热电厂燃煤输送带控制系统设计.doc

1、 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 题 目 热 电厂燃煤输送带控制系统 SUBJECT ： Coal-fired thermal power plant conveyor control system 系 名： 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师姓名： 指导教师职称： 指导工程师 ： 年 月 日 热 电厂燃煤输送带控制系统 毕业设计（论文）任务书 一、 基本任务及要求： 热能发电厂燃煤输送带控制系统 分卸煤与上煤两大部分，料斗和 1#-3#皮带负责把煤由铁路配煤场输送到发电房。煤在配煤场经碾碎去渣和铁硝后，由给煤机给煤经4A#-7A#到 0#或 4B#-7B#到 0#送进锅炉，共 1

2、2 条皮带。配煤场靠近 铁路 ，与发电房侧的电控室相距 800m . 在我的此次设计中，综合考虑设计的实用性和其性价比，我采用了一台 PLC 控制整个系统，有卸煤部分和上煤部分两个独立的部分； PLC 与 PC 机不通信。 PLC 控制主要是输煤系统的自动控制部分，皮带机和各设备的单机控制由单机控制面板操作。 二、 进度安排及完成时间： 1. 第 1 2 周：明确课题任务及基本要求，搜集课题所需资料，掌握资料查阅方法，了解本课题研究现状、存在问题及研究的实际意义，做好文献综述。 2. 第 3 4 周：查阅相关资料，自学相关内容，确定课题总体方案，分配课题任务，确定个人研究重点，做好选题报告。

3、3. 第 5 8 周：根据自己研究的方向，总体方案设计，系统软件模块设计，控制算法的 研究。 4. 第 9 12 周：完成系统软件设计及调试、控制算法设计与仿真。 5. 第 13 15 周：完成设计说明书。 6. 第 16 17 周：整理资料，准备答辩。 前言 本设计论文是自动化专业毕业论文，主要是利用 FX2N 系列可编程序控制起来改造热能发电厂燃煤输送带控制系统 。 输煤皮带控制系统的设计是一个很传统的课题，现在随着各种先进精确的诸多控制仪器的出现，输煤皮带控制的设计方案也越来越先进，越来越趋于完美，各种参考文献也数不胜数。 在我国 70 80 年代建成的火电厂中 ,大多数的开关量控制系统

4、都是采用继毕业设计论文 电器控制 ,就是在 90 年代建成的火电厂中 ,也有相当一部分辅机系统是采用继电控制。因此 ,继电器本身固有的缺陷 ,给火电机组的安全和经济运行带来了不利影响 ,用 PLC 对火电厂的继电器式控制系统进行改造已是大势所趋。 可编程控制器（简称 PLC）由于其将系统的继电器技术，计算机技术和通信技术融为一体，以其可靠性高，稳定性好、抗干扰能力强，以及编程简单，维护方便，通讯灵活等众多优点，广泛应用于工业生产过程和装置的自动控制中。 PLC 不仅能实现复杂的逻辑控制，还能完成定时、计算和各种闭环控制功能。设置性能完善、质量可靠、技术先进的可编程控制器 PLC 控制皮带运输机

5、监控系统，可以实现高自动化的皮带机群的集中控制（包括遥控）及保护。 此次毕业设计的课题内容即为 PLC 在 热能发电厂燃煤输送 带控制系统 中的应用 . 其设计内容和要求是： 热能发电厂燃煤输送带控制系统 分卸煤与上煤两大部分。料斗和 1# 3#皮带负责把煤由 铁路 从煤场输送到配煤场。煤在配煤场经碾碎去渣和铁硝石，由给煤机给煤经 4#A 7#A 到 0#或者 4#B 7#B 到 0#送进锅炉，共 12 条皮带，配煤场靠近 铁路 ，与发电房侧的电控室相距 1000M. 方案要求用一台 PLC 控制卸煤、给煤， PLC与 PC之间不通讯。 系统具备很多自动化控制的功能： (1)系统启动前各台设备

