基于工业以太网的架空乘人装置无人值守运行研究

摘要

煤矿架空乘人装置是近年来在煤矿行业推行的一种新的人员运输形式，该装置因其快速、安全、高效的运输特点，在井下辅助运输系统中得到了快速的发展与普及，已逐渐成为井下人员运输的主要方式。为了推广适合煤矿需要的安全、高效辅助运输设备，加快煤矿辅助运输机械化和现代化的步伐，实现架空乘人装置的无人值守运行，是进一步提高设备运行安全水平和运输效率，降低运行成本的迫切需求。
　　近年来，随着自动控制技术的飞快发展，架空乘人装置控制及通讯系统也越来越完善。本文中应用可编程控制器（PLC）硬件接口、以太网设备和组态软件开发技术来实现煤矿架空乘人装置无人值守运行。该系统核心硬件构成主要包括可编程控制器（PLC）控制模块、可编程控制器（PLC）通讯扩展模块、以太网网络通讯设备以及工控机服务器等。通过组建工业以太网实现通讯功能，在工控机上组态软件的监控界面来实现设备运转状态的简单、直观的实时监测与控制。
　　本文的主要工作如下：
　　文章首先对煤矿辅助运输系统的发展情况进行了介绍，然后介绍煤矿中的架空乘人装置以及系统中的PLC在煤矿中的应用情况，简要分析了煤矿辅助运输系统的发展现状。
　　其次文章对架空乘人装置无人值守系统进行介绍，研究了它的软硬件结构。明确了系统的工作原理，分析了系统的可行性和需求情况，确定把以太网和可编程逻辑控制器应用于架空乘人装置无人值守系统的自动控制系统中完全可行并能够取得良好效果。
　　本文对自动控制系统进行了比较深入的研究。根据架空乘人装置无人值守系统的特点和需求，设计了煤矿架空乘人装置无人值守运行系统的自动控制及通讯部分。文章对系统的软件部分进行了重点分析和设计，对系统中无人值守、保护功能和远程监控功能部分进行了分析和设计。在明确PLC工作原理和开发特点的基础上，设计了MicroLogix+1500系列可编程控制器架空乘人装置程序。最后，文章用组态软件RSView32设计了系统的人机界面，设计的画面是根据工业现场的要求进行设计。
　　本系统已经应用于兖矿集团东滩煤矿中，应用实践表明，本系统在该矿实现工业以太网与架空乘人装置电控系统交换数据、监控、通话、显示数据、故障报警功能，设计的人机界面符合现场工业要求，整个系统运行效果良好。

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第一章 绪论

1.1 背景和研究意义

1.2 PLC技术在煤矿行业的应用状况

1.3 基于PLC 的架空乘人装置无人值守系统的主要研究内容

1.4 本文研究的内容及结构安排

第二章 煤矿架空乘人装置系统的概述

2.1 系统概述

2.2 系统设备控制硬件概述

2.3 系统网络硬件概述

2.4 本章小结

第三章 系统可行性研究与需求分析

3.1 原系统缺点分析

3.2 系统功能需求

3.3 成果形式

3.4 社会效益

3.5 本章小结

第四章 基于PLC的架空乘人装置无人值守系统软件的分析与设计

4.1 概要设计

4.2 自动启停车

4.3 系统保护功能

4.4 远程监控功能

4.5 本章小结

第五章 基于PLC的架空乘人装置无人值守系统软件的实现

5.1 概述

5.2 MicroLogix+1500系列可编程控制器架空乘人装置程序

5.3 本章小结

第六章 人机界面设计与实现

6.1 RSView32软件的功能与简介

6.2组态软件RSView32 通讯组态

6.3创建系统的标签数据库

6.4编辑系统图形显示主界面

6.5创建显示、趋势、报警汇总

6.6创建标记

6.7 设置记录和安全编码

6.8人机界面最终界面及程序应用

6.9 本章小结

第七章 系统功能测试

7.1 测试方法

7.2 系统测试报告

7.3 系统测试结果

7.4 本章小结

第八章 全文工作总结及展望

致谢

参考文献