斜井跑车防护装置监控系统设计

摘要

在煤矿生产中，斜井提升运输在整个矿井运输系统中占有着至关重要的地位，除了承担着煤炭、煤矸石、各类机械设备的运输任务，有时还用来运送一些井下各类工作者。所以纵观历次斜井跑车事故，其严重性不容忽视，更有甚者造成大量的人员伤亡，因此斜井运输对煤矿安全生产有着深远的影响。为防止此类事故的发生，保障生命财产安全，往往在斜井巷道上安装斜井跑车防护装置。现阶段国内对跑车防护装置的研究主要停留在纯机械式和机电联控这两个方面。对于纯机械式跑车防护装置的研究大多数仍是定点阻挡的思路，由于需要人工参与，不能够准确、及时的对跑车事故作出反应，因此往往达不到预期的效果。机电联控式较纯机械式有所进步，多以数字控制为主，但依旧存在设计不够完善、误动作率较高、抗干扰能力差、不便检修维护等缺点。基于此，工业生产对斜井运输监控系统提出了更高的要求。
　　本文为实现斜井跑车防护装置的自动化、可视化、智能化以现有跑车防护装置为基础设计应用了基于N∶N网络的PLC控制系统作为现场控制核心，使系统能够做到“一坡三挡”，结构更加安全;同时为了能够做到对现场运行状态做到全方位实时掌控，采用MCGS组态软件作为上位机搭建可视化监控系统，其主要内容如下:
　　根据斜井跑车防护装置功能要求设计编写了一整套PLC控制程序，以主站PLC作为现场控制的核心器件，其它从站PLC分别负责各挡车栏部分的逻辑控制输出及数据采集，主站PLC与各从站PLC协调工作实现斜井跑车防护装置正常运行。
　　以PLC作为现场控制器，利用MCGS组态软件编写斜井跑车防护装置监控系统的上位机系统。MCGS作为现代工业监控系统通用的软件具有诸多的有点，通过搭建监控界面、创建控制变量、与下位机连接通讯等步骤实现对工作装置运行过程的逻辑控制和实时监控。
　　通过制作的斜井跑车防护装置模型对上位机监控系统和PLC控制系统进行实验调试，检验系统的可行性和稳定性。结果表明，设计系统能够稳定的实现“上行车”、“下行车”、“矿车/猴车”以及故障检测报警功能。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题来源

1．2 课题研究背景和意义

1．3 斜井跑车防护装置监控系统研究现状

1．3．1 斜井跑车防护装置的分类

1．3．2 常闭式斜井跑车防护装置监控系统工作原理

1．4 本文主要研究内容

2 基于N：N网络的PLC控制系统设计

2．1 可编程逻辑控制器PLC

2．2 斜井跑车防护装置主要结构

2．2．1 斜井跑车防护装置的机械系统

2．2．2 斜井跑车防护装置的电气系统

2．2．3 监控系统电控箱防爆设计

2．3 PLC控制系统设计要求

2．4 控制系统网络配置设计

2．4．1 N：N网络通信简介

2．4．2 N：N网络参数配置

2．4．3 主、从站PLC触点配置及接线图

2．5 PLC控制系统程序设计

2．5．1 主站PLC控制程序的编写

2．5．2 从站PLC控制程序的编写

2．6 本章小结

3 系统监控设计

3．1 开发环境MCGS

3．1．1 MCGS组态软件的特点

3．1．2 MCGS组态软件构成

3．2 监控系统总体结构

3．3 监控系统功能设计

3．4 监控系统的工作流程

3．4．1 MCGS组态软件的五大设计要素

3．4．2 监控系统设计流程

3．5 本章小结

4 实验调试

4．1 实验方案

4．1．1 实验要求

4．1．2 实验平台的搭建

4．2 实验调试过程

4．2．1 系统通讯

4．2．2 功能调试

4．3 实验结果

4．4 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果