井主装载的plc技术的应用--本科毕业设计

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1、毕业设计（论文）毕业设计（论文）题目 主井装载的PLC技术的应用 年级专业 09级矿山机电 学生姓名 魏 鹏 指导教师 钱松涛 平顶山工业职业技术学院 年 月 日平顶山工业职业技术学院成人教育学院毕业设计（论文）任务书姓名 魏 鹏 专业 09级矿山机电 任 务 下 达 日 期 2010 年 2 月 26 日设计（论文）开始日期 2010 年 2 月 26 日设计（论文）开始日期 2010 年 2 月 26 日设计（论文）题目： 主井装载的PLC技术的应用 A 编制设计 B 设计专题（毕业论文） 指 导 教 师 钱 松 涛 系(部)主 任 年 月 日 平顶山工业职业技术学院毕业设计(论文)评语第

2、 页共 页学生姓名: 专业: 年级: 毕业设计(论文)题目: 评阅人: 指导教师: (签字) 年 月 日成 绩: 系(院)主任: (签字) 年 月 日毕业设计(论文)及答辩评语: 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）答辩委员会记录 系 专业,学生 于 年 月 日 进行了毕业设计(论文)答辩。设计（论文）题目： 专题(论文)题目: 指导老师: 答辩委员会根据学生提交的毕业设计(论文)材料,根据学生答辩情况,经答辩委员会讨论评定,给予学生 毕业设计(论文)成绩为 。答辩委员会 人，出席 人答辩委员会主任（签字）： 答辩委员会副主任（签字）： 答辩委员会委员： ， ， ， ， 。主井装载的PLC技

3、术的应用摘要 利用PLC可编程控制器为主控器，用软件完成了各种复杂的逻辑、定时、计量、执行等控制功能。针对主井装载控制系统存在的缺陷, 提出了控制系统技术改造方案, 设计安装了硬件控制电路, 完善了系统软件控制程序, 实现了从装载装煤控制过程的完全自动化。实现了计算机查询、判断、监视、执行一体化，增强了系统的可靠性和安全性，减少了人为的机电事故，大大提高了生产效率。与继电器和集成电路同类产品相比，安装空间、维护量、故障率明显降低，并且PLC容易实现与微机联网，为煤矿进一步实现调度自动化提供了方便。 关键词:PLC，主井装载，自动化，煤矿目 录摘 要 .5 第一章 绪 论.7第二章 箕斗及其装载

4、设备.8 2.1箕斗的结构.8 2.2箕斗装载设备.92.3满仓的保护.10 2.4主井箕斗规格.10 2.5 箕斗定时装载提升信号系统.12第三章 PLC编程及有关指令.13 3.1 PLC的定义及指令系统.13 3.2 PLC编程.15 3.3梯形图.16 3.4梯形图编程.18 3.5常用电器元件的选择.20第四章 设计主要部分.22 4.1设计目的及意义.22 4.2操作系统的工作原理.23 4.3实现的闭锁及联锁功能.28 4.4输入、输出表及PLC梯形图.29参考文献.28致谢.29第一章 绪 论 中国平煤神马能源化工集团有限责任公司十矿，位于平顶山市区东部，煤田面积22.5平方公

5、里。十矿是一座大型现代化矿井。1958年8月兴建，1964年2月投产，原设计年生产能力120万吨，采用一对立井开拓。 1986年12月完成改扩建后，形成一二水平、南北两翼同时开采的生产格局，矿井年生产能力达到180万吨。 1988年以来，该矿实际年生产能力已达到220万吨。企业主要从事矿井原煤开采，煤种为己15-17焦瘦煤，低中灰、特低硫、低磷、高熔点，属集团公司稀有煤种，产品全部用于洗选、炼焦。 从井下回采工作面采出的煤炭，只有通过矿井运输与提升将其运到地面，才内能加以利用。矿井运输与提升在矿井生产中担负着以下任务：1）将工作面采出的煤炭运送到地面装车站；2）将掘进出来的矸石运往地面矸石场或

6、矸石综合加工厂；3）将井下生产所必须的材料、设备运往工作面或其它工作场所；4）运送井下工作人员。可以说矿井运输与提升是矿井生产的“动脉”与“咽喉”其设备在工作中一旦发生故障，将其直接影响生产，甚至造成人身伤亡。此外，矿井运输与提升设备的耗电量很大，一般占矿井生产总耗电量的50-70%左右。因此合理选用这些设备，使之安全可靠地、经济地运转、对保证矿井安全、经济生产，具有重要意义。矿井提升设备是沿井筒提升煤炭、矸石、升降人员和设备，下放材料的大型机械设备。它是在矿山井下生产系统地面工业广场相连的枢纽，是矿山运输的咽喉。因此，矿井提升设备在矿山生产的全过程中占有极其重要的地位。随着科学技术的发展和生

