基于组态王的带式输送机监控系统的设计.doc

1、 本科毕业论文（设计、创作） 题目： 基于组态王的带式输送机监控系统的设计 学生姓名： xxx 学号： xxxxxx 所在院系： 信息与通信技术系 专业： 电气工程及其自动化 入学时间： 2010 年 09 月 导师姓名： xxx 职称 /学位 ： xxxx/xxx 导师所在单位： xxxxxxxxxxxxx 完成时间： 2014 年 5 月 安徽三联学院教务处 制 安徽三联学院毕业论文 1 基于组态王的带式输送机监控系统的设计 摘要 ： 随着社会的发展，人类正在研究清洁新能源来代替煤矿能源，但目前煤碳在人们现代的生活中还无法替代。在煤碳开采生产过程中带式输送机是目前必不可少的运输设备，所以效

2、率、安全和带式输送机的稳定性已成为煤矿生产的关键因素。 本文以井下煤矿生产 的带式输送机为研究对象，通过运用 Win CC 组态软件对带式输送机系统的实际运行的监控画面，对系统的实际设备进行动态显示。通过创建项目、建立驱动连接、创建组态画面、变量的创建和归档，软件与 PLC 的通讯实现其功能。 在带式输送机工作时，监控系统显示运行状态、各项参数以及设备的故障状态。本监控系统具有输送带打滑，堆煤，自动喷水灭火，温度调节，滚筒轨道沿线紧急停车和履带偏差的各种保护功能。 对带式输送机监控系统的应用可以使员工方便地检查皮带机的运行状况，带式输送机出现故障时的快速、准确的判断。带式输送 机的监控系统能充

3、分保障带式输送机运行过程当中的安全、稳定性，从而大大提高了带式输送机在煤炭生产中的运行效能。 关键词 ： 带式输送机；监控系统；故障保护；组态软件 安徽三联学院毕业论文 2 Design of monitoring system of belt conveyor based on Win cc ABSTRACT: With the growth of society, the essentiality of science and technology in peoples lives should not be overlooked, humans are studying new ener

4、gy to replace dwindling coal energy, but a modern coal mine in peoples lives can not be replaced. In the coal mining process of belt conveyor transport equipment at present is essential, thus the productiveness, safety and the belt conveyors stability has been a key factor in the coal mine productio

5、n. In this paper, the belt conveyor in the coal mine production as the subject investigated, through the use of Win CC configuration software for the machine configuration the entire tape monitor screen, the actual implementer system for dynamic display. By creating a project, a drive connection, fo

6、r creating the configuration screen, variables creation and filing, software and PLC communication achieve its function. When conveyor monitoring system woks, it displays running status, parameters, and faults status of equipment. The supervisory system has slippage, automatic sprinkler, temperature

7、 regulation, various protection functions drum track along the emergency shutdown and track deviation. Using conveyor monitoring system makes employees check the health of the belt drive easily, and make a fast and correct judgment when conveyor appears failure. Belt conveyor belt conveyor monitorin

8、g system can adequately protect them during the operation of safe and stable, thus we improve greatly the performance in the coal belt conveyor running production. Keywords: belt conveyor; monitoring system; fault protection; configuration software安徽三联学院毕业论文 I 目录 1 绪论 . 1 1.1 选题背景 . 1 1.2 带式输送机的研究动态

9、和发展 . 1 1.3 论文主要工作 . 2 2 组态软件的选择 . 3 2.1 组态软件的市场环境 . 3 2.2 西门子 Win CC 组态软件 . 4 2.3 Win CC V6.0 系列 . 4 3 带式输送机监控系统 . 6 3.1 带式输送机监控系统 的总体框架 . 6 3.2 带式输送机监控系统的控制功能 . 6 3.3 带式输送机监控系统的软件设计 . 7 4 带式输送机监控系统的通讯 . 9 4.1 现场总线通讯 . 9 4.1.1 PROFIBUS 的概念 . 9 4.1.2 PROFIBUS 的基本功能和特点 . 9 4.2 上位机的通讯 . 9 4.2.1 通讯任务 .

