矿山提升机plc监控系统设计毕业设计论文(编辑修改稿)

矿山提升机plc监控系统设计毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

得到好的安全保障。 研究内容 现在矿山提升机大部分采用交流电控系统，控制比较陈旧，也使成本增加很多，技术也很落后存在很多隐患。 l)有时候串接的电阻会使能源造成流失，增加了运行的成本。 2)电动机在每个水平的电机切换会造成 行程控制的不稳定 ，会使电磁力对设备机械造成电流的冲击。 3)各个继电器无规律的往复操作会使其触电电弧冲击其某一些过程接触器，使使用寿命减少。 4)交流电机存在失电的问题，也是由于接触不良，容易引发事故。 5)电阻会使运行时候的平滑性增加使速度降低。 6)在提升的罐笼到达某一个水平的减速点的时候，由于存在的人和物料的负载程度不矿 山提升机 PLC监控系统设计（论文） 9 同，达到不同的减速速度。 对于减速和刹车增加更好的转矩和更好的安全运行控制，在这种情况下达到安全稳定的运行。 由于存在的安全隐患使矿山提升机在运行中不能得良好的保障，所以必须结合变频器以及 PLC 做出更好的控制系统，使矿山企业安全稳定的运行，此设计也推动了矿山数字化的更新换代。 可编程控制系统在工业生产中的应用中可以大大的改善，矿山系统的稳定可靠性能，并具有方便的维护，以及一整套的安全操作规程，已经广泛的运用在各个领域当中，主题的计算机大部分运用手自动切换的方式。 监控系统必须按照 PLC 的运行规程来设计，包括传动系统按照事先编定好的规章来做出操作的控制。 能够使监视的画面稳定的反应到上位机的操作台之上 ，包括提升机系统的控制，传动控制，力矩的控制。 三者相互结合，切实的反映出提升系统的情况和状态，做到相应的控制。 [9] 提升机系统控制传动控制转矩控制提升系统 图 矿用提升机变频调速控制系统 PLC 电控系统 配合变频调速装置，运用现在先进的电动提升机 工艺的要求，还将解决整套提升机系统的电力拖动方面的一系列问题如图 所示，变频装置取代复杂的 控制方式， 运行速度曲线转矩大小的要求都由变频器来完成，简化了控制操作流程，提高了控制精度。 本系统中 PLC 选型及特点 S7 系列是由电源、 CPU、存储器和输入输出器件组成的单元型可编程控制器。 而且AC 电源 、 DC 输入型的内装电源可作 为传感器的辅助电源。 基本单元采用易于维修的装卸端子台。 标准型内装 8K 步有备用电池的 RAM 存储器。 关于存储器的类型，可以选用 不同型号的内含计时器。 沈阳工程学院毕业设计（论文） 10 EEPROM 和 EPROM。 S7 内含计时功能， 能够对不同的时间段进行控制，计算机运用相互对应的数字化编程软件，在运行的时候运行和改变程序，通过设计定 PLC 内存储器中的存储注释区域 ，能够更好的对编程器中的内容进行合理化的保护防止被盗用，也可以对于可编程的控制器的存储器做出合理的注释，设定相应的保护。 而且在 PLC 中具有很多的输入与输出控制单元和许多的拓展设备，模拟量 的输入与输出接口，数字量的控制接口，以及相应的温度传感器，压力传感器，故障报警指示灯，和内部带有的插卡式定位设备，脉冲量的输入与输出设备，高端位置的计数器，网络的通信协议，和过程变量的寻址，很好的做到对于系统整个结构的良好稳定的控制机构，也实现了模块的合理运用。 更好的对于矿山企业安全运行的 稳定性和故障安全保护，提升了生产的效益。 S7 系列具有 不同程度的扩展模块和稳定的性能。 l)灵活的配置 除了具有满足特殊要求的大量特殊功能模块外，六个基本 FXZN 单元中的每一个单元可扩充到 2561/O。 控制点数从 16 至 256 点 (主单元 :16/32/48/65/80/128)。 