7、产的机械化和设备化，目前，世界上经济比较发达的国家，提升机的运行速度已达20-50m/s，一次提升量达到50t，电动机的容量已超过10000kw,其可靠性尤为突出。在矿井生产的过程中，如果提升设备出了故障，必然会造成停产。轻者，影响煤炭产量，重者，则会危及人身安全。矿井提升设备的主要组成部分是：提升容器、提升钢丝绳、提升机（包括拖动控制系统）、井架（或井塔）、天轮及装卸载设备等。目前国内外广泛采用的定量装载设备有定量斗箱式和定量输送机式两种。立井装载设备主要由斗箱、溜槽、闸门、控制缸和测重装置组成。定量斗箱装载设备具有结构简单、环节少、装载时不用其它辅助机械等优点，在我国已定为标准装载设备。

8、第二章 箕斗及其装载设备2.1箕 斗 的 结 构我国煤矿立井广泛采用固定斗箱底卸式箕斗，其形式有很多种，过去一些矿井普遍采用扇形闸门底卸式箕都斗，现在新建矿井多采用平板闸门底卸式箕斗。这种箕斗由斗箱、框架、连接装置及闸门等组成。箕斗的导向装置可以采用钢丝绳罐道，也可以采用钢轨或组合罐道。采用钢丝绳罐道时，除应考虑箕斗本身平衡外，还要考虑装煤后仍维持平衡，所以在斗箱上部装载口处安设了可以调节的溜煤板，以便调节煤顶部中心的位置。我国过去广泛采用鼓型箕斗装载设备。这种装载设备的最大的特点是洒煤量的10，有的高达40，且在装载时不能保证箕斗的装载量。因此新的箕斗装载设备采用预先定量的装载方式，其洒煤量

9、可以大大降低，一般仅为提煤量的1，最大不超过3。定量的装载方式还能保证提升工作的正常化，有利于提升的自动化。目前在新建和改建矿井的设计中一普遍采用定量装载设备。立井箕斗一般用于提升煤炭和矸石。它有框架、斗箱及悬挂装置组成。框架由两根直立的槽钢和上、下横向组成。斗箱、悬挂及罐耳均固定于框架上。为预防淋帮水落入斗箱内和便于检查井筒，在框架上布有钢板制的平台。我国煤矿主要采用扇形门卸式箕斗，它的卸载过程如下：扇形底门上的卸载滚轮沿卸载曲轨滚动，打开出煤口，同时活动溜槽在滚轮上向前滑动，并向下倾斜处于工作位置。斗箱的煤由出煤口经过活动溜槽，卸入煤仓中。下放箕斗时，其过程与上述相反。 近年来我国采用了J

10、LY型平板闸门底式箕斗，它由连接装置，罐耳，活动溜槽板、煤堆线、斗箱、框架、闸门、连杆、滚轮、曲轨、平台、滚轮以及机械闭锁装置等组成。它的卸载过程如下：沿箕斗提至地面煤仓时，井架上的卸载曲轨使连杆转动轴上的滚轮，沿箕斗框架的曲轨运动，当滚轮通过连杆的锁角等于零的位置后，闸门就借助煤的压力打开到卸载。在箕斗下放时，以相反的过程关闭闸门。 此外，当提升水分达25的无烟煤及混有塑性页卸载困难时或提升矸石时，常采用翻转式箕斗。2.2 箕斗装载设备使用箕斗提升时，必须根据有关规定采用定量控制。箕斗的定量装载设备，目前广泛采用预先定量装载方式的装载设备，如定量仓式和定量输送机装载设备。1. 定量仓式装载设

11、备当箕斗到井底装载位置时，通过控制元件开动控制汽缸，通过拉杆将定量仓扇形闸门打开，定量仓中的煤炭沿溜槽全部装入箕斗中。定量仓中的装煤量利用压磁测重装置来控制。定量仓式装载设备具有结构简单、环节少、装载时不使用其他机械等优点，在我国已定为标准装载设备。但这种装载设备需要开凿较大的硐室，同时装载时间随煤质和水分不同而变化。2. 定量胶带输送机装载设备定量胶带输送机装载设备放在称重装置负载传感器上，胶带输送机先用0.150.3米/秒的速度通过煤仓闸门来装煤，当装煤量达到规定值时，由称重装置发出讯号，煤仓闸门关闭，胶带输送机停机。当空箕斗到达装煤位置时，开动胶带输送机以0.91.2米/秒的速度将胶带上