10、 9 4.2.2 STEP 7 硬件组态 . 10 4.2.3 添加驱动程序和设置系统参数 . 10 4.2.4 设置 Set PG/PC Interface. 10 4.2.5 添加通道与连接设置 . 10 5 带式输送机监控系统的界面设计 . 11 5.1 控制主界面的设计 . 11 5.1.1 控制界面 . 11 5.1.2 实时曲线画面 . 13 5.1.3 报警画面 . 13 5.1.4 报表画面 . 14 安徽三联学院毕业论文 II 5.2 驱动装置监控界面 的设计 . 15 5.2.1 CST 可控驱动装置的监控画面 . 15 5.2.2 CST 可控驱动装置的报警画面 . 17

11、 5.2.3 CST 可控驱 动装置的实时曲线画面 . 17 5.3 张紧装置监控界面的设计 . 18 5.3.1 自动绞车张紧装置监控界面设计 . 18 5.3.2 自动绞车张紧装 置报警画面 . 19 5.3.3 自动绞车张紧装置实时曲线画面 . 19 结论 . 21 致谢 . 22 参考文献 . 23 安徽三联学院毕业论文 1 1 绪论 1.1 选题背景 由于带式输送机的发明，经过 200 多年的发展，目前已广泛应用于煤炭，化工，矿山等行业，尤其是在新技术、新材料的采用，第三次工业革命后，带式输送机的发展进入了一个新的篇章。如今，在输送量方面，距离测度，经济效益，它已可以同火车、汽车运输

12、相当，成为各国争先发展的行业。 因为带式输送机布局灵活、输送物料规模广、运送量 大、装卸便利、可靠性和自动化水平高等特色，其优越性已十分突出，已是国民经济中不可缺少的关键性设备。 煤矿生产具有劳动强度高、事故发生率高等特点，所以从事煤矿生产的工作人员的危险性高，而加强保护带式输送机的安全问题是生产过程的首要工作。带式输送机是煤矿主要生产设备，尤其是大型现代化煤矿，从表面到装载站，几乎完全由煤矿带式输送机输送任务。现代社会对煤碳安全和设备自动化水平的要求越来越凸显，因而传统方式的运输能力级别已不能够满足当代煤碳自动化水平的需求，因此设计一个性能、质量可靠和其他问题成为重要的研究对 象。 1.2

13、带式输送机的研究动态和发展 近年来，随着我国新科技发展随之而来的新型工业的迅速发展，自从机械化挖掘煤碳的利用以来，促使矿井的利用和运输量越来越大，因此，运输量，高功率，与日俱增的长距离输送设备的需求与日俱增。目前，一个单一的输送中的总功率的带式输送机，输送机功率约 5000kW 的长度超过 10km，承载比 5500t /小时，超过传输 7m/ s 的速度，已经在煤矿等领域中得到了在实际应用。 由于带式输送机具有输送效率高、使用寿命长久、结构紧凑相接、运转性能稳定、设备噪声低、工作可靠性高和占据 空间小等特点，并且能够适应各种恶劣的环境下工作，包括泥泞、高温、雾霾、潮湿等，它已经是推动国民经济

14、的持续增长中不可或缺的关键性设备。加上互联网在全球的实现布局，从而迅速减少带式输送机在研究、开发设计、制造等周期，使之在生产过程中更加具备有生力量。现如今，带式输送机已经成了煤碳挖掘、生产、运输系统中的关键性设备。目前，带式输送机的类型包括固定式，可伸缩式，倾角式，水平转弯式，皮带式，垂直安徽三联学院毕业论文 2 提升式，管状式，输送设备输送带和其他形式。目前，输送机的输送技术也得到发展迅速，具体包括可控启动技术、动态分析技术、下制动技 术、高速托辊技术、自动张紧技术、电控与检测自动化技术。 1.3 论文主要工作 本文研究的主要问题是采用目前国际最先进的自动控制技术和组态软件，设计并建立了带式

15、输送机监控系统。基于组态技术的先进性和带式输送机的实际工况条件的仿真界面，以带式输送机设计中的人机界面作为控制系统。 本次毕业设计的目的就是通过运用 Win CC 组态软件对带式输送机系统的实际运行的监控画面，对系统的实际设备进行动态显示。通过创建项目、建立驱动连接、创建组态画面、变量的创建和归档，软件与 PLC 的通讯实现其功能。在带式输送机工作 时，监控系统显示运行状态、各项参数、以及设备的故障状态。本监控系统具有输送带打滑，堆煤，自动喷水灭火，温度调节，滚筒轨道沿线紧急停车和履带偏差的各种保护功能。当监控系统发现故障时，可以通过界面进行人工操作，或者报警后自动急停。并且监控系统可以提供历

