基于PLC控制器的煤矿卡轨车控制系统研究.pdf
《基于PLC控制器的煤矿卡轨车控制系统研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于PLC控制器的煤矿卡轨车控制系统研究.pdf(3页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、自动化系统设计andManagementNo.7,2023DevelopmentMechanical2023年第7 期Total 243机械管理开发总第2 4 3期D0I:10.16525/14-1134/th.2023.07.081基于PLC控制器的煤矿卡卡轨车控制系统研究霍志峰(山西新元煤炭有限责任公司,山西晋中045300)摘要:卡轨车是煤矿中重要的辅助运输装备,良好的控制系统是确保设备稳定可靠运行的基础和前提。基于PLC控制器设计了卡轨车的控制系统,该系统采用允余设计,通过两套PLC控制器进行控制,以提升系统运行的可靠性。控制器型号为S7-300,采用模块化设计,由CPU、电源、计数器
2、、数字量输入输出等模块构成,变频器选用的型号为D7260,属于隔爆安全型变频器。对控制系统软件总体工作流程进行了分析,对主界面进行了详细设计。控制系统的成功实践应用使设备的运行成本大幅度降低,经济效益显著。关键词:PLC控制器;卡轨车;控制系统中图分类号:TD524文献标识码:A文章编号:1 0 0 3-7 7 3X(2023)0 7-0 2 0 1-0 30弓引言煤矿开采过程中卡轨车是重要的辅助运输装备,其性能好坏会在一定程度上影响煤矿开采效率 1 。近几年,随着我国煤矿领域朝着机械化、自动化等方向发展,煤矿开采效率有了大幅度提升,矿井中的运输系统任务日趋繁重 2 。矿井中比较传统的蓄电池机
3、车以及绞车由于运输效率较低,难以满足辅助运输系统的实际要求。此时配套先进控制系统的煤矿卡轨车的优势逐渐显现,在矿井中的应用越来越广泛 3。基于先进的PLC控制器设计研究了煤矿卡轨车控制系统,将其应用到工程实践中,取得了良好的效果。对于提升卡轨车运行可靠性,保障煤矿运输效率具有重要的工程实践意义。1卡轨车系统概述以KSD140J型卡轨车为对象进行研究,利用PLC控制器和变频器设计了控制系统。该型号卡轨车的最大牵引力为1 4 0 kN,最长运输距离为2 2 0 0 m,牵引速度和爬坡能力分别为0 3m/s和30,主绳轮和尾绳轮的直径分别为1 9 0 0 mm和1 6 4 0 mm。设备中使用的电机
4、主要有三个,分别为主电机、风冷电机和泵站电机,其中主电机的功率为2 8 0 kW,另外两台电机的功率均为3kW,工作时的电压均为6 6 0 V。为了对卡轨车的运行速度进行精确控制,需要使用变频器配合PLC控制器对设备进行精准控制 4 。为了保障变频器的运行稳定性,要求具备有长时间过载运行的能力。2卡轨车控制系统主要硬件2.1PLC控制器组成PLC控制器是整个控制系统中的核心构成部分,其性能好坏会对控制系统的运行稳定性和可靠性产生直接影响 5 。在分析不同类型PLC控制器性能及价格的基础上,选用的是西门子公司研制生产的S7-300型PLC控制器,该型号控制器在工业领域具有非常广泛的应用,且应用效
5、果良好,如图1 所示为S7-300型PLC控制器的主要构成模块。控制系统中的PLC控制器采用允余设计,即设置一个主用控制器,一个备用控制器。CPU模块数字量输人模块(6ES7315-2EH14-0AB0)(6ES7321-1BH02-0AA0)电源模块数字量输出模块(6ES7307-1BA01-0AA0)(6ES7322-1HH01-0AA0)S7-300 PLC控制器计数器模组模拟量输人模块(6ES7350-2AH01-0AE0)(6ES7321-7NF00-0ABO)接口模组模拟量输出模块(6ES7365-0BA01-0AA0)(6ES7322-5HB01-0AB0)图1PLC控制器的主要
6、构成模块由图1 可知,基于PLC控制器的控制系统采用模块化思路设计,整个控制器由不同的模块构成。其中CPU模块型号为6 ES7315-2EH14-0ABO,具有丰富的接口,包括两个DP接口和两个以太网接口,需要2 4VDC电源进行供电。电源模块型号为6 ES7307-1BA01-0AA0,可以为包括CPU在内的各模块提供电源服务,输出的电压和电流分别为2 4 V和2 A。数字量输人和输出模块的型号依次为6 ES7321-1BH02-0AA0和6 ES7322-1HH01-0AA0,可以完成1 6 点数字量的输人或输出,工作时电压为2 4 V,前者主要是对各开关量信号进行采集,后者主要是对各开关
