7 电

7、源模块 123.1.8 阻车器 123.2 从机1硬件设计 133.2.1 下部车场PLC硬件设计 133.2.2 人数检测模块 143.2.3 车数检测模块 143.3 从机2硬件设计 143.3.1 水平车场PLC硬件设计 143.3.2 人数检测模块 153.3.3 车数检测模块 153.3.4 挡车栏模块 163.4 从机3（从机4）硬件设计 17 :3.4.1 1号（2号）挡车栏PLC硬件设计 173.4.2 1号（2号）挡车栏模块 184 系统软件设计 194.1 主控PLC流程图及设计总体思路 194.1.1 系统主流程图 194.1.2 总人数及车数检测子流程图 194.1.3

8、 报警模块子流程图 204.1.4 显示模块子流程图 214.1.5 信息处理模块子流程图 214.2 从机部分流程图 234.2.1 从机2系统主流程图 234.2.2 人数检测子流程图 244.2.3 车数检测子流程图 254.2.4 速度检测模块子流程图 264.2.5 挡车栏运行子流程图 265 结论 28附录 30附录1：主控PLC及输出扩展模块图 30附录2：从机1（下部车场PLC）图 31附录3：从机2（水平车场PLC）图 32附录4：从机3（1号挡车栏PLC）图 33附录5：显示及系统供电图 34致 谢 35参考文献 361 绪论1.1 课题研究背景及意义煤炭作为世界上储量最丰

9、富、分布最广泛、价格最低廉的常规性能源，它在我国一次性能源生产与消费中的主导地位将长时间不可撼动。中国“富煤、贫油、少气”的资源特点也决定了煤矿将长期作为我国主要的能源和重要的原料被使用。我国这样一个生产和消费煤炭的大国，有13个大型煤炭产区分布在中西部地区的土地上，他们生产的安全性是非常需要关注和保证的1。源自/六维:论文;网(加7位QQ3249114斜巷作为煤矿生产运输的主要轨道之一，它既是运送材料、设备、矸石的重要巷道，也是行人的主要通道。但就目前来讲，斜巷中的跑车事故频频发生，斜巷的安全问题已然成为煤矿安全生产中较薄弱的一环2。有些煤矿企业因为缺少足够的资金，无法快速更新换代设备装置3

10、，从而使得装置老化磨损，容易出现故障。又或者由于现场人员操作失误、车体挂接不牢靠、钢丝绳断裂等原因，极易造成小车跑车事故。一旦发生此类事故，轻者撞坏设备设施，重者可能引起人员伤亡。为解决这一问题，本综合保护系统设计了自动监测挡车栏装置，能有效地拦截跑车，保护斜巷内的人员和设备。1.2 斜巷综合保护系统的现状及发展前景斜巷综合保护系统是煤矿安全生产非常重要的一部分。我国现有的斜巷保护系统虽然能够保证煤矿生产的安全运行、提高生产效率，但仍然有必要加以改进。目前很少有全方位的保护系统，一般是安装分散的防护装置加以保护，例如一坡三挡、阻车器等等。近几年来，也出现了不少综合保护装置，它们能对速度、位置信

11、号进行采集和分析，这些都有利于斜巷内小车的运行和行人的安全4。尽管如此，这些装置所测量的参数依旧单一，无法满足对冗长的巷道进行全面监控和保护的要求，无法完全实现煤矿的安全生产。煤矿斜巷综合保护系统正在往智能化、网络化、标准化方向发展5。（1）智能化，系统的自检功能趋于智能化，能快速分析和判别故障原因，对常见的故障能启动自我应对措施，大大缩减工作人员故障处理的时间；（2）网络化，系统监控及信息传输趋于网络化，能对整个斜巷系统进行全局的监控，并实时传输监控现场的信息，将现场情况反映到各个监控室以便观察和记录；（3）标准化，目前煤矿斜巷大都使用来自不同厂家的防护装置，有些煤矿甚至同时在用好几种不同规

12、格的装置，它们没有一个统一的界限标准，这对于煤矿管理是非常困难的，同时也暴露出煤矿生产安全存在着隐患，因此，制定一个统一的技术标准就显得尤为重要，这不仅有利于进行煤矿设备的综合管理，更有益于斜巷系统得以更安全地运行。2 斜巷综合保护系统总体设计2.1 系统的总体设计方案2.1.1 系统布置图本设计是以可编程逻辑控制器PLC为核心的，配上相应的传感器、执行器、人机界面等，分别构建车场出入口数量检测模块、阻车器、挡车栏模块和总体控制模块，并将他们集中管理形成网络，进行全面的监测和控制。同时优化并完善了自动检测功能，能自动控制挡车栏的升降，出现跑车或设备故障时能及时报警并给出信号通知绞车停车。如下图

13、所示，斜巷总长约500米，共有三个出入口，它们分别是上部平车场、下部平车场和水平车场，在每个出入口都设置有各自数量检测的传感器，用以反映斜巷内的行人数量和小车数量。当小车要运行时，首先应观察斜巷内是否有行人，如果有则通知暂停小车，警报通知巷内行人尽快出巷，待清空斜巷内行人后，小车才能发车。这样就能真正做到斜巷内“行人不行车、行车不行人”，保证斜巷系统的运行安全。图2-1 主要装置布置图此外，每隔150米左右在巷内设立柔性挡车栏，并在挡车栏前后20米都安装测速传感器用以测量小车的运行速度。当小车到达挡车栏前部且不超速时，打开挡车栏让小车通过，再当小车经过挡车栏后部位置后，挡车栏自动下放，等待下一

14、次小车的到来。若测得小车超速行驶，则挡车栏始终处于下放状态，保持对小车的拦截状态。2.1.2 系统功能要求为了满足对斜巷的综合保护要求，本设计从监测到控制、再到各类报警都进行了不同的规划，具体的功能能描述如下：（1） 实时监测斜巷内的小车数量和人数并加以显示；源自/六维:论文;网(加7位QQ3249114（2） 斜巷内小车数超过5辆时，超挂报警并发出停车信号；（3） 小车发车前及时清空巷内行人，避免斜巷内车人同行，存在安全隐患；（4） 小车运行过程中若有行人误入，声光报警并发出停车信号；（5） 挡车栏自动检测车速并能做出相应的动作；（6） 挡车栏故障、小车跑车超速及时声光报警，并通知绞车停止运

15、行。2.2 系统结构框图整个系统的结构框图如下，由于斜巷距离较长，而一台PLC的控制距离无法满足所有的控制要求，因此设置了多台PLC分别对不同路段进行控制，共4台子模块控制PLC和1台主控PLC。其中由于主控PLC安装在上部车场，故将主控与上部车场模块的PLC共用一个，4台子模块PLC与主控PLC之间均采用RS485进行通信。图2-2 系统结构框图下部车场的PLC用来检测斜巷内进出的行人数量和小车数，并将所得数据传输至主控PLC进行总的计算得到当前斜巷内人数和车数。两个挡车栏PLC的作用是相同的的，用于测量小车行驶速度以及检查挡车栏能否上拉或下放到位，是否存在故障，图中的位置信号是挡车栏的状态信号，由挡车栏上部和下部的接近开关检测。