基于PLC的煤礦膠帶機監控系統的設計

姚婧

(三亞學院，海南 三亞 572000)

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基于PLC的煤礦膠帶機監控系統的設計

姚婧

(三亞學院，海南 三亞 572000)

摘要：隨著科學技術的迅速發展，監控軟件在工業生產中發揮著越來越重要的作用。設計以組態軟件WinCC 作為上位機，PLC 300 系列作為下位機的在線監控系統。主要介紹煤礦膠帶運輸機在 WinCC 友好的界面下進行組態、編程和數據管理，可以形成所需的操作畫面、監控畫面、控制畫面、報警畫面、實時趨勢曲線、歷史趨勢曲線和打印報表等。實現PLC在工業現場設備數據的監控功能。

關鍵詞：煤礦膠帶機；PLC；WinCC

1控制系統分析

根據煤礦機電科提供的各項改造指標及網上查詢，現擬定1#膠帶機為液力耦合器驅動方式，2#膠帶機為變頻器驅動方式，3#膠帶機為軟啟動(CST)驅動方式，且每條膠帶均由四臺滾筒拖動。

1.1系統的邏輯控制實現

具體實現可分為四個環節，如下所示。

(1)起車前準備： 起車前確定是集中控制方式啟動還是就地方式下啟動[1]。集中控制方式下，PLC 執行用戶程序的全部控制功能;就地方式下，現場設備通過現場工人手動控制，PLC 收集設備運轉信號以及故障信號，傳輸到上位機顯示。當選定某一流程后，PLC 檢測與之相關的輸入狀態判斷否具備起車條件。條件具備，則先發出起車警報，否則將對檢測出的故障進行檢修。用戶程序按逆煤流方式啟動。即按照從煤倉到給煤機，依次啟動設備。

(2)起車過程控制：當前述過程操作完畢，系統準備就緒，發出起車指令，所選系統以指定方式起車。在逆煤流起車過程中出現故障時，起車指令自動撤除并故障報警。

(3)運行聯鎖控制：運行過程中出現故障時，逆煤流聯鎖保護，并報警。對各種保護、運行參數時實監測。完成系統中各種設定功能。

(4)停車過程控制：當系統發出停車指令后，PLC 將按用戶的程序完成順煤流停車過程。

1.2皮帶部分

因三條膠帶所處環境相近，長度和型號均一致，其上監控點位在此也選取為一致。模擬量包括膠帶的速度和溫度，數字量包括各種保護，如打滑，跑偏(設為機頭、機身和機尾三處)，堆煤，皮帶縱撕，煙霧，沿線急停等，還有三條皮帶相互間閉鎖和全保護等。

2WinCC 與PLC 通訊實現

本文采用 TCP/IP 通訊方式，通過一個交換機(選型為KIEN1000B)和三條普通網線，實現組態軟件WinCC、Step7 編程軟件和PLC 300 之間的物理連接。WinCC 變量管理器運行WinCC 變量，從中取出請求的變量值，該過程通過集成在WinCC 項目中的通訊驅動程序SIMATIC S7 PROTOCOL SUITE.CHN 來完成。在WinCC界面下進行組態、編程和數據管理，形成所需的操作畫面、監控畫面、控制畫面、報警畫面、實時趨勢曲線、歷史趨勢曲線和打印報表等[2]。

2.1設置 PG/PC

2.2設置通道參數

2.3系統運行測試

在以上參數都設置好之后，就可以運行本軟件，對皮帶機系統進行在線監控。通過點擊工具欄上運行按鈕，進入運行畫面后單擊左邊“1#皮帶機”、“2#皮帶機”和“3#皮帶機”按鈕可進入各皮帶機的監控界面。在各皮帶機監控界面里可以看到電機運行狀態、三種驅動方式下各種開關狀態以及對應模擬量等參數的顯示，皮帶機的運行狀態以及皮帶機是否故障在“皮帶信息畫面”中顯示，還可以對皮帶機進行單機啟動和停止的控制。

3組態監控畫面

依據上文選取的系統監控點位和監控系統的控制要求，人機界面結構如圖1所示，主要分為主界面、1#膠帶、2#膠帶、3#膠帶、膠帶信息和系統報警6 個界面，并將6 個界面依次顯示在一個總畫面中，總畫面中設置有連接按鈕，可實現各界面間的相互轉換。

4總結

本文闡述的以組態軟件WinCC 作為上位機，PLC 300 系列作為下位機的在線監控系統，經過實驗驗證，其完全滿足煤礦膠帶機地面集中監控監視系統的要求，具有界面友好、功能完善和運行可靠等特點。為煤礦膠帶運輸機在線監控系統提供了一個很好的范例，具有工業推廣應用前景。

參考文獻：

[1]鄭連山.PLC在煤礦膠帶運輸機監控系統中的應用設計[N].山西煤炭管理干部學院學報，2013(4).

[2]何曉東.WinCC監測數據的顯示控制程序設計[M].北京：北京航空航天大學出版社，2002.

作者簡介：姚婧(1985-)，女，漢族，山東煙臺人，三亞學院，教師。

中圖分類號:TP273

文獻標志碼：A

文章編號：1671-1602(2016)10-0035-01