12、预先称好的煤全部快速装入箕斗中。这种装载设备不需在井筒附近开凿较大的硐室；装倒次数少，可减少煤的破碎和煤尘；箕斗装载均匀，可减少提升钢丝绳受冲击载荷；装载时间恒定，有利于实现提升自动化。定量输送机装载设备的优点是：不需在井筒附近开凿较大的硐室；减少装倒次数，因而可减少煤的破碎量。向箕斗装载均匀，可减少提升钢丝绳的冲击负荷；装载时间不受煤质变化的影响，有利于实现提升自动化。2.3 满仓的保护 使用箕斗提升时，井口煤仓应根据有关规定装设满仓保护，仓满时能自动报警或自动停电。 在箕斗提升的上部煤仓，于适当位置固定一瓷瓶，在瓷瓶上固定一段橡胶电缆线垂直煤仓作为电极。当箕斗往煤仓卸煤时，煤的高度逐渐升高

13、，当煤和软电缆线接触时电极对地有电流通过，使三极管BG1导通，中间继电器J动作，发出满仓信号或使提升绞车控制电路断开。 在有沼气和煤尘爆炸危险的环境中，可用XJXBH型信号继电器。这种继电器可以用于控制一个高煤位，发出满仓信号，也可用于控制一个高煤位和一个低煤位。2.4 主井箕斗规格进行提升设备选型设计时，矿井年产量An和矿井深度Hs为已知条件。当提升容器的类型确定后，还要选择容器的规格。在提升任务确定之后，选择提升容器的规格有两种情况：一是选择较大规格的容器，一次提升量较大，则提升次数少。这样，因为一次提升量较大，所需的提升钢丝直径和提升机直径较大，因而初期投资较多。但提升次数较少，运转费用

14、较少。二是选择较小规格的容器，情况和上述的相反，因而初期投资较少，而运转费用则较多。那么，应该如何选择提升容器的规格才是合理的呢？其原则是：一次合理提升应该使得初期投资和运转费用的加权平均总和最小。为了确定一次合理提升量，从而选择标准的提升容器，可按以下步骤计算： （1）确定合理的经济速度Vj与一次合理提升量相对应的，有一个合理的经济速度。经研究证明，合理的经济速度Vj可用下式计算：Vj（0.30.5）H 式中：H为提升高度，m，HHzHsHx；Hz为装载高度，m，Hz1825m，Hs为矿井深度，m，Hx为卸载高度，m，Hx1525m。 （2）估算一次提升循环时间TxTx=a+u+ 式中：a

15、为提升加速度，一般取a=0.8ms2 ;u为箕斗低速爬行时间，一般取 u=10s;为箕斗装卸载休止时间，一锻取=10s。 （3）计算小时提升量AS AS= (th)式中：C为提升不均衡系数，箕斗C=1.15,罐笼提升C=1.2，混合提升C=1.25；A n为矿井设计 年产量， t/年； af 为提升富裕系数，主井提升设备对第一水平留有1.2的 富裕系数；ts 为提升设备每天工作小时数，一般为 ts14h;br为提升设备每年工作日数，一般为 br300 天。 （4）计算小时提升次数 ns ns 15 (次） （5）计算一次合理提升量QQ 20T 根据上式求出的一次合理提升量Q，选取与Q相等或相近

16、的标准箕斗，其名义装载可以大于或小于Q。在不加大提升机滚筒直径的条件下，应尽量选用大量箕斗，以较低的速度运行，减低能耗，减少运转费用。 （6）计算一次实际提升量选取标准后，根据所选箕斗的有效容积和煤的 松散容重计算一次实际提升量Q QrV 式中：r为煤的松散容重，kg/m3;V为标准箕斗的有效容积，m3.2.5 箕斗定时装载提升信号系统主井一般多采用箕斗提升，其生产工艺为自动装卸方式。由于生产系统中的机械设备形式多样，故在考虑提升信号系统时应与其配合，有一定的闭锁关系。 1.简要说明： 1）工作信号采用直发方式。人工发送时由装卸峒室信号工直接发出开、停车信号至提升机房。自动发送时由时间继电器发

