基于PLC的矿用高压组合开关控制系统研究

摘要

在煤炭开采中，传统的工作面供电模式为单体启动器供电，各启动器之间无法进行联动，所需工作人员较多，维护检修量大，接线线缆较多，采煤成本较高，生产效率较低。组合开关可以实现单体起动器的所有功能，能够提高被控设备由单一控制提升为单机双速、双机双速、顺序控制等联动控制功能，可进一步增强煤矿综采设备的自动化控制能力和采煤效率。
　　在深入研究了国内外井下综采工作面供电情况的基础上，结合中国现有组合开关控制系统的几种基本架构形式，本文提出了以可编程逻辑控制器PLC为核心控制器、将各回路电流、电压信号和其他信号传输至核心控制器统一计算、管理，形成具有单一控制器的集中保护形式架构的组合开关控制系统。并通过对电压等级为3300V的八回路组合开关控制控制系统硬件电路的研究，软件程序的编写设计，人机界面的设计等，实现了该控制系统达到既具备单体起动器所具备的过欠压、短路、过载、漏电保护、断相保护、绝缘性能检测保护功能，同时在逻辑控制方式上实现单机控制，双速控制，顺序控制等，达到减少下井设备，减少现场电缆连接，减少人员投入量，减少维护量，提高产煤效率的目的。
　　本文对所设计组合开关控制系统进行工业性试验后，组合开关控制系统各项功能指标均达到或高于国家相关标准要求，达到了预期目的。系统运行稳定可靠，可操作性、可维护性强，系统响应及时，动作灵敏度高，本文研究的组合开关控制系统的推广使用对煤炭开采效率的提升有着积极的作用。

目录

声明

1 绪论

1.1 选题的背景及研究意义

1.2 煤矿井下综采工作面供电发展概况

1.3 国内外组合开关发展状况

1.4 综采工作面供电需求分析

1.5 论文研究的主要内容及结构安排

2组合开关控制系统研究

2.1 组合开关概述

2.2 组合开关控制系统

2.3 基于PLC的组合开关控制系统核心组成

2.4 基于PLC的组合开关控制系统

2.5 组合开关控制系统保护与控制方式

2.6本章小结

3基于PLC的组合开关控制系统保护设计

3.1电流检测及保护

3.2电压检测及保护

3.3漏电保护

3.4本质安全型电路

3.5通讯功能

3.6本章小结

4基于PLC的组合开关控制系统软件设计

4.1软件功能设计

4.2系统控制原理

4.3主程序结构

4.4双速控制工作流程

4.5顺序控制工作流程

4.6本章小结

5 系统调试

5.1人机界面

5.2系统调试运行

5.3本章小结

6 结论与展望

6.1结论

6.2展望

致谢

参考文献

附录