2)高速运算 基本指令 : s/指令 应用指令 : 至几百  s 指令 3)突出的寄存器容量 S7 系列包括 8K 步内置 RAM 寄存器，用一个寄存器盒可扩充到 16K 步 RAM 或EEPROM 4)丰富的元件资源 3072 点辅助继电器、 256 点计时器、 235 点计数器和 8000 点数据寄存器 功能模块 功能 内置式 24V 直流电源 24V、 400mA 直流电源 可应与外部设备如传感器或其它原件 快速断开端字块 因为采用了优良的可维护性快速断开对端子块，即使接着电 缆也可以更换单元 时钟功能和小时表功能 实时时钟标准，时间设置和比较指令易于操作 持续扫描功能 可根据应用要求的持续扫描时间来定义操作周期 输入滤波器调节功能 可以用输入滤波器平整信号 注释记录功能 元件注释可以记录在程序寄存器中 运行期间改变程序的功能 在线改变程序不会损失工作时间或停止生产运转 内置式 RUN/STOP 开关 容易操作的面板上运行、停止开关 矿 山提升机 PLC监控系统设计（论文） 11 续上表 密码保护功能 使 用一个八位数字密码保护程序 图 s7 系列功能表 表 列出了 S7 系列的部分功能。 S7 系列 PLC 内设实时时钟，使用标准型号实时时钟可满足对时间灵敏的应用要求。 具有很强的数学指令集，使用 32 位处理、浮点数、方根和三角几何指令满足数学功能要求很高的情况。 使用 DIN 导轨或便利的安转孔直接安装表盘，易于安装。 基于 Window 的 Gx一 Devel。 Per 或 FX/PCS 一 win 软件能快速、容易的开发程序。 方便直观的操作员界面，从一条完整的线路或操作员界面来选择数据编辑和显示。 为大量实际应用而开发的特殊功能，以 满足不同的需求 — 模拟 I/O，高数计数器等 [11]。 西门子 S7300 系列的编程器件组成 1)输入继电器 （ I） 2)输出继电器（ Q） 3)位存储器（ M） 其常开触点可以无限次的使用，但不能驱动外部负载电路。 4)定时器（ T0T999） 其相当于一个时间继电器。 时间值可以用二进制或 BCD 码方式读取。 5)计数器（ C0C999） 用来累计其计数脉冲上升沿的次数，有加计数器、减计数器和加减计数器。 6)指针 在存储器间接寻址指令中，给出一个作为地址指针的存储器，该存储器的内容是操作数所在存储 单元的地址。 7)常数 8)数据块寄存器 DB 和 DR 寄存器分别用来保存打开的共享数据块和背景数据块的编号。 9)地址寄存器（ AR） [12] 本系统主要由下面的模块组成 : 1 块中央处理单元 CPU314 4 块数字量输入模块 SM321， 32X24V， DC 1 块继电器输出模块 SM322， 16XRel AC120V/230V 1 块数字量输出模块 SM322， 32X24V， DC 1 块数字量输出模块 沈阳工程学院毕业设计（论文） 12 5 块模拟量输入模块 SM331， 8X12 位 1 块通信处理模块 CP340 l块电源模块 PS307， 10A 本系统所用的主机模块是 CPU314，内置 24KM 的 RAM，其装载存储器为内置 40KM的 RAM，可用存储卡扩充装载存储器，最大容量可为 512KB，指令执行速度为 300nS/二进制指令。 I/O 模块为 6 个交流输入模块， 4 个交流输出模块及 1 个直流输出模块。 最多可扩展至 32 个模块， 512 个开关量 I/O 或 64 路模拟量通道。 CPU314 内装硬件是实时时钟价时。 见图（ B） PLC 系统设计 5 PLC 系统设计 图 B S7－ 300 系列 PLC 系统构成框图 系统设计 矿 山提升机 PLC监控系统设计（论文） 13 系统的 I/O 统计 根据系统安全稳定可靠的规定，必须将 PLC 的输入与输出模块的信号进行进一步的隔离设置，输入与输出的隔离是通过继电器来完成的，由继电器进行合理化的配置，输出的信号模块，通过中间继电器来间接的控制执行机构的执行对象根据所选设计内容的方法，合理的分配 I/O 地址。 S7300 可编程控制器概述 和 I/O 编址 S7300（见图 ）是模块化的中小型 PLC，试用于中等性能的控制要求。 品种繁多 的 CPU 模块、信号模块和功能模块能满足各种领域的自动控制任务，用户可以根据系统的具体情况选择合适的模块， 维修时更换模块也很方便。 S7300 的每个 CPU 都有一个编程用的 RS485 接口，使用西门子的 MPI（多点接口）通信协议。 有的 CPU 还带有集成的现场总线 PROFIBUSDP 接口或者 PtP（点对点）串行通信接口。 S7300 不需要附加任何硬件、软件和编程，就可以建立一个 MPI 网络，通过PROFIBUSDP 接口可以建立一个 DP 网络。 