17、生信号。工作信号的显示为瞬时方式。 2）信号系统与提升机控制回路有闭锁关系，不发开车信号提升机无法加速。 3）井上下煤仓都设有 煤位继电器，通过指示灯反映煤位。 4）工作信号兼作事故信号，以不同的打点方式与 正常开车信号相区别。也可将事故信号分开，另设按钮至电笛报警。5）设有检修、停车、溜煤嘴位置表示灯及松绳信号装置。检修信号也可以用机械拉动信号或井筒感应电话。 6）设有生产系统给煤机运转表示灯及生产系统联系的信号按钮。 7）在提升机房、井口卸载平台及井底装载硐室间设有直通扩音电话。2. 提升信号的要求 对于各种提升信号的基础要求有： 信号电源电压不得大于127伏，并须设置独立的信号电源变压器

18、及电源指示灯。 工作信号必须声光兼备，警告信号必须为音响信号，一般指示信号为灯光信号。 信号系统应与提升机控制系统有连锁关系，即不发信号则提升机无法起动。 绕绳式提升机须设置松绳信号装置，以防因发生松绳而引起断绳事故。 应设置井筒检修信号装置，在检修井筒的整个时间内检修知识信号应保持显示。沿井筒壁敷设供检修人员发送开车停车信号的装置。提升机司机与信号工之间应设直通电话，便于及时联系。直通电话可兼作联系信号用。第三章 PLC编程及有关指令3.1PLC的定义及指令系统国际电工委员会（IEC）于1987年对PLC定义如下：PLC是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置，是带有储存器、

19、可以编制程序的控制器。它能够储存和执行指令，进行逻辑运算、顺序控制、定时、记数和算术等操作，并通过数字式和模拟式的输入输出，控制各种类型的机械和生产过程。PLC及其有关的外围设备，都应按易于与工业控制系统形成一体、易于扩展其功能的原则设计。指令就是指挥PLC动作的命令，PLC的一连串动作实际就是在执行一连串的指令。指令系统就是指令的集合。各个PLC厂家的指令系统是不同的。一个厂家的PLC，若是系列不同，指令系统也是有差别的。指令越丰富，用户编程就越简单和方便。一般指令分为基本指令和功能指令。基本指令的使用较简单，可以完成继电器控制系统的功能，而功能指令较复杂，可以实现继电器控制系统无法实现的控

20、制要求。 PLC相关指令：PLC指令可分为两大类：基本指令和功能指令。基本指令包括逻辑操作和输出指令，他们用的很频繁，且在编程器上有与其对应的键盘。因此输入基本指令时，只要按下对应的键即可。功能指令比较丰富，包括有数据处理、运算和控制等方面的指令，但在编程器上找不到与其对应的键盘。故为使编程器输入程序操作的方便，C系列机为每条功能指令指定了 一个代码（两位数字），并用圆括号括起，放在功能指令的助记符后面，在编程输入功能指令时，先按“FUN”键，再按功能代码即可。 1、 基本指令 （1）LD、LD-NOT LD为装载或起始指令。在每一个程序段的开始都要使用它，其作用是把操作数指定的接点状态（ON

21、或OFF）送结果寄存器，对照继电器概念相当于起用常开接点。LD-NOT也为装载或称起始指令，但起用的是常闭接点。 （2）AND、AND-NOTAND是把操作数指定的接点状态与结果寄存器的状态逻辑“与”，在把结果送结果寄存器。相当于串联常开接点。AND-NOT则是串联常闭接点。 （3）OR、OR-NOTOR类似于AND的分析，但是作逻辑“或”，相当于并联上常开接点。 OR-ONT则是并联常闭接点。 （4）OUT、OUT-NOT OUT指令是把结果寄存器的内容写入（输出）到操作数所指定的继电器。它出现在每一个逻辑的末端。 （5）AND-LD、OR-LD它们称“与”和块“或”指令。前者用于两个程序块

22、的串联，后者用于两个程序块的并联。 2.互锁（分支）和清除互销（分支结束）指令IL（02）和ILC（03）总是成对使用。相当于在电路中串入一个总开关。IL OFF，则IL和ILC之间的电路工作均OFF（既IL和ILC之间的程序段不执行）；但若IL ON，则相当于IL和ILC不存在（也既IL和ILC之间的程序段正常执行）。 3.暂存继电器 4.程序指令控制 5.锁存指令 6.微分指令7 .定时器和计数器指令 8.传送指令 9.移位指令10.比较指令 11.数制转换指令12. 运算指令32 PLC编程 PLC是专为工业控制而开发的装置，它的编制和安装任务主要由工厂第一线的电气技术人员及高级电工承担

