矿山机电毕业论文

1、毕 业 设 计（论文）（说 明 书）题 目你的题目是什么？： 姓 名： 编 号： 平顶山工业职业技术学院 2011 年 5月 15 日平顶山工业职业技术学院毕 业 设 计 （论文） 任 务 书姓名 专业 矿山机电 任 务 下 达 日 期 年 月 日设计（论文）开始日期 年 月 日设计（论文）完成日期 年 月 日设计（论文）题目： A·编制设计 B·设计专题（毕业论文） 指 导 教 师 系（部）主 任 年 月 日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。设计题目： 专题（论文）题目： 指导老师： 答辩委员会

2、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： ， ， ， ， ， ， 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语第 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（科）主任： （签字） 年 月 日毕业设计（论文）及答辩评语： 第一章前面没有目录不行 绪 论十二矿是中平能化下属一座大型现代化矿井。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

3、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。 目前，十二矿同时开采丁、戊、己组煤，煤种齐全，煤质优良，所产焦精煤具有“低灰、低硫、低磷、高热值”的特点，深受用户欢迎。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矸石综合加工厂；3）将井

4、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产的机械化和设备化，目前

5、，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。此外，矿山提升设备是一大型的综合机械一电气设备，其成本和耗电量比较高，所以，在新矿井的设计和老矿井的改建设计中，确定合理的提升系统时，必须经过多方面的技术经济比较，结合矿井的具体经济条件，保证提升设备在选型和运转两个方面都是合理的，即要求矿井提升设备具有经济性。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）、

6、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。定量输送机装载设备：输送机安放在称重装置（负荷传感器）上。输送机先以0.150.3m/s的速度通过煤仓闸门装煤，当装煤量达到规定重量时，由负荷传感器发出信号，煤仓闸门关闭，输送机停止运行。待空箕斗到达装煤位置时，输送机以0.91.2m/s的速度开动，将胶带上的煤全部快速装入箕斗。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

7、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。第二章 箕斗及其装载设备要么另起一页，要么上调第一节 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

8、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

9、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JLY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。第二节 箕斗装载设备使用箕斗提升时，必须根据有关

10、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

11、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。第三节 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，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

12、，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。第四节 主井箕斗规格的选择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

13、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：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。估算一次提升循环时间TxTx=a+u+ 式中：a 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

14、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

15、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.第五节 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：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

16、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

17、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 设计部分第一节 开题报告一、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

18、自投入运行以来，由于井下环境条件恶劣，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。经综合比较和实践证明，新系统投入运行后，克服了原系统适应环境能力差、故障点多、线路复杂、故障率高且难以查找的弊端，既能够确保系统运行稳定可靠，又能够代替原PLC系统实现严密可靠的闭锁及联锁功能。二.技术途径和技术关键1.技术途径：利用整块式继电器作为主要控制部件；设计各设备 2.闭锁及联锁关系

19、；通过计算和现场安装调试相结合，3.确定各继电器容量及参数。4.技术关键：大小容量继电器的配合要符合要求；闭锁及联锁关系要符合现场实际工作状况； 第二节 研究报告一、概述： 十二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，由于井下环境条件较差，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，对主井生产造成威胁，也造成大量的人力、物力浪费。为彻底改变这种状况，我们对装载操作系统各设备之间的闭锁及联锁关系进行了科学分析，并结合实际，自行设计制作了一套装载操

20、作系统，不仅方便了现场操作，而且基本上杜绝了向清煤斜下大量撒煤的现象。二、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。工作原理：1、当上左箕斗到位时： （1）、带括号的序号不需要加“、”，修改全部此类错误主井上井架箕斗到位开关信号SQ1控制24V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

21、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K22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

22、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，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

23、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

24、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。三、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

25、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。四输入、输出表及PLC梯形图输入输出I0.0SQ1Q0.0H2I0.1SQ2Q0.1H3I0.2DW1Q0.2H4I0.3TB4Q0.3H5I0.4SB3Q0.4G1I0.5DW2Q0.5G2I0.6DW3Q0.6PI0.7SB6Q0.7K1I1.0TB6Q1.0K2I1.1SB8Q1.1K4I1.2TB8Q1.2K5I1.3SB10Q1.3K6I1.4TB10Q1.4K8I1.5M1Q1.5K9I1.6Q1.6I1.7Q1.