6、预警 ;(2)地面输煤生产线上各设备按逆煤流方向顺序延时起动 ,按顺煤流方向顺序延时停车 ;(3)输煤线上任一设备因故障或其它原因停车时 ,来煤方向各设备立即停车 ,顺煤方向顺序延时停车 ,以避免堆煤 ,减少皮带压煤 ;(4)在紧急情况下 ,任一设备都可通过现场急停按钮实现紧急停车 ;(5)对各台设备的运转状态实时自动检测 ,并将信息传输给 PLC;(6)各台设备的运转情况及故障报警等信息都可以在总控室由显示灯显示出来。 整个系统可显示各皮带输送带和输煤设备的运行状况，并对整个输煤过程会出现的所有情况做出了合理的自动控制，是极具实用价值的一项自动化应用实例。 热 电厂燃煤输送带控制系统 目 录

7、 摘 要 I Abstract II 第 1 章 带式输送机 1 1.1 煤矿带式输送机的现状及发展 1 1.2 带式输送机的结构 4 1.3 带式输送机运行中的问题与维护 6 1.3.1 输送带跑偏故障 6 1.3.2 输送带的断裂问题 8 1.3.3 驱动滚筒打滑现象的处理 8 1.4 带式输送机的选型布置 9 第 2 章 可编程序控制器 （ PLC） 的概况 11 2.1 PLC 的概念及发展 11 2.2 可编程序控制器的结构及工作原理 13 2.3 PLC 的应用领域 15 2.4 可编程序控制器与计算机之间的通信 16 第 3 章 系统的总体设计 18 第 4 章 硬件设计 21

8、4.1 可编程序控制器的选型 21 4.1.1 可编程序控制器物理结构及控制方式的选择 21 4.1.2 CPU 的能力 22 4.1.3 I/O 点数的确定 22 4.1.4 响应速度 23 4.1.5存储器容量的选择 23 4.1.6可编程序控制器的指令系统 24 4.1.7 机型选择的其他考虑 25 4.2 电动机的选型 25 4.3 按钮及保护装置的选型 26 4.3.1 刀开关 26 4.3.2 按钮 26 4.3.3 接近开关 26 4.3.4 热继电器 27 4.3.5 熔断器 27 毕业设计论文 4.4 电机主电路图的设计 28 第 5 章 软件设计 30 5.1 控制系统的公

9、共程序 33 5.2 卸煤部分自动程序 33 5.3 上煤部分自动程序 35 第 6 章 控制面板的设计 38 第 7 章 PLC 控制系统抗干扰措施 41 7.1 硬件抗干扰措施 41 7.1.1 抑制电源系统 引入的干扰 41 7.1.2 抑制接地系统引入的干扰 42 7.1.3 抑制输入输出电路引入的干扰 42 7.1.4 抑制外部配线干扰的措施 42 7.2 软件抗干扰措施 43 第 8 章 PLC 系统 的 程序 调试 45 结束语 49 致谢 50 参考文献 51 附录 52 毕业设计论文 -I- 热能发电厂燃煤输送带控制系统 摘 要： 本篇文章介绍了一种利用先进的 PLC 技术对

10、热电厂自动输煤系统进行技术改造的方案；并且叙述了皮带机的基本原理、 PLC 的基本原理、 PLC 的工程设计步骤。 输煤系统是热电厂中较为庞大的一个公用系统，现阶段的大多数热电厂中，其输送过程是通过皮带输 送机来完成，整个输煤系统由多台输送距离较长的皮带输送机组成。输煤系统的主要任务是 由料斗和皮带的传递将煤由贮煤场输送到配煤场，由给煤机给煤，再经由皮带机传送到锅炉。在此次设计中主要概述了输煤系统的卸煤和上煤的皮带传输控制。 该系统用三菱公司的 FX2N 系列 PLC 作为控制核心，整个系统采用了一台 PLC 控制12 台皮带机，整个控制系统设一个控制室。 利用 PLC 控制皮带输煤机，实现了

11、逆煤启动、顺煤停止、故障停止、紧急停止的功能，并且有手动控制和自动控制两种控制方式， 从而实现了输煤系统的自动化功能。 关键词 ： 可编程序控制器；输煤自动控制系统 ；皮带输送机；单机控制；联动控制 热能发电厂燃煤输送带控制系统 -II- Coal-fired thermal power plant conveyor control system ABSTRACT： This article introduces a PLC using advanced technology coal power plant automatic system for technological transfo