功能最强的 CPU 的 RAM 存储容量为 512KB，有 8192 个存储位， 512 个定时器和 512个计数器，数字量通道最大为 65536 点，模拟量通道最大为 4096 个。 S7300 有很 高的电磁兼容性和抗振动抗冲击能力。 S7300 标准型的环境温度为 0～60℃。 环境条件扩展型的温度范围为 25～ +60℃，有更强的耐振动和耐污染性能。 通过系统功能和系统功能模块的调用，用户可以使用集成在操作系统内的程序，从而显著的减少所需要的用户存储器容量，它们可以用于中断处理、出错处理、复制和处理数据等。 控制器的指令有 300 多个，其梯形图编程软件，可以适合各个环境的编程需要配置合理化的控制方案。 智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件（例如超时、模块更换等）。 S7300 有看门狗中断、过程报警、日期时间中断和定时中断功能。 S7300 已将 HMI（人机接口）服务集成到系统内， S7300 按照指定的控制监控系统来完成对于人机界面的传输 [14]。 S7300 采用紧凑的、无槽位限制的模块结构，电源模块 （ PS）、 CPU、信号模块（ SM）、功能模块（ FM）、接口模块（ IM）和通信处理器（ CP）都安装在导轨上。 导轨是一种专用的金属机架， 使导轨上按上不同状态模式的模块，然后插在合适的卡槽中即可。 不同形状的导轨和基地时立体式的导轨可以适应不同工况和安全的需要 ，在不同的环境下 ，运用不同的导轨。 另外不同的型号和导轨面积，可以提供给用户选择。 接口模块靠近 CPU，主电源模块分布在机架的最左一侧，让 CPU 模块紧紧的依靠在电源模块旁边。 沈阳工程学院毕业设计（论文） 14 备用的电源模块是在 PLC 忽然断电的时候做出的相应的失电保护的措施，能够使 PLC在没有持续电源的情况下能够暂时的稳定程序的合理运行。 起到了失电故障保护的主体作用，也为人员的安全起到了相应的保障。 合理的运用模块能够使控制系统的监控性能大大提升 [15]。 图 西门子 s7300 可编程控制器 图 中 ,1 为负载电源， 2 为后备电池， 3 为 24V DC 连接， 4 为模式开关， 5 为状态和故障指示灯， 6 为存储器卡（ CPU313 以上）， 7 为 MIP 多点接口， 8 为前连接器， 9 为前门 [16]。 采用插卡的方式，将每个卡槽连接起来，使 cpu 利用率增加，更加减少了操作的规程 S7300 的电源模块通过电源连接器或导线与 CPU 模块相连， 给相应的 CPU 提供相应的电源设备。 数字量模块和模拟量模块能够不受限制的放在任何一个相应的卡槽之上，每个控制器的机架可以安装合理的 8 个控制模块和相应的编程与处理模块，如果超出规定的模块数量还需要安装扩展的构架。 除了带 CPU 的中央机架（ CR），最多可以增加 3 个扩展机架（ ER），每个机架可以插 8个模块（不包括电源模块、 CPU 模块和接口模块 IM）， 4 个机架最多可以安装 32 个模块。 （ 2） s7300 的 I/O 编址 开关量的输入是将外部的各种开关、按钮、传感器信号传递到 PLC 内部连接不见，把现场的信号转换为 PLC 的 CPU 可以接受的 TTL 标准电平产生的数字量以及模拟量的信号。 矿 山提升机 PLC监控系统设计（论文） 15 输入电路也分为共点式分组和隔离式。 常用的公共点共用一个合理的公共端；进行分组和隔离，形成各自的电源控制端。 统计处开关量 I/O 的通道数目，以及模拟量和开关量的 信号类型，考虑到分组情况，以及隔离与接地的要求。 并考虑以后的调整和扩展的程度。 用户的应用程序张勇多少内存与 I/O 的点数，控制要求，运算处理，程序结构等有关。 因此在设计之前能够做出粗略的估算。 根据经验，每个 I/O 及有关功能器件占用的内存根据存储器 所运用字数来整定。 以此来完成对于合理化的程序 I/O 地址表的设计以及今后拓展的运用 [17]。 模拟量模块以通道为单位，一个通道占一个字地址，或两个字节地址。 例如模拟量输入通道 IW640 由字节 IB640 和 IB641 组成。 S73。