基于工业以太网及PROFIBUS现场总线的PLC选煤监控系统

摘要

选煤厂控制是针对选煤系统处理工艺要求，根据先进、实用、可靠、合理的原则，实现对选煤厂主要传动装置的控制。同时进行各装置报警和故障的自动处理、装置运转状态的监视、以及选煤厂主要工艺信息的数据采集、参数的动态显示。选煤厂控制系统同时作为主控系统，实现与选煤厂其它自动控制系统的数据传送和信号联络。近年来，煤炭行业不景气，煤炭价格一再下降。国家对中小型矿井进行了集中整治。如何在这种大局势下保证煤的价格，是煤炭行业最主要的问题。煤的价格取决于煤的质量，煤的质量主要看灰分指标。煤产品灰分的高低取决于煤的洗选工艺及控制系统的实现。目前国内选煤厂应用最广泛的是重介洗选。重介洗选工艺流程复杂，厂房占用面积大，投资高。根据这种请况，如何用重介工艺洗选有效的降低投资成本，提高煤的质量是本文研究的目的。
　　本文以徐州矿务局张双楼矿选煤厂为例，从选煤厂的实际控制要求出发，根据有压三产品重介洗选的主导工艺，开发了基于PLC、工业以太网及PROFIBUS现场总线的过程控制系统。
　　本文首先介绍了选煤厂控制系统的发展趋势，然后对选煤厂的主要装置进行系统的概述，深入分析和研究了选煤厂的工艺流程，并提出对控制系统的要求，进而为实现以PLC和工业以太网为主体的控制系统设计做了充分的准备工作。经过这些全面准备工作以后，选出了组建该选煤厂控制系统的控制器，以及它们各自的结构与特点。根据设备的厂内分布及参与集控情况，给出了该选煤厂的网络拓扑结构，对选煤厂各控制系统的结构及特点、组成和西门子S7系列PLC和系统工业通讯网络构成进行了阐述。同时介绍了西门子S7控制系统的硬件组成情况、PLC及以太网的通讯协议、通讯方式、控制系统的开发平台及所用到的开发软件。最后针对选煤厂控制系统设计中的几个主要问题，进行详细的阐述与分析。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 课题的来源

1．2 选煤厂控制系统在我国的发展与现状

1．2．1 选煤厂控制系统在我国的发展与现状

1．2．2 以太网技术的应用及发展

1．2．3 现场总线在工业控制领域的发展与现状

1．2．4 PLC在工业控制领域的发展与现状

1．3 论文的主要内容及章节安排

第二章 选煤厂生产工艺对控制系统的要求

2．1 选煤生产工艺

2．1．1 选煤厂主要设备概述

2．1．2 选煤厂工艺流程

2．2 选煤厂对控制系统的要求

2．2．1 设备使用环境

2．2．2 操作、控制功能

2．2．3 图形显示及故障报警功能

2．2．4 控制系统范围

2．3 本章小结

第三章 PLC选煤厂分布式控制系统

3．1 控制系统结构

3．1．1 控制器的选择

3．1．2 控制系统的拓扑结构

3．2 控制系统硬件配置

3．2．1 S7-300硬件配置

3．2．2 上位机监控系统硬件配置

3．2．3 单机自动化系统

3．2．4 仪器仪表

3．3 控制系统的软件平台

3．3．1 STEP 7 PLC开发平台

3．3．2 WinCC V6．0组态软件

3．3．3 SIMATIC NET网络通讯软件

3．5 本章小结

第四章 选煤厂控制系统主要技术环节

4．1 选煤厂控制系统硬件控制的实现

4．1．1 变频器设备的硬件控制实现

4．1．2 软启动设备的硬件控制实现

4．1．3 选煤厂的信号系统

4．2 主要工艺控制环节的实现

4．2．1 循环介质密度自动控制系统

4．2．2 介质粘度自动控制系统

4．2．3 旋流器入口压力自动调节系统

4．2．4 合格介质桶液位自动调节系统

4．3 TBS煤泥分选控制系统

4．4 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文