12、rmation programs; The belt also describes the basic principles, the basic tenets PLC, PLC engineering design steps. Coal Handling System is a large thermal power plants were more common system, the majority of the thermal power station at the present stage, Through its transmission belt conveyor to

13、complete the process. the entire long distance coal transportation system with multiple components of a belt conveyor. Coal from the hopper and the main task is the transmission belt to transport coal from the coal yard to the coal storage market, from coal to coal. sent to the boiler through the be

14、lt. In this design overview of the main coal and coal unloading system of the belt transmission control The system used by Mitsubishi FX2N PLC as its core, PLC control system using a belt of 12 aircraft, the entire control system set up a control room. PLC control coal belt machine, a reverse coal a

15、ctivated with coal stop, failure to stop, emergency stop function Two and a manual control and automatic control mode, thus realizing the coal system automation. KEYWORDS: Programmable logic computer; Coal strop transporting; Belt conveyer; The unit controlling; Link and control毕业设计论文 -1- 第一章 带式输送机

16、带式输送机广泛应用于建材企业，以矿山开采，原料粉磨、煅烧直到成品包装、堆 运，几乎都离不开它。它是一种输送量大，运输费用低，适用范围广的输送设备。可以实现各生产环节的连续性和工业自动化，大大提高劳动生产 率，减轻工人劳动强度。 带式输送机具有工作平稳可靠，操作维护方便，物料适应范围广，输送距离长，运转费用低的特点，已成为现代散状物料连续运输的主要设备。而且运输的允许坡度比汽车和火车要大，可缩短输送线路，节省设备投资。目前，国内外已出现了长距离、大输送量的带式输送机。国外输送线长已达 100 ,单机长达 37 ,带速达 7 4 ,运量达 7500 ,国内输送机也正在向着长距离、高带速、大运量、大

17、倾角、大功率的方向发展。 热能发电厂燃煤输送带控制系统 是热工厂中较为庞大的一个公用系统 ，其任务是卸煤、配煤、上煤 以达到按时、保质、保量的为机组提供燃煤 的目的。输煤系统各个部分的设计以及输煤系统的控制直接影响到热电厂的工作质量。 散料是包括粉末、粉状及块状的固体物料。就物料的品种来说，有矿石、煤炭、焦炭、粮食、塑料、化肥、砾石、砂子、玻璃、水泥、石灰等。就其颗粒大小来分，有粉状、粒状、块状、有规则的与无规则的、均匀的与不均匀的之分，就其物理性质而分有干的、湿的、粘性的、脆性的、有毒的与无毒的、有腐蚀性的与无腐蚀性的、有爆炸危险的、有粉尘污染的等。所有这些差异构成了散状固体物料处理的广泛性

18、和复杂性。散料运搬系统的设计包括 物料的输送，加工处理和贮存过程。 运输散状固体物料设备的种类甚多，有机械的，气力的以及交通运输工具等。使用比较广泛的运输设备有带式输送机，斗式提升机，螺旋输送机，震动输送机，管道输送机，刮板输送机，棍道输送机，气力输送装置以及其他特殊运输设备。 煤也是散料中的一种，此毕业设计所涉及的主要是煤的输送，在此我们用的是带式输送机，主要讨论皮带输送机的运用 。 1.1 煤矿带式输送机的现状及发展 1、煤矿用带式输送机的现状和研究目标 带式输送机是煤矿最理想的高效连续运输设备 ,与其他运输设备 (如机车类 )相比 ,不仅具有长 距离、大运量、连续输送等优点 ,而且运行可

19、靠 ,易于实现自动化、集中化控热能发电厂燃煤输送带控制系统 -2- 制 ,特别是对高产高效矿井 ,带式输送机已成为煤炭高效开采机电一体化技术与装备的关键设备。 2、 国外矿用带式输送机技术的现状和发展趋势 国外带式输送机技术的发展主要表现在两方面 :(1)带式输送机的功能多元化、应用范围扩大化 ,如高倾角带式输送机、管状带式输送机、空间转弯带式输送机等各种机型 ;(2)带式输送机本身的技术与装备有了巨大的发展 ,尤其是长距离、大运量、高带速等大型输送机已成为其发展的主要方向。目前 ,世界上单机运距最长达 30 4 带式输送机已 在澳大利亚的铝钒土矿投入使用 ;运输量达到 37500 / ,带速

