煤矿胶带运输设备电气控制系统设计+开题报告.doc

1、Xxx大学 本科毕业设计（论文）开 题 报 告 题 目 煤矿胶带运输设备电气控制系统设计指 导 教 师 院（系、部） 专 业 班 级 学 号 姓 名 日 期 教务处印制 一、选题的目的、意义和研究现状 (一)选题的目的和意义 胶带输送机、掘进机、刮板机、采煤机、转载机和液压支架并称为煤矿高效运转的“六机一架”。其中，皮带输送机作为煤矿运输系统中非常关键的设备，它的效率直接决定矿井运输设备的使用率。在煤矿井下的恶劣环境中，胶带输送机非常容易出现各类故障，如果采用人工控制，不仅容易操作失误，造成设备损坏，甚至造成人员出现伤亡，给煤矿带来严重的损失。尤其是近年，煤矿市场持续低迷，对煤矿的生产效益造成

2、很大的压力，因此，实现皮带输送机的智能化和自动化控制意义十分重大。随着计算机和通讯技术的高速发展，可编程控制器已经十分广泛应用在几乎所有工业领域，它的应用范围大、功能齐全、使用简捷使其成为当代工业发展的重要支柱之一。为提高煤矿生产和经济效率，降低煤矿生产成本，加快煤矿经济进一步发展，同时根据井下胶带输送机的工艺要求与控制要求，设计采用西门子S7-300系列PLC。采用PLC对胶带运输设备电气控制系统具有强大优势，这些优势体现在：较高的可靠性、齐全的I/O接口、应用灵活、通用性好、编程简捷，使用方便、完善的诊断功能、接线极其简单、工作量极少、重量轻、易于实现机电一体化。因此，PLC在机电一体化设

3、备中应用很广泛。 （二）研究现状煤矿运输设备对煤矿的高效生产有非常重要的作用。首先，胶带运输的线路很长，巷道条件有限，并且大部分利用继电器来控制，如果发生故障，整个煤矿生产运输系统将会处于瘫痪的状态，严重影响煤矿的效益。其次，胶带输送设备输送距离一般都在几百米以上，对于各项数据的实时监测显得尤为重要，为保证运输系统的安全和提高运输效率，对其进行监控是现代矿井运输急需的一项技术。最后，矿井胶带运输系统有分布广、控制要求高和监控信息分散等特点，随着不断扩大的矿井生产规模和不断提高的技术要求，原先的继电器控制已经无法满足煤矿正常生产的需要，因此，对胶带运输设备的电气控制提出了更严格的要求。从2012

4、年以来，煤价不断下跌，供需不平衡加剧了煤炭市场的竞争，如何生存成为许多煤矿的首要任务，降低成本是最有效、也是最直接的方式。而实现胶带运输设备的自动化、智能化、信息化控制是降低吨煤成本的必要途径，因而，煤矿胶带运输设备电气控制系统的设计十分关键。伴随着计算机硬件技术、通讯技术以及自动化技术的急速发展，煤矿实现智能化有了一个良好的基础，有的矿井已经实现了从综采工作面、主煤流运输到辅助运输、矿井提升和井下供电、排水等方面都建立在智能化控制基础上面。近年来，以PLC为控制核心，以及变频器等设备的自动化控制的工业应用已越来越普遍，使得煤矿工作面的成套机电一体化的设备的智能程度、可靠程度和稳定程度得到大幅

5、度提升。 二、研究方案及预期结果（设计方案或论文主要研究内容、主要解决的问题、理论、方法、技术路线及论文框架等）（一）主要研究内容和主要解决的问题1.矿井胶带运输设备选择根据提供的煤矿背景资料和煤矿实际的运输效率等相关参数，选择适合的胶带输送机及其各主要部分，指出胶带输送机的驱动方式，并指出胶带输送机运行时所需的牵引力和转矩。 2.电动机和变频器选择根据胶带输送机的牵引力得出所需的功率，选择合适的电动机，并结合驱动方式设计驱动装置布置形式，详细介绍电动机的性能。选择合适的变频器，得出变频器的工作范围。3. PLC的硬件和软件设计 对胶带输送机进行整体控制方案设计，解决胶带输送机控制遇到的问题。

6、PLC型号及其各模块的选择，设计出胶带运输送机启动、停止和过载保护的软件程序。介绍整个控制过程的实现。 （二）具体方法和技术路线1.了解煤矿胶带运输设备概况2.选择胶带输送机根据煤矿实际生产需要和安全规程要求，选择合适输送带和输送机型号。 3.胶带输送机电气设备介绍 确定胶带输送机电动机、减速器和变频器。4. 确定系统总体方案设计 根据煤矿实际生产需求，设计胶带输送机的控制方案。5.PLC硬件选型 选择合适的PLC，对其各模块的I/O点配置，并给出模块外部接线图。6. PLC软件程序设计 对胶带输送机的启动、停止、过载保护进行程序设计，并写出指令。7. 胶带输送机故障介绍 简单介绍煤矿胶带运输

7、设备实际中所遇到的各类故障，并指出监测方法。8.绘制出PLC各模块及变频器接线图。 （三）论文框架1 绪论2 矿井胶带运输设备介绍3 煤矿胶带输送机电气设备概述4 系统总体方案设计与PLC硬件选型5 PLC软件程序设计6 故障监控及传感器概述 （四）预期结果1 说明书一份2 绘制矿井通风设备主要部件结构图三、研究进度 1-2周：毕业实习根据现场实际，进行设计内容的选择，收集设计依据和参考文献和相关资料。3-4周：确定设计题目，对参考文献和相关资料进行综述，撰写开题报告 5周：了解煤矿胶带运输设备概况并对其电气控制系统进行分析 6周：煤矿胶带运输设备选型和计算7周：煤矿胶带输送机电气设备选型和计

8、算8周：设计系统总体控制方案和PLC硬件选型9-10周：PLC各模块外部接线图绘制11-12周：设计PLC软件程序，完善胶带输送机故障检测13-14周：绘制PLC各模块与变频器接线图15-16周：仔细处理论文中的细节问题，收集材料，准备答辩四、主要参考文献1王栋.煤矿设备电气控制与PLC应用技术M.第一版.北京：机械工业出版社，2014.12冯清秀，邓星钟.机电传动控制M.第五版.武汉：华中科技大学出版社，2011.63张丽珂.S7系列PLC基础教程M.第一版.北京：机械工业出版社，2010.24庄严.矿山运输与提升M.第一版.徐州：中国矿业大学出版社，2009.25Zhanshe Yang,

9、Masao Ogawa.Direct Torque Control System for Coal Mine Equipment Based on Improved Genetic AlgorithmsJ.OALib Journal,20056王玉申.通用变频器的选择与使用J.电气自动化，2001.67马维绪.中小型现代化煤矿实用生产技术手册.第三分册，煤矿提升运输与供电M.第一版.北京：煤炭工业出版社，2009.68 Priba Paul，Pameticky Terry.PLC application for large motor monitoring.2000, 8, (5): 241-2469李庆章.基于PLC的煤矿胶带输送机控制系统的研究：D.太原：王忠庆，201110牛世为.井下胶带输送机地面集中控制技术J.煤炭技术，200211王建华.电气工程师手册M.第三版.北京：机械工业出版社，200512王华，韩永志.可编程序控制器在运煤自动化中的应用M. 第一版.北京: 中国电力出版社,200313秦福建.带式输送机常见故障的分析与处理方法J.有色冶金节能，2005，22，（1）：37-39 五、指导教师意见 指导教师签字：