7、闸阀进行驱动。模拟量输人和输出模块的型号分别为6ES7321-7NF00-0AB0和6 ES7322-5HB01-0AB0,前者的作用是对各类传感器的信号进行采集,后者的作用是输出信号对变频器进行控制。2.2外围主要信号器件组成1)光耦隔离电路板。隔离电路板的作用是对本安回路和非本安回路进行有效隔离,避免两者之间相互影响,对系统的运行稳定性造成不良影响。比如操作收稿日期:2 0 2 2-1 0-0 9作者简介:霍志峰(1 9 8 8 一),男,山西临县人,毕业于太原理工大学电气工程及其自动化专业,助理工程师。:202第38 卷机械管理开发台下达的控制指令需要通过隔离电路板后再输人到PLC控制器
8、中,图2 所示为光耦隔离电路板引脚接线原理图。8:TWIa+TSd6a117.6L1+118.1118.2217.7/L2+A11COMA11B21COMB2A3COMA3B12COMB12D引自本安电源2 4 V-BA24V-BADYI:BA24-GNDOCOMB3223B3218.3下过卷1D7:40 B3B322DIM2:153A3上过卷1D7:37A3OCOMA32.光耦隔离电路板218.2磁接近开关 1 0 1 DZ:3483B2B2A32-2DIM2:14磁接近开关9 1 DZ:31:3A2A2食COMB22218.1磁接近开关8 1 DZ:283B1B1B222DIM2:13磁接
9、近开关7 1 DZ:25&3A1A1C O MA 2 2218.0BADY1:BA24+BA24V+24VA22-2DIM2:12引自本安电源2 4 V+A21COMA21B1COMB1B3COMB31A12COMA12118.0117.7118.3217.66:TWIal图2光耦隔离电路板引脚接线原理图2)温度变送器。选用的温度变送器型号为PT100,其原理是利用热敏电阻将电动机中的温度变化转变成为电阻变化,再通过电路转变成为标准的模拟量电压信号。模拟量信号需要利用A/D转换模块转换成数字量信号后才能输入到PLC控制器。3)配电器。选用的型号为DM355,作用是将一路电流信号经过转换后输出两
10、路一样的电流信号。本系统中使用了两套PLC控制器,所以传感器的检测结果和开关信号需要转换成两路信号,分别输入到两个PLC控制器中。4)增量型轴编码器。选用的编码器型号为ZKT-15A-51.2B-G24C,需要利用2 4 VDC电压对其进行供电,其作用是对电机的输出转速进行测量。5)频率量输人隔离栅。选用的设备型号为GS8054-EX,作用是对检测到的脉冲信号进行隔离,避免对系统稳定性造成影响。2.3隔爆变频器结合实际情况选用的变频器型号为D7260,属于矿用隔爆安全型变频器,主要为ABB公司生产的产品,能满足矿井复杂的工况环境。变频器可以对启动器的输出信号进行采集,同时接受PLC控制器的控制
11、,对输出电压频率进行调整,从而改变电机的输出转速。另外变频器还可以对相关信号进行返回,比如变频器自身的运行状态、故障信号等,输人到PLC控制器中。3卡轨车控制系统的软件程序设计3.1系统的总体工作流程图3所示为基于两个PLC控制器的卡轨车控制系统总体工作流程。如图3可知,系统开始工作后,先对工作模式进行选择,有两种模式,分别为工作状态和检修状态。进人工作状态后需要选择手动控制模式和自动控制模式。不管是何种控制模式,都需要在1号和2 号PLC控制器中选择一个对卡轨车进行控制运行。两个PLC控制器之间可实现数据交互,当其中一个控制器出现故障时,另一个控制器可立即投人使用,从而保障控制系统运行的可靠
12、性。开始N工作模式检修状态Y工作状态手动N自动状态Y手动状态号PLC运行NY号PLC运行1号PLC运行结束图3控制系统的总体工作流程卡轨车控制系统启动运行时,需要控制相关设备依次启动,启动的顺序依次为泵站、安全闸、变频器、风冷电机、工作闸、主电机等,启动过程中只有当前面设备正常运行后,后续设备才能开启。当卡轨车需要停机处理时,控制系统同样需要对上述设备依次进行停机处理,顺序正好与上述相反。3.2系统运行主界面设计图4 所示为煤矿卡轨车控制系统运行时的主界面图。该界面不仅可以对卡轨车运行时的关键状态参数进行显示,比如可以显示主电机和减速机的温度、设备运行速度和主电机转速等数据,还可以对卡轨车的运
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 PLC 控制器 煤矿 卡轨车 控制系统 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。