20、为 7 4 /的一条大型带式输送机已应用于德国露天煤矿。在煤矿井下 ,由于受环境条件的限制 ,通常使用的带式输送机的主要技术指标如表 1.1 所示 ,其关键技术与装备有以下特点 : (1) 设备大型化 ,其主要技术参数与装备均向着大型化发展 ,以满足年产 300 500万 以上高产高效集约化生产的需要 ; (2) 用动态分析技术和机电一体化、计算机监控等高新技术 ,采用各种软起动与自动张紧技术 ,对输送机进行动态监测与监控 ,大大降低了输送带的动张力 ,输送机始终处于最佳运 行状态 ,设备性能好 ,运输效率高 ; (3) 多机驱动与中间驱动及其功率平衡、输送机变向运行等技术 ,使输送机单机运行

21、长度在理论上已不受限制 ,并确保了输送系统设备的通用性、互换性及其单元驱动的可靠性 ; (4) 新型、高可靠性关键元部件技术 ,如包含 等在内的各种先进的大功率驱 动装置与调速装置、高寿命高速托辊、自清式滚筒装置、高效贮带装置、快速自移机尾等。如英国 生产的 1200/(2 3)400(600) 工作面顺槽带式输送机就采用了液粘差速或变频调速装置 ,运输能力达 3000 / 以上 ,它的机尾与新型转载机 (美 国久益公司生产的 500 )配套 ,可随工作面推移而自动快速自移 ,人工作业少 ,生产效率高。 表 1.1 常用带式输送机技术指标 国外 300*500 万 t/a 高产高效矿井 主参数

22、 顺槽可伸缩带式输送机 大巷与斜井固定式强离带式输送机 2000*3000 3.5*4 2500*3000 1200*2000 3000 4*5!最高达 8 3000*4000 1500*3000 最大为 6000 运距 /(m) 带速 /(m/s) 输送量 /(t/h) 驱动总功率 /(kw) 毕业设计论文 -3- 3、 国内煤矿用带式输送机的现状及存在问题 80 年代末期以来 ,我国煤矿用带式输送机也有了很大的发展 ,对带式输送机的关键技术研究和新产品开发都取得了可喜的成果。输送机产品系列不断增多 ,从定型的 、 等系列发展到多功能、适应特种用途的各种带式输送机系列 ,如国家“七五”、“九

23、五”攻关项目 大倾角带式输送机成套设备、高产高效工作 面顺槽可伸缩带式输送机等填补了多项国内空白 ,开发了大倾角、长距离输送原煤的新型带式输送机系列产品 ,并对带式输送机的关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发 ,应用动态分析技术和中间驱动与智能化控制等技术 ,研制成功了多种软起动和制动装置及以 为核心的可编程电控装置。随着我国高产高效矿井的发展 ,煤矿井下带式输送机目前已达到表 1.2所示的主要特征指标。 表 1.2 煤矿井下带式输送机主要指标 与国外相比 ,其机型一般都偏小 ,特别是带速通常均不超过 4 / ,对高带速输送机及其动态设计与计算 机监控等关键技术问题缺乏实践经验，由于

24、带速普遍较低 ,许多设计单位仍延用以往的静态设计法 ,用加大输送带安全系数的方法来提高设计的可靠性 ,其结果不仅增大了设备成本 ,而且降低了设备运行的可靠性。此外 ,我国输送机制造企业追求小而全模式 ,未能象国外一样形成大规模的元部件专业生产厂或加工中心 ,致使元部件设计与制造水平得不到有效提高。如德国公司专业研制的自移机尾 ,设备性能好 ,自动化程度高 ,安全可靠 ,在市场上占有率很高 ,我国已引进了几十台 ,与高产高效工作面配套使用。 4、 煤矿用带式输送机的研究目标 （ 1）大型化、提高运输 能力 为了适应高产高效集约化生产的需要 ,带式输送机的输送能力要加大。长距离、高带速、大运量、大功率是今后发展的必然趋势。在今后的主参数 可伸缩带式输送机 大巷与斜井固定式强离带式输送机 1000*2000 2*3.5 800*1800 250*750 1000*4000 2.5*4 1000*2000 750*1500 运距 /(m) 带速 /(m/s) 输送量 /(t/h) 驱动总功率 /(kw)