16、史数据查询、故障记录、报表打印等功能。 安徽三联学院毕业论文 3 2 组态软件的选择 2.1 组态软件的市场环境 世界上有很多专业商家设计生产并且提供多种多样的组态软件产品，国内也有很多设计组态软件的开发公司，故市场上的组态软件产品种类繁多，因此需要根据实 际工程选择满足自身的组态软件。 国外组态软件： 1、 Intouch： Wonderware 是工业自动化软件领域的供应商家带头人。最初的 InTouch 利用 DDE 与驱动程序的通信中的，利用效率不高，而目前的 Intouch是在 32 位的 Windows 操作平台上增加了对 Opc 的运用。 2、 IFix：给出自动化软件以及硬件的

17、解决方法，使其减少了投资，有助于生产效率的升高和其收益性改善。 3、 Citech：是可以供应自动化系统、实时信息和 MES 的公司。 Citech 有一个简单 的操作模式，但操作模式往往是更面向程序员，对工业用户有更高的要求，工业用户操作困难。 4、 Win CC：西门子自动化与驱动集团是西门子工业自动化的组成成分。 Win CC 组态软件嵌入 Opc ，可以配置在一个分布式系统上。但 Win CC 组态软件结构内容比较复杂。 国内品牌组态软件： 1、北京世纪长秋科技有限公司拥有世纪星通用工业自动化监控组态软件，通过实时数据库管理从工业控制对象采集到的各种数据，并把数据的变化用动画的方式形象

18、地表示出来，同时完成报警、历史数据记录、趋势曲 线等监视功能。 2、北京三维力控科技有限公司是一家应用于监控组态软件开发与服务领先的高科技术企业，以成为工业自动化领域中国的 西门子 、中国的 ABB 为使命，以提高民族装备制造业的自动化水平为目标。 3、北京亚控科技发展有限公司着眼于未来企业智能化系统，亚控科技将组态软件再一次带到了新的历 史时期。 2003 年，我们针对企业生产管理需求，以实现工厂的知识密集型生产和决策智能化为目标，整合多个自动化厂商的硬件和软件系统，为用户提供了企业生产实时智能解决方案。 4、紫金桥组态软件是真正的客户 /服务器软件，同时支持分布式服务器和分安徽三联学院毕业

19、论文 4 布式客户端。一处定义，多处引用：在服务器端定义的点，可以同时在多个客户端上引用，减少组态工作量和避免数据的不一致性。公司专注于自主知识产权软件产品。 2.2 西门子 Win CC 组态软件 Win CC 组态软件能够把自动化设备和控制软件进行合成，具有丰 富大量的的设定、窗口和菜单等，使用方便灵活、简单明了、并且功能齐全。它可以很容易地与各种组态软件，用户应用程序一起工作，创造一个良好的人机界面，满足自身实际需要。使用者还可以利用 Win CC 为根本软件系统的扩展，通过开通的接口的应用，能够满足系统本身的发展需要。 Win CC 软件结合配置、 Scada、脚本语言、 Opc 以及

20、其他先进的应用技术，从而为用户提供了能够在 Windows 操作系统环境下充分利用各种通用组态软件的使用功能，具有其公司的全集成工业自动化产品领域的技术和无缝集成的特点。 2.3 Win CC V6.0 系列 Win CC 6.0 系列的主要实现功能： （ 1）变量管理：管理外部与内部变量和通讯程序。 （ 2）图形编辑：设计各种图形画面。 （ 3）报警记录：采集和归档报警信息。 （ 4）变量记录 :处理测量值的采集和归档。 （ 5）报表编辑 :提供多种标准的报表，可设计各种格式的报表，并可按照预定的时间进行打印。 （ 6）全局脚本 :编写 ANSI-C 或 VS 脚本。 （ 7）文本库 :编辑

21、不同语言版本的文本消息。 （ 8）用户管理 理器 :管理用户对系统的访问权限。 （ 9）交叉引用 :函数和消息等中所使用的变量、函数和控件等。 作为西门子全集成自动化的重要组成部分， Win CC V6.0 所具有出色的性能： （ 1）创建软件技术的使用。 （ 2）包括所有的客户机 /服务器系统的 SCADA 功能。 （ 3）可由简单任务到复杂任务。 安徽三联学院毕业论文 5 （ 4）扩展了基本功能。 （ 5）使用 Microsoft SQL Server 作为存储软件。 （ 6）强大的标准接口。 （ 7）使用方便的脚本语言。 （ 8）开放 API 编程接口可访问 Win CC 的模块。 （ 9）可选择语言的组态软件。 （ 10）提供主要的 PLC 通信通道。