基于三维力控的带式输送机监控系统的设计.doc
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1、本科毕业论文(设计、创作)题目: 基于三维力控带式输送机监控系统设计 学生姓名: 学号: 所在系院: 专业: 入课时间: 年 9 月导师姓名: 职称/学位:副教授/博士 导师所在单位: 完成时间:年 6 月安徽三联学院教务处 制基于三维力控带式输送机监控系统设计摘要:本文关键目标在于结合实际大型带式输送机监控系统要求,利用北京三维forcecontrolv7.0组态软件设计一个监控系统,用以实现对带式输送机运行过程自动化控制,满足对带式输送机系统监测要求。首先,本文经过对带式输送机数据采集、处理、存放、运行参数及故障诊疗了解,利用PC机(personalcomputer,个人计算机)组态软件实
2、现了完整数据采集、历史数据库管理、设置、模拟显示、报警汇报和打印工艺参数等功效;其次,简练却又功效完备监控系统界面能够很好地实现监控要求;最终,在该力控组态软件平台上自行设计开发了监控系统,能够在计算机上生成动态监测组态画面,方便监测全部设施运转情况。关键词:带式输送机; 监控系统; 人机界面; 力控组态软件Design of monitoring system of belt conveyorbased onthree-dimensionalforce controlAbstract:The main purpose of this paper is combined with the ac
3、tual large belt conveyor monitoring system requirements, design a monitoring system using Beijing 3D forcecontrolv7.0 configuration software, is used to realize the automatic control of the belt conveyor running process, to meet the requirements of belt conveyor system monitoring.Firstly, based on t
4、he belt conveyor, data acquisition, processing, storage, operation parameters and fault diagnosis knowledge, using the PC configuration software realizes the collection, historical database management, setting, analog display, alarm reporting and printing process parameters and other functions compl
5、ete data; secondly, concise but also function to achieve a good the monitoring interface monitoring system to complete the requirements; finally, control configuration software platform designed and developed monitoring system in the force, capable of generating dynamic monitoring configuration pict
6、ure on the computer, convenient monitoring of all facilities operating conditions.Keywords: belt conveyer; monitoring system; man-machine interface; force control configuration software目录第一章 绪论11.1带式输送机监控系统研究背景及发展前景11.2带式输送机监控系统中国外现实状况21.3本设计研究关键内容2第二章 带式输送机工作原理32.1带式输送机发展及应用32.2带式输送机结构及其原理42.3带式输送机
7、运行情况52.3.1带式输送机运行参数52.3.2带式输送机故障参数5第三章 带式输送机监控系统软件设计73.1ForceControlV7.0概述73.2ForceControlV7.0体系结构73.3ForceControlV7.0性能特点93.3.1实时数据库特点93.3.2分布式智能I/O Server103.3.3开发系统特点103.3.4开放性11第四章 带式输送机监控系统设计124.1ForceControlV7.0组态带式输送机监控系统工程124.2带式输送机监控系统整体设计144.3主画面164.3.1主画面图形编辑164.3.2画面组态174.4报警画面184.5实时曲线1
