基于PLC的煤矿胶带机监控系统的设计

姚婧

(三亚学院，海南 三亚 572000)



基于PLC的煤矿胶带机监控系统的设计

姚婧

(三亚学院，海南 三亚 572000)

摘要：随着科学技术的迅速发展，监控软件在工业生产中发挥着越来越重要的作用。设计以组态软件WinCC 作为上位机，PLC 300 系列作为下位机的在线监控系统。主要介绍煤矿胶带运输机在 WinCC 友好的界面下进行组态、编程和数据管理，可以形成所需的操作画面、监控画面、控制画面、报警画面、实时趋势曲线、历史趋势曲线和打印报表等。实现PLC在工业现场设备数据的监控功能。

关键词：煤矿胶带机；PLC；WinCC

1控制系统分析

根据煤矿机电科提供的各项改造指标及网上查询，现拟定1#胶带机为液力耦合器驱动方式，2#胶带机为变频器驱动方式，3#胶带机为软启动(CST)驱动方式，且每条胶带均由四台滚筒拖动。

1.1系统的逻辑控制实现

具体实现可分为四个环节，如下所示。

(1)起车前准备： 起车前确定是集中控制方式启动还是就地方式下启动[1]。集中控制方式下，PLC 执行用户程序的全部控制功能;就地方式下，现场设备通过现场工人手动控制，PLC 收集设备运转信号以及故障信号，传输到上位机显示。当选定某一流程后，PLC 检测与之相关的输入状态判断否具备起车条件。条件具备，则先发出起车警报，否则将对检测出的故障进行检修。用户程序按逆煤流方式启动。即按照从煤仓到给煤机，依次启动设备。

(2)起车过程控制：当前述过程操作完毕，系统准备就绪，发出起车指令，所选系统以指定方式起车。在逆煤流起车过程中出现故障时，起车指令自动撤除并故障报警。

(3)运行联锁控制：运行过程中出现故障时，逆煤流联锁保护，并报警。对各种保护、运行参数时实监测。完成系统中各种设定功能。

(4)停车过程控制：当系统发出停车指令后，PLC 将按用户的程序完成顺煤流停车过程。

1.2皮带部分

因三条胶带所处环境相近，长度和型号均一致，其上监控点位在此也选取为一致。模拟量包括胶带的速度和温度，数字量包括各种保护，如打滑，跑偏(设为机头、机身和机尾三处)，堆煤，皮带纵撕，烟雾，沿线急停等，还有三条皮带相互间闭锁和全保护等。

2WinCC 与PLC 通讯实现

本文采用 TCP/IP 通讯方式，通过一个交换机(选型为KIEN1000B)和三条普通网线，实现组态软件WinCC、Step7 编程软件和PLC 300 之间的物理连接。WinCC 变量管理器运行WinCC 变量，从中取出请求的变量值，该过程通过集成在WinCC 项目中的通讯驱动程序SIMATIC S7 PROTOCOL SUITE.CHN 来完成。在WinCC界面下进行组态、编程和数据管理，形成所需的操作画面、监控画面、控制画面、报警画面、实时趋势曲线、历史趋势曲线和打印报表等[2]。

2.1设置 PG/PC

2.2设置通道参数

2.3系统运行测试

在以上参数都设置好之后，就可以运行本软件，对皮带机系统进行在线监控。通过点击工具栏上运行按钮，进入运行画面后单击左边“1#皮带机”、“2#皮带机”和“3#皮带机”按钮可进入各皮带机的监控界面。在各皮带机监控界面里可以看到电机运行状态、三种驱动方式下各种开关状态以及对应模拟量等参数的显示，皮带机的运行状态以及皮带机是否故障在“皮带信息画面”中显示，还可以对皮带机进行单机启动和停止的控制。

3组态监控画面

依据上文选取的系统监控点位和监控系统的控制要求，人机界面结构如图1所示，主要分为主界面、1#胶带、2#胶带、3#胶带、胶带信息和系统报警6 个界面，并将6 个界面依次显示在一个总画面中，总画面中设置有连接按钮，可实现各界面间的相互转换。

4总结

本文阐述的以组态软件WinCC 作为上位机，PLC 300 系列作为下位机的在线监控系统，经过实验验证，其完全满足煤矿胶带机地面集中监控监视系统的要求，具有界面友好、功能完善和运行可靠等特点。为煤矿胶带运输机在线监控系统提供了一个很好的范例，具有工业推广应用前景。

参考文献：

[1]郑连山.PLC在煤矿胶带运输机监控系统中的应用设计[N].山西煤炭管理干部学院学报，2013(4).

[2]何晓东.WinCC监测数据的显示控制程序设计[M].北京：北京航空航天大学出版社，2002.

作者简介：姚婧(1985-)，女，汉族，山东烟台人，三亚学院，教师。

中图分类号:TP273

文献标志码：A

文章编号：1671-1602(2016)10-0035-01