23、，因此，PLC从结构到系统的设计都尽可能地使用户能够很快地熟练掌握它的应用技术。目前，PLC的编程方法主要有两种：命令语句表达式（指令助记符）和电气原理图十分相似的梯形图。一、 命令语句表达式编程 1.基本格式 在许多超小型PLC产品中，没有CRT图形显示器，用户编制的一系列PLC指令语句将控制逻辑和关系表达出来，并通过简单编程器将指令逐条键入PLC内存中。PLC的指令与微机的汇编指令相似，每条指令规定了PLC如何动作。虽然目前不同型号的PLC指令不同，但其表达式大致相同。 PLC指令：操作码+操作数 操作码指定执行什么功能 操作数指定执行某一功能操作所需要数据的所在地址及运算结果存在地址 编

24、程规则 程序以指令列安序编制，指令语句的顺序与控制逻辑有密切关系，随意颠倒、插入和删除指令都会引起程序出错和逻辑出错。 操作数必须是所用机器范围内的参数，参数超出元素允许范围将引起程序出错（有些PLC在键入指令时具有操作数超出允许范围出错提示功能） 命令语句表达式指令编程与梯形图编程相互对应，两者可以互相转换。33 梯 形 图 梯形图语言实际就是图形，它来源于继电器控制电路图，在继电器控制电路图中，有5种基本图形就可以组成很复杂的控制线路。 常开按钮 该按钮的触点平常的工作状态是断开状态。当用手按动时，触点闭合，为连接状态；当手离开按钮时，触点断开，恢复断开状态。常闭按钮 该按钮的触点平常的工

25、作状态是连接状态。当用手按动时，触点断开，为断开状态；当手离开按钮时，触点闭合，恢复连接状态。 常开触点 该触点平常工作是断开状态。当继电器线圈通电时，触点闭合，为连接状态；当继电器线圈断电时，触点断开，恢复断开状态。 常闭触点 该触点平常的工作状态是连接状态。当继电器线圈通电时，触点断开，为断开状态；当继电器线圈断电时，触点闭合，恢复连接状态。 继电器线圈 继电器线圈只有连接该线圈的所有触点都闭合时，线圈通电，由线圈和动铁组成的电磁铁吸引闭合，带动常开触点闭合，常闭触点断开。梯形图设计1.梯形图设计注意事项 信号从左向右传递 每个梯级以接点开始，以线圈或功能指令结束。继电器接点可以使用无数次

26、，但是继电器线圈在一个程序中只能使用一次。 梯形图总是以END指令结束。 工作位（中间继电器）、定时器和计数器等功能性指令不能直接产生输出，必须用OUT指令才能输出。 在一个梯级中既要考虑一个指令的得电条件（相当于指令作用），还要考虑失电条件（相当于指令失去作用）。只有将得电条件和失电条件都考虑全了，则一个梯级的编程就完成了。2. 梯形图经验设计法步骤3. 梯形图经验设计法是目前使用比较广泛的一种设计方法，该方法的核心是输出线圈，这是因为PLC的动作就是从线圈输出的（可以成为面向输出线圈的梯形图设计方法）。以下是一些经验设计步骤。 分解梯形图程序 将要编制的梯形图程序分解成独立的子梯形图程序。

27、 在梯形图中画输出线圈提级。 以输出线圈为核心画梯级图，并画该线圈的得电条件、失电条件和自锁条件。在画图过程中，注意程序的启动、停止、连续运行、选择性分支和并发分支。 使用工作位梯级 如果不能直接使用输入条件逻辑组合成输出线圈的得电和失电条件，则需要使用工作位建立输出线圈的得电和失电条件。 使用定时器和继电器 如果输出线圈的得电和失电条件中需要定时或计数条件时，使用定时器或计数器梯级建立输出线圈的得电和失电条件。 使用功能指令 如果输出线圈的得电和失电条件中需要功能指令的执行结果作为条件时，使用功能指令梯级建立输出线圈的得电和失电条件。 画互锁条件 画出各个输出线圈之间的互锁条件。互锁条件可以

28、避免同时发生互相冲突的动作。 画保护条件 保护条件可以在系统出现异常时，使用输出线圈的动作保护控制系统和生产过程。34 梯形图编程 （1）.梯形图编程格式梯形图是在原电器控制系统中的常用继电接触器原理图基础上演变而来的。每个梯形图网络由多个梯级组成，每个梯级元素构成一个梯级，每个梯级由一个或多个之路构成，左侧安排触点（常开、常闭），右侧安排输出元素。梯形图与电器原理图相似，给人一目了然的清晰感，对于从事电气控制领域的人尤为适合，是目前PLC的主要编程方法。 （2）.梯形图设计和程序编制中的规则及注意事项PLC实际上是一种工业控制用微型计算机，因此，梯形图不能完全等同于电气原理图，它具有计算机决