26、7五、应用情况该系统克服了原系统适应环境能力差、故障点多、线路复杂、故障率高且难以查找的弊端，既能够确保系统运行稳定可靠，又能够代替原PLC系统实现严密的闭锁及联锁功能。自投入运行以来，故障率极低，即使偶尔出现故障也可快速确定故障所在位置并进行处理，极大地为矿解决了生产难题。六、工业性试验报告自2005年2月接受设计后，我们专门对装载操作系统的动作原理及闭锁联锁关系进行了详细的分析研究，很快设计成功，并安装到位，进行了工业性试验。防爆情况：由于使用了隔爆接线腔和符合要求的电缆及接线嘴，达到了井下防爆目的。工业性试验结论：该系统克服了原系统适应环境能力差、故障点多、线路复杂、故障率高且难以查找的

27、弊端，既能够确保系统运行稳定可靠，又能够代替原PLC系统实现严密的闭锁及联锁功能。各种工况下的故障率都极低，即使偶尔出现故障也可快速确定故障所在位置并进行处理，极大地为矿解决了生产难题，且达到了井下防爆要求。第三节 效益分析报告经济效益：该系统自投入运行以来，因该系统故障原因而影响的生产时间按平均每月比原系统减少0.5小时，按每小时提18勾煤，每勾18吨计算，按每吨160元计算，每年创直接经济效益：12×0.5×18×18×16031万元左右新增利税：31×15%=4.65万元社会效益：由于本系统是根据现场实际情况进行设计改造、安装的 ，其成本

28、较低，线路简单，闭锁关系严密，实用性强，故障率低，且达到了井下防爆要求,故能真正满足生产实际的需要，对其他矿井同类操作系统也有较大的推广应用价值，具有较大的社会效益。这些都是一篇论文的结束部分。显然和下面的没有什么关系。这样堆砌、拼凑的东西肯定是不能及格的。第四章 PLC编程及有关指令第一节 PLC系统特点第一、可靠性高、抗干扰能力强，平均故障时间为几十万小时。而且PLC采用了许多硬件和软件抗干扰措施。第二、编程简单、使用方便目前大多数PLC采用继电器控制形式的梯形图编程方式，很容易被操作人员接受。一些PLC还根据具体问题设计了如步进梯形指令等，进一步简化了编程。第三、设计安装容易，维护工作量

29、少。第四、适用于恶劣的工业环境，采用封装的方式，适合于各种震动、腐蚀、有毒气体等的应用场合。第五，与外部设备连接方便，采用统一接线方式的可拆装的活动端子排，提供不同的端子功能适合于多种电气规格。第六，功能完善、通用性强、体积小、能耗低、性能价格比高。在应用PLC系统设计时，应遵循以下的基本原则，才能保证系统工作的稳定。最大限度地满足被控对象的控制要求；系统结构力求简单；系统工作要稳定、可靠；控制系统能方便的进行功能扩展、升级；人机界面友好。这里，为了实现能源的充分利用和生产的需要，需要对电机进行转速调节，考虑到电机的启动、运行、调速和制动的特性，采用ABB公司的ABB ACS800变频器，系统

30、中由S7-200系列PLC完成数据的采集和对变频器、电机等设备的控制任务。基于S7-200 PLC的编程软件,采用模块化的程序设计方法，大量采用代码重用，减少软件的开发和维护。系统利用对PLC软件的设计,实现变频器的参数设置、故障诊断和电机的启动和停止。第二节 PLC系统控制要求1、 系统要求用户能够的直观了解现场设备的工作状态及水位的变化； 2、 要求用户能够远程控制变频器的启动和停止；3、 用户可自行设置水位的高低，以控制变频器的起停； 4、 变频器及其他设备的故障信息能够及时反映在远程PLC上； 5、 具有水位过高、过低报警和提示用户功能；第三节 PLC控制系统的设计PLC控制系统设计包

31、括硬件设计和软件设计。一、 PLC控制系统的硬件设计 硬件设计是PLC控制系统的至关重要的一个环节，这关系着PLC控制系统运行的可靠性、安全性、稳定性。主要包括输入和输出电路两部分。1、 PLC控制系统的输入电路设计PLC供电电源一般为AC85240V，适应电源范围较宽，但为了抗干扰，应加装电源净化元件（如电源滤波器、1:1隔离变压器等）；隔离变压器也可以采用双隔离技术，即变压器的初、次级线圈屏蔽层与初级电气中性点接大地，次级线圈屏蔽层接PLC输入电路的地，以减小高低频脉冲干扰。PLC输入电路电源一般应采用DC 24V,同时其带负载时要注意容量，并作好防短路措施，这对系统供电安全和PLC安全至

