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井下装载控制系统设计与研究 　　摘要：井下装载系统担负着煤炭输送的重要作用，所处的位置也是煤炭运输系统中的咽喉位置。采用可编程控制器能够灵活、稳定的实现系统的各项应 　　用，而触摸屏的应用可以使系统的使用更加直观。因采用plc作为处理器的控制系统能够充分发挥plc可靠性高，驱动能力强，线路连接简单的优势，从而实现井下 　　装在站控制系统的稳定可靠运行。 　　关键词：煤矿井下应用；装载站；控制系统；plc；HIM；触摸屏 　　中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2012）0120060-01 　　1 绪论 　　井下装载系统担负着煤炭输送的重要作用，所处的位置也是煤炭运输 　　系统中的咽喉位置，系统运行的连续性与可靠性尤为重要。因此，本系统 　　的控制方式采用了plc+触摸屏的控制运行方式。 　　可编程序控制器（PLC）是微机技术与继电器常规控制技术相结合的 　　产物，是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器，是 　　一种以微处理器为核心作用数字控制的专用计算机。 　　触摸屏是人机界面（HMI）的一种，从广义上说，HMI泛指计算机（包 　　括PLC）与操作人员交换信息的设备。在控制领域，HMI一般特指用于操作 　　人员与控制系统之间进行对话和相互作用的专用设备。而触摸屏则是人机 　　界面的一个发展方向，它可以由用户在触摸屏的画面上设置具有明确意义 　　和提示信息的触摸式按键，面积小，使用直观。 　　2 工艺要求 　　皮带运输机作为煤矿的主要运输设备，担负着煤炭运输的重要任务。 　　由于煤矿工作环境恶劣，皮带运输机经常发生打滑，堵转，跑偏，堆煤等 　　故障，严重影响了煤矿的正常生产。为能够有效地对皮带运输机进行监 　　控，首先应该对皮带运输机的故障进行分析，原有的皮带运输系统通常是 　　传统的继电接触器控制系统，这类系统系统功能差，运行方式不灵活，长 　　时间运行，故障率高，各种元器件包括继电器老化等，维修、保养麻烦， 　　容易导致事故的发生。 　　可编程控制器PLC的引入可以解决上述问题，我们可以通过PLC将各种 　　保护集中处理，并进行监控??保护内容包括皮带机的打滑，堵转，堆煤， 　　急停，超温洒水，喷雾，跑偏以及电机的一系列故障等。这套系统的特点 　　是：性能稳定，扩展能力强、技术含量高，维修、维护、系统改造方便灵 　　活，能够及时准确反映被保护皮带的故障以及类型，遇到严重事故能及时 　　停车，发出声音报警信号，能够适应生产现场需要，确保了皮带运输机的 　　安全正常运行 　　3 硬件组成 　　本系统的硬件组成由图1示意，其中触摸屏作为上位机，plc作为控制 　　核心，各种保护传感器提供系统运行的实时检测数据。其中触摸屏与 　　PLC均采用的是西门子系列产品，触摸屏型号为TP177B mono DP，PLC采用 　　的是S7—226，是控制系统的核心，主要完成信号处理、逻辑判断、故障检 　　测以及参数记忆等功能。 　　Plc作为本系统主要的控制器，它具有数据采集输入端和控制输出 　　端，配以皮带机跑偏，堆煤，超温洒水，急停，喷雾等现场传感器，就完 　　成了对皮带运输机的控制。同时它还具有一对双向异步串行通讯接口，可 　　以与现场带有通讯的保护器进行连接，还可以与上位机进行通讯，在接收 　　上位机发出的控制指令同时将设备运行的状态传递给上位机，从而实现控 　　制的自动化与操作的人性化，便于一线工人的使用。本系统引入了触摸屏 　　作为上位机使用。触摸屏良好的视窗界面，直观的显示了设备的运行状 　　态。当故障发生时，电流电压的监控显示，为故障的快速判断提供了有力 　　的支持。现场急停，堆煤，喷雾等保护的控制与监控也引入到触摸屏中， 　　极大地方便了保护的在线设置与实时性控制，确保设备的不间断运行。 　　4 软件系统 　　本系统软件系统由两部分组成。1）触摸屏程序的设计；2）plc程序 　　的设计与编制。其主要部分是plc控制程序的编写，本文主要对此进行阐 　　述。 　　4.1 触摸屏程序的设计 　　本系统触摸屏程序采用了西门子专用设计软件WINCC flexible进行设 　　计编写。触摸屏画面的编制务求做到直观，全面，操作方便，各功能模块 　　参数变量的设计与plc程序达到完美统一，每一功能块都对应于plc程序中 　　的一个模块，来完成相应功能，简洁明了。 　　4.2 plc程序的设计 　　程序流程图见图2。系统运行信号来到时，PLC首先判断各保护是否正 　　常运行，以避免皮带机无保护运行，造成事故，在确认正常之后，plc输 　　出信号，皮带机启动运行。同时判断，系统是否长时间停运，用来控制给 　　煤机给煤方式，如长时间停运，给煤机首先短时间点动给煤，以免出现皮 　　带过载现