29、定的若干特点，在设计梯形图编制程序应充分注意以下问题： .梯形图编程规则 几个串联之路相并联，应将触点多的支路放在梯级的上面；几个并联回路相串联，应将 触点多的并联回路放在梯级的左面，这样安排可以减少用户内存占用量和缩短程序扫描时间。 触点应画在水平线上，不画在垂直线上；不包含触点的分支应画在垂直分支上，不画在水平分支上，以便识别触点组合对输出线圈的控制。 梯形图和命令语句表达式编程具有对应关系。由梯形图转换成指令图必须按照从左到右、自上而下的原则进行。 4.常用梯形图程序 （1）.单继电器线圈控制程序 （2）.多继电器线圈控制程序 （3）.多地控制程序 （4）.互锁控制程序 （5）.互控程序

30、 （6）.顺序启动程序 （7）.脉冲电路 周期脉冲电路 1min脉冲 下降沿触发的单脉冲 （8）.定时计数程序 单按钮启停程序 可以改变宽度的单脉冲程序 瞬时得电和延时失电程序 延时得电和延时失电程序 使用一个按钮的延时得电和延时失电程序 定时器和计数器配合使用 定时器接力程序 计数器定时程序 计数器扩展程序 （10）.3个灯轮流闪烁程序 （11）.另一个3个灯轮流闪烁程序 （12）.由开关条件控制顺序控制程序35 常用电器元件的选择 （一）按钮，刀开关，组合开关，限位开关及自动开关的选择。 1.按钮 按钮通常是用来短时接通或断开小电流控制电路的一种主令电器。其选用依据主要是根据需要的触点对数

31、、动作要求、是否需要带指示灯，使用场合以及颜色等要求。目前，按钮产品有多种结构型式，多种触点组合以及多种颜色，供不同使用条件选用。例如紧急操作一般选择蘑菇形，停止按钮采用红色等。其额定电压有交流500V、直流440V，额定电流为5A。常用的按钮有LA2、LA10、LA19及LA20等系列。 2.刀开关 刀开关又称闸刀，主要用于接通和切断长期工作设备的电源及不经常起动及制、容量小于7.5KW的异步电动机。刀开关选用时，主要是根据电源种类、电压等级、断流容量及需要级数。当用刀开关来控制电动机时，其额定电流要大于电动机额定电流的3倍。 3.组合开关 组合开关主要用于电源的引入，所以又叫电源隔离开关。

32、其选用依据是电源的种类，电压的等级、触头数量以及断容量。当采用组合开关来控制5KW以下容量异步电动机时，其额定电流一般为（1.52.5）/n ，接通次数(1520)次/h,常用的组合开关是HZ10系列。 4.限位开关 限位开关主要用于位置控制或有位置保护要求的场合。限位开关种类很多，常用的有LX2、LX19、JLXK1型限位开关以及LXW11、JLXW11型微动开关。选用时，主要依据机械位置对开关型式的要求和控制线路对触头数量的要求，以及电流，电压等级来确定型号。 5.断路器 由于断路器具有很好的保护作用，故在电气设计的应用中越来越多。自动开关的类型较多，有框架式、塑料外壳式、限流式、手动操作

33、式和电动操作式。在选用时，主要的特性要求（几段保护）、分断能力、电网电压类型、电压等级、长期工作负载的平均电流、操作频繁程度等几方面去确定它的型号。在初步确定断路器的等级或，各级保护动作值的整定还必须注意和上、下级开关保护特性的协调配合，从总体上满足系统性保护的要求。（二）接触器的选择在电器控制线路中，接触器的使用十分广泛，而其额定电流或额定控制功率是随使用条件的不同而变化的，只有根据不同使用条件去正确选用，才能保证它在控制系统中长期可靠运行，充分发挥其技术经济效果。 接触器分直流和交流接触器两大类，交流接触器主要有CJQ及CJIO系列。在一般情况下，交流接触器的选用主要依据是接触器主触头的额

34、定电压、电流要求，辅助触头的种类、数量及其额定电流，控制线圈电源种类、频率与电压，操作频繁程度负载类型等因素。具体选用方法是： 主触头额定电流的选择。主触头的额定电流大于、等于负载电流，对于频繁启动，制动与频繁正反转工作情况，为了防止主触头的烧蚀和过早损坏，应将接触器的额定电流降低一个等级使用 主触头额定电压Un应大于控制线的额定电压。 接触器触点数量、种类应满足控制需要，当辅助触点的对数不能满足要求时，可用增设中间继电器方法来解决。接触器控制线圈的电压种类与电压等级应根据控制线路要求选用。（三）继电器的选择 电磁继电器的选用被控制或被保护对象的特性、触头的种类、数量、控制电路的电压、电流、负