8、94.6历史数据20结论22致谢23参考文件24第一章 绪论1.1带式输送机监控系统研究背景及发展前景当今时代电子信息技术高速发展,带来是企业生产模式变革。众多企业将电子信息技术用于对生产过程自动化监测和控制。同时,电子信息技术使用,能够大大提升生产效率,而且能降低能源消耗,符合目前国家节能减排政策。工业生产自动化技术变得越来越关键,自动控制系统也被更多企业所采取。在信息技术快速发展背景下,工矿生产向信息化发展也成为目前一个肯定趋势,加之工矿生产逐步走向大型化,对生产自动化要求就愈加迫切1。所以,为了适应该前工矿企业生产趋于信息化境况,将电子信息技术和远程监控技术应用于工矿生产变得十分必需。提
9、升输料系统输送效率是达成工矿企业高效生产目标重中之重。在目前工矿生产中,比较常见输料系统输送范围在2.5千米左右,且输料系统中还包含部分控制和保护设备。所以,假如要实现整个输料系统在线监控和自动化控制,必需使监控系统设计达成更高水平。在矿井下工矿生产中,因为环境原因,监测和控制井下皮带输料系统是监控系统关键目标,以此实现对自动上料系统控制,而且还能够提升工业生产安全性。带式输送机是矿井下输料系统关键运输设备,所以,带式输送机特征决定输送系统工效。而且部分新型带式输送机能够远距离连续输送,运行平稳、效率较高且更轻易实现自动化。所以,为了提升输送系统工作效率和安全性,优异自动化控制技术采取变得十分
10、迫切。然而,因为目前中国大多自动化控制系统相对落后,已经无法满足目前工矿生产大运输量需求。因为旧有控制系统没有一个统一监视和管理平台,所以无法施以科学有效控制方法。本课题所探究带式输料集中监控系统意在建立一个集中控制平台,用以监测和控制带式输送机输料进程,方便降低故障发生率,提升生产效率和安全性,最终为工矿企业带来更高经济效益。1.2带式输送机监控系统中国外现实状况在国外,因为在带式输送机控制系统中采取了优异PLC(Programmable Logic Controller, 可编程逻辑控制器),并研发了优异程序软件,使得国外带式输送机监控系统功效很完善。它们除了对带式输送机可控起(制)动、煤
11、位和胶带跑偏进行自动监控外,还实时监测和控制全部安全保护装置、驱动滚筒和滚筒轴承温度信息等。在中国,带式输送机控制系统功效比较单一,同时,因为缺乏高性能安全保护装置,使得现在中国监控系统安全性无法达成理想效果。由此可见,中国在工业自动化控制方面,不管是产品还是技术全部和国外有着一定差距,我们仍需努力研究新技术,提升自己自动化水平。1.3本设计研究关键内容该系统采取PLC设计使带式输送机操作参数和故障参数得以在上位机显示。本系统PC机界面是利用ForceControlv7.0组态软件编制,使用TCP / IP网络协议实现了PLC和PC机通信,经过实施取得了很好控制效果。本文关键结合优异软件、网络
12、技术阐释了主监控软件、数据库和动画生成系统总体设计思想、设计方法和关键功效实现。并具体说明了带式输送机监控软件设计情况。该监控系统依据ForceControlV7.0系统特点,在其原有功效上进行了二次开发,实现了事故画面使用,很大程度上满足了现在对带式输送机监控系统要求。带式输送机动态监测组态画面是在软件平台设计和开发,能够在计算机上显示整个系统状态,并能进行参数设置和指令控制功效。第二章 带式输送机工作原理2.1带式输送机发展及应用早期出现带式输送机无法远距离运输,不过在上世纪七十年代最远运输距离已经达成上百公里。这些年,带式输送机在矿物运输中已经逐步将汽车和机车替换,成为零碎矿料输送关键设
13、备,而且新机型不停出现,拓宽了带式输送机应用领域2。遥遥领先效率使得带式输送机在众多连续运输机中脱颖而出,被广泛使用。在中国建设大、中型煤矿中,带式输送机被作为煤矿关键运输装置3。带式输送机能够进行大量、远距离连续输送,且运行安全性较高,方便进行集中控制,所以伴伴随物流技术不停进步,带式输送机已成为散料最可行、优惠运输设备之一,并被广泛应用于冶金、矿山、水泥、化工、船埠、食品等领域。带式输送机比其它散装物料输送方法含有更多优点:输送材料类型广泛:不管是很精细粉末物料,还是多种岩石、煤和木材纸浆,带式输送机全部能进行精细筛选然后输送。橡胶输送带含有高抗腐蚀特征,所以橡胶输送带被广泛用于输送强腐蚀