32、关重要，因为该电源的过载或短路都将影响PLC的运行，一般选用电源的容量为输入电路功率的两倍，PLC输入电路电源支路加装适宜的熔丝，防止短路。2、 PLC控制系统的输出电路设计依据生产工艺要求，各种指示灯、变频器/数字直流调速器的启动停止应采用晶体管输出，它适应于高频动作，并且响应时间短；如果PLC系统输出频率为每分钟6次以下，应首选继电器输出，采用这种方法，输出电路的设计简单，抗干扰和带负载能力强。如果PLC输出带电磁线圈等感性负载，负载断电时会对PLC的输出造成浪涌电流的冲击，为此，对直流感性负载应在其旁边并接续流二极管，对交流感性负载应并接浪涌吸收电路，可有效保护PLC。当PLC扫描频率为

33、10次min 以下时，既可以采用继电器输出方式，也可以采用PLC输出驱动中间继电器或者固态继电器（SSR），再驱动负载。对于两个重要输出量，不仅在PLC内部互锁，建议在PLC外部也进行硬件上的互锁，以加强PLC系统运行的安全性、可靠性。3、 PLC控制系统的抗干扰设计随着工业自动化技术的日新月异的发展，晶闸管可控整流和变频调速装置使用日益广泛，这带来了交流电网的污染，也给控制系统带来了许多干扰问题，防干扰是PLC控制系统设计时必须考虑的问题。二、 PLC控制系统的软件设计 在进行硬件设计的同时可以着手软件的设计工作。软件设计的主要任务是根据控制要求将工艺流程图转换为梯形图，这是PLC应用的最关

34、键的问题，程序的编写是软件设计的具体表现。在控制工程的应用中，良好的软件设计思想是关键，优秀的软件设计便于工程技术人员理解掌握、调试系统与日常系统维护。1、 PLC控制系统的程序设计思想由于生产过程控制要求的复杂程度不同，可将程序按结构形式分为基本程序和模块化程序。基本程序:既可以作为独立程序控制简单的生产工艺过程，也可以作为组合模块结构中的单元程序；依据计算机程序的设计思想，基本程序的结构方式只有三种:顺序结构、条件分支结构和循环结构。模块化程序:把一个总的控制目标程序分成多个具有明确子任务的程序模块，分别编写和调试，最后组合成一个完成总任务的完整程序。这种方法叫做模块化程序设计。我们建议经

35、常采用这种程序设计思想，因为各模块具有相对独立性，相互连接关系简单，程序易于调试修改。特别是用于复杂控制要求的生产过程。2、 PLC控制系统的程序设计要点PLC控制系统I/O分配，依据生产流水线从前至后，I/O点数由小到大；尽可能把一个系统、设备或部件的I/O信号集中编址，以利于维护。定时器、计数器要统一编号，不可重复使用同一编号，以确保PLC工作运行的可靠性。程序中大量使用的内部继电器或者中间标志位（不是I/O位），也要统一编号，进行分配。在地址分配完成后，应列出I/O分配表和内部继电器或者中间标志位分配表。彼此有关的输出器件，如电机的正/反转等，其输出地址应连续安排，如Q2.0/Q2.1等

36、。3、 PLC控制系统编程技巧PLC程序设计的原则是逻辑关系简单明了，易于编程输入，少占内存，减少扫描时间，这是PLC 编程必须遵循的原则。第四节 PLC设计的几点技巧PLC各种触点可以多次重复使用，无需用复杂的程序来减少触点使用次数。同一个继电器线圈在同一个程序中使用两次称为双线圈输出，双线圈输出容易引起误动作，在程序中尽量要避免线圈重复使用。如果必须是双线圈输出，可以采用置位和复位操作（以S7-300为例如SQ4.0或者RQ4.0）。如果要使PLC多个输出为固定值1（常闭），可以采用字传送指令完成，例如Q2.0、Q2.3、Q2.5、Q2.7同时都为1，可以使用一条指令将十六进制的数据0A9

37、H直接传送QW2即可。对于非重要设备，可以通过硬件上多个触点串联后再接入PLC输入端，或者通过PLC编程来减少I/O点数，节约资源。例如:我们使用一个按钮来控制设备的启动/停止，就可以采用二分频来实现。模块化编程思想的应用:我们可以把正反自锁互锁转程序封装成为一个模块，正反转点动封装成为一个模块，在PLC程序中我们可以重复调用该模块，不但减少编程量，而且减少内存占用量,有利于大型PLC程序的编制。PLC控制系统的设计是一个步骤有序的系统工程，要想做到熟练自如，需要反复设计和实践。本文是PLC控制系统的设计和实践经验的总结，在实际应用中具有良好的效果。第五节 PLC的定义及指令系统国际电工委员会

38、（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、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

39、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（

40、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-NOT AND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-NOT OR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

41、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）。第六节 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，因此，PLC从结构到系统的设计都尽可能地使用户能

42、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

43、，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。第七节 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

44、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，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

45、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。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

46、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。第八节 梯形

47、图编程一、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。二、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：（1）、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。三、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（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