35、载性质等因素。线圈电压、电流应满足控制电路的要求。如果控制电流超过继电器触头额定电流，可将触头并联使用，也可以采用触头串联使用方法来提高触头的分断能力。时间继电器的选用选用时考虑延时方式、延时范围、延时精度要求、外型尺寸、安装方式、价格因素等。热继电器的选用 对于工作时间较短，停歇时间较长的电动机，以及虽长期工作但过载可能性很小的电动机，可以不设过热保护，除此以外一般电动机都应考虑过载保护。熔断器选择 熔断器选择的主要内容是其类型、额定电压、熔断器额定电流等级与熔体额定电流。根据负债保护特性、断路电流大小、各类熔断器的适用范围来选用熔断器的类型。额定电压是根据被保护电路的电压来选择的。 熔体额

36、定电流是选择熔断器的关键，它与负载大小、负载性质密切相关。对于负载平稳、无冲击电流、如照明、信号、电流电路可直接按负载额定电流选取。 熔体额定电流的选择还要照顾上下级保护的配合，以满足选择性保护要求，使下一级熔断器的分段时间较上一级熔断器熔体的分段时间要小，否则将会发生越级动作，扩大停电范围。第四章 设计主体4.1设计目的及意义 矿井主井装载操作系统性能的好坏是主井生产正常与否的关键，其闭锁及联锁功能的可靠性直接影响到主井撒煤量的大小。十矿主井装载操作系统原采用由PLC对皮带、给煤机、翻板、定量斗及井上下信号传输进行控制的，全部闭锁及联锁关系均由PLC内部程序完成。这套系统自投入运行以来，由于

37、井下环境条件恶劣，水大、淤煤多，经常使PLC出现误动作，导致闭锁及联锁功能失效，向清煤斜下成勾撒煤，对主井生产造成严重威胁，也造成大量的人力、物力浪费。该设计研究的目的：应用整块式继电器适应恶劣环境能力强的特点，重新设计制作一套装载操作系统，实现严密的闭锁及联锁功能，确保主井正常生产。4.2操作系统的工作原理：本操作系统主要是通过箕斗到位与否以及箕斗位置与翻板位置是否一致来控制定量斗扇形门的开启或关闭，同时实现了由定量斗扇形门开或关、定量斗煤位高低来控制皮带的启停和皮带与给煤机闭锁的功能，其工作原理图如附图1。工作原理： 1、当上左箕斗到位时： （1）、主井上井架箕斗到位开关信号SQ1控制24

38、V继电器K1，使之吸合，其常开接点K14闭合，装载下右到位指示灯H3点亮，同时其另一常开接点K12闭合。 （2）、按正常动作程序，翻板应保持在左到位状态，此时磁性接近开关DW1动作，其接点 闭合，使继电器K4吸合，其常开接点K43闭合，点亮翻板左到位指示灯H1，同时其另一常开接点K41闭合。 （3）、常开接点K12、K41的闭合，为打开定量斗扇形门提供了必要条件。此时，若需向箕斗装煤，按定量斗扇形门开启按钮SB3，使小容量继电器K6吸合，其常开接点K61闭合，K6自保，使电磁阀G2带电，打开定量斗扇形门开始装煤。 （4）、装煤结束后可手动按扇形门关闭按钮SB4或者通过箕斗离开到位位置K12或K

39、22断开继电器K6回路，使K6释放，电磁阀G2失电，扇形门关闭，完成装煤动作。 （5）、装煤结束后，按信号按钮带动井上和井下声光信号，完成信号传输。2、当上右箕斗到位时： （1）、主井上井架箕斗到位开关信号SQ2控制24V继电器K2吸合，其常开接点K24闭合，点亮箕斗下左到位指示灯H4，同时使电磁阀G1带电，翻板自动翻至右到位。 （2）、当翻板翻至右到位时，磁性接近开关DW2动作，使继电器K5吸合，并点亮翻板右到位指示灯H2。 （3）、继电器K2、K5的吸合，使常开接点K22、K51均闭合，由于此串接线路与K12、K41的串接线路相并联，其随后的工作过程与上左箕斗到位时（3）条以后的内容相同，

40、在此不再论述。3、当箕斗不到位时：继电器K1、K2均不吸合，翻板保持在左到位状态，继电器K6不能形成回路，定量斗打不开。4、 正常装煤时： （1）、若定量斗扇形门处于打开位置，即磁性接近开关DW3不动作，则继电器K9释放，其常开接点K92所带指示灯H5灭，由于常开接点K91串接在皮带控制回路中，使皮带继电器P达不到吸合条件，因此不能开动皮带向定量斗装煤，以防将煤卸入井底。 （2）、当定量斗扇形门关闭时，磁性接近开关DW3动作带动继电器K9吸合，使H5灯点亮，同时常开接点K91闭合，为皮带控制回路的接通提供了必要条件，此时按下皮带启动按钮SB6，通过回路AC361P22P23P24P25AC36