14、性和强磨损性物料。还能够运输碱性物料和热物料。输送范围大:现有用于小型运输轻型输送机,也有用于大型运输含有高运输量大型输送机,能够满足各类型运输任务需要。 输送路线适应性高:相比和带式输送机,汽车运输适应自然地形能力较差,只有原地形坡度68,而带式输送机可适应原地形坡度2934。输送机线路能够适应多个地形,利用弯曲方法降低基础建设投资,并能避免铁路、公路和河道、山脉等地域干扰。带式输送机输送线可依据多样化需求调整,很灵活。灵便装卸料:带式输送机在运输物料时能够很据需求选择从一个或多个地点受料,也能够选择向一个或多个地点输料。可靠性高:带式输送机被广泛用于众多需要连续运行生产机构,譬如钢铁厂和水
15、泥厂等,其较高可靠性也在这些生产机构得到证实。安全性强:带式输送机不需要太多生产人员,而且其安全性能比较强,所以发生事故几率要比其它运输方法低。能够有效降低大块矿料滑落伤人等事故发生。低成本:在完成相同任务前提下,带式输送机在全部输送工具中劳动时间和能耗通常是最低。而且其维修所需工作人员较少,通常维修费用也较低。带式输送机技术在国外发展速度飞快,关键表现在两个方面:一是带式输送机性能多样化、应用范围广泛化,如大倾角型、空间转弯型等多种机型;其次是带式输送机本身技艺和设备有了很大进步。更高速度和运输量大型带式输送机己成为发展关键目标,动态分析和监控技术应用,极大程度上提升了带式输送机运行机能 4
16、。中国制造带式输送机种类较多。自从“八五”开始后,中国带式输送机技术水平有了很大进步,用于地下煤矿高功率、远距离输送机关键技术和新机型研发也有了新突破。部分新机型如空间转弯型长距离带式输送机填补了中国空白,并对带式输送机关键技术进行深入研究,成功研发了多个软起(制)动装置。传动系统采取液力耦合器或液体粘性软开启装置和一个行星齿轮减速器。2.2带式输送机结构及其原理带式输送机自十九世纪被发明以来经过100多年发展,它最初部署形式由开式槽形或直线安装组成,时至今日却已经成为一个能满足多个生产需求进而设计多样化带式输送机庞大家族,现在弯曲型、直线型、摩擦式伸缩式、波纹边缘型、钢丝绳牵引等带式输送机已
17、在中国外广泛应用。带式输送机是经过输送带运动将物料进行输送设备。带式输送机卸载方法比较方便,即可在端部卸载,也可依据实际情况在中间卸载。通用带式输送机由输送带、托辊、滚筒及驱动、制动、张紧、改向、装载、卸载、清扫等装置组成。2.3带式输送机运行情况2.3.1带式输送机运行参数1.当输送粉末状物料时输送带速度必需保持在很低水平,方便降低粉尘,这点在输料点或卸料点尤为关键。易碎物料一样也会限制带速。当输送带输送物料经过托辊时,较低下皮带速度可避免脆性材料在装料点或卸载点破碎。当输送含有锋利边口重型物料时,应该以中等速度进行运输,因为含有锋利边口物料会使输送带表层磨损速度加紧 2。所以带速是带式输送
18、机正常运行一个关键参数。2.比较常见皮带有橡胶带和塑料带。橡胶带适宜环境温度最低-15C,最高40C。倾斜输送颗粒材料倾角在12和24之间。当倾角较大时使用花纹橡胶带。塑料带对油、酸、碱有很高抗性,但易受到气候影响,出现打滑和老化。所以必需控制皮带温度不能太高,以免造成皮带损害程度加紧。3.电动机电流当电动机电流过大时,其能量损耗较大,发烧更为严重。所以要对电机运行状态进行实时监测,当电流超出限制或有突发情况时报警,严重时停车。74.皮带张力张紧系统能够确保输送带含有充足张力,维持滚轴和输送带之间摩擦力,降低打滑现象产生,同时也把输送带在支撑托辊间下垂度控制在适宜范围,避免输送带出现故障。使用
19、测力传感器测量得到绞车钢丝绳张力,然后把该数据在模拟量输入模块上和设定值进行对比, 以此控制绞车电机及输送带收放,使输送带张力处于最好状态5。2.3.2带式输送机故障参数因为长久运行及其周围环境存在多种干扰,带式输送机会发生很多故障,譬如:输送带断裂、火灾、跑偏、托辊失效等,尤其是矿下带式输送机,恶劣工作环境,使得故障发生率提升。这些故障会给工矿生产带来巨大直接或间接经济损失,甚至会危及人身安全。所以,为了确保带式输送机能够正常工作,需要随时监测其工作状态并进行故障诊疗,一旦出现故障立即采取对应方法立即排除,避免故障扩大,把故障可能造成损失控制在较低范围 6。带撕裂:有锐利边缘材料,轻易造成输
20、送带损伤或卡住对其连续挤压和刮伤,造成形成伤口扩大,即撕带;当输送机发生跑偏现象时,输送带会被托辊端盖和机架边缘割裂,产生撕裂;当出现撕裂故障时,安装于输送带下方信号拾取设备会发射电磁感应脉冲,这个脉冲会被监控系统识别,系统将发出报警并进行信号处理。堆料:堆料传感器是为避免物料积聚,造成阻塞故障而进行设计。堆煤传感器是用来采集带式运输机堆煤保护信号器件。输出端“堆煤”会依据煤位高度来选择输出高电平或低电平 ,当煤位正常时,输出高电平,煤位较高时输出低电平。当达成“满煤”时,堆煤保护功效开启,实施故障停机,保护输送带7。跑偏:为了降低了皮带磨损,选择臂式导杆单向传动工作方法。在箱体内装有高性能拉
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