41、使继电器P吸合，其常开接点P4闭合，继电器P自保。其常开接点P1、P2的闭合为1#、2#给煤机的启动提供通路。 （3）、皮带开启后，可根据需要通过按SB8、SB10启动按钮开启1#、2#给煤机向定量斗装煤。当定量斗中煤位达到额定装煤量时，煤位电极开关接点闭合，继电器K8吸合，其常闭接点K81断开继电器P的控制回路，皮带自动停止，继电器P的常开接点P1、P2同时断开给煤机继电器G1、G2的控制回路，完成整个装煤过程。4.3实现的闭锁及联锁功能： （1）、当箕斗不到位时，无论翻板状态如何，都不能打开定量斗扇形门装煤。 （2）、当箕斗上左到位时，翻板只有翻到左到位，方可打开定量斗扇形门；当箕斗上右到

42、位时，翻板只有翻到右到位，方可打开定量斗扇形门，即只有当箕斗上到位与翻板到位状态一致时，方可打开定量斗扇形门向箕斗装煤，其他情况一律打不开。 （3）、当定量斗扇形门已关闭且定量斗煤位没有达到额定装煤量时，方可通过手动操作开动皮带和给煤机向定量斗装煤。 （4）、当定量斗煤位达到额定装煤量时，皮带、给煤机自动停止。 （5）、皮带未启动，不能启动给煤机，以防皮带停止而给煤机未停造成事故。4.4输入、输出表及PLC梯形图输入输出I0.0SQ1Q0.0H2I0.1SQ2Q0.1H3I0.2DW1Q0.2H4I0.3TB4Q0.3H5I0.4SB3Q0.4G1I0.5DW2Q0.5G2I0.6DW3Q0.

43、6PI0.7SB6Q0.7K1I1.0TB6Q1.0K2I1.1SB8Q1.1K4I1.2TB8Q1.2K5I1.3SB10Q1.3K6I1.4TB10Q1.4K8I1.5M1Q1.5K9I1.6Q1.6I1.7Q1.7 PLC梯形图 参考文献1. 传感器原理及工程应用 西安电子科技大学出版社 主编：郁有文 常健 程继红2. 电子测量仪器原理及应用 哈尔滨工程大学出版社 主编：罗耀华 蒋志坚3. 现代开关电源控制电路设计及应用 人民邮电出版社 主编：周志敏 周纪海 纪爱华 4. 可编程控制器原理及应用 机械工业出版社 主编：汪晓光 孙晓瑛 致 谢 在本次论文的撰写中，我得到了钱松涛老是的精心指

44、导及鼓励，非常感谢。通过这次毕业过程使学到了书本上没有的知识，也使我明白没有绝对的难题，只有你做不做的事。有志者事竟成。也许你在困难面前无从下手，但是一转身就有了方向。困难就象一座小山阻挡了象小河的我，我要调转头来，温柔地依附着小山，不动声色地拐了个弯后，完成了转身动作，缓缓回流了过去。当我们遇到问题时也应该学会转身，也许转身就是方向。当我们在做一件事时如果遇到问题时不要只在一个方面努力，不妨换个角度，也许就会柳暗花明。方向的转换，也许可以助你另辟蹊径，从另一个角度通向成功之路。我刚开始的时候也想到了退缩，不敢面对一个陌生的课题。最后想到可以学新知识，可是到矿上看看，就抱着试试的态度去作设计。在矿上在老师和同学的帮助下使自己对课题有了新的认识和兴趣。在这段时间内是我学到了矿上的精神和矿用设备的使用方法。知道了煤炭的几种稀有煤种： 15-17焦瘦煤、特低硫、低磷、高熔点，了解了煤是怎样提升的。见识了几种矿用电机，如：多绳摩擦式提升机、液压站、直流测速机、直流电动机。感受到了矿山人的高尚精神：情系矿山，奉献青春、吃苦耐劳、任劳任怨。这些都是以后工作时的宝贵财富。毕业设计是完成了，可在矿上的这段时间是我一生中宝贵的财富，永远激励着我向新的困难挑战，向新的理想迈步。为祖国，为社会，为学校，为家人，为自己贡献自己的青春。做到爱岗静业，任劳任怨。为社会，为企业贡献自己的力量。28