煤矿安全监控分站的plc设计本科毕设论文.doc

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1、煤矿安全监控分站的PLC设计煤矿安全监控分站的PLC设计摘要近年来国内煤矿安全事故不断，特别是井下瓦斯爆炸事故时有发生，仅2003年，煤矿瓦斯爆炸死亡10人以上事故就有数10起，煤矿安全监测监控是实现矿井安全生产预防事故的主要措施之一，也是现代化矿井管理水平的重要标志。通过对监测监控系统选型的研究，使煤矿监控系统的安全可靠性大大提高，对确保煤矿安全生产将起到一定的作用。煤矿安全监控分站的PLC设计是利用PLC对井下传感器传出的气体浓度、温度等数据的在线监测来获知井下分站的安全性。气体在线监测系统是对井下几种特征气体：氢气、一氧化碳、甲烷以及风速

2、、温度进行在线取样、分析，将获得的数据传给地面中心站并接收中心站发送的各种命令，以便及时地、准确地了解井下分站的安全状况，为安全隐患的预警和控制服务，有利于采取措施避免重大事故，提高井下作业的安全性。本文介绍了西门子S7-224可编程控制器在气体在线监测系统中的应用，主要阐述了利用PLC的高速计数器对8路通道进行数据采集。西门子公司的S7-200系列可编程序控制器(PLC)是继S5系列后的新产品。该系列PLC具有模拟量处理、通信联网、系统诊断、中断处理和高速计数等功能。它将模块式和一体式PLC的优点结合起来，即CPU本身自带一部分1/0，同时又

3、具有扩展能力。编程软件STEP7-Micro为用户提供了界面友好而功能强大的开发工具。其配套EEPROM存储卡也使修改和调试程序、设备维护十分方便和可靠。CPU214S7-200系列PLC中的典型产品，其基本单元有14点输入和10点输出，最多可支持7个附加的扩展I/O模块(包括模拟量模块)，最多可使用64个I/0点，有1个可接收2kHz脉冲输入的高速计数器以及2个可接收7kHz脉冲输入的高速计器，有内藏的实时日历时钟。本文主要介绍了S7-224PLC的高速计数器对井下气体及温度、风速信号等进行采集。关键词：煤矿；PLC；安全监控；高速计数器36

4、煤矿安全监控分站的PLC设计目录摘要IAbstractII目录IV1概述11.1我国安全监控发展现状11.2煤矿安全生产监测工作的意义11.2.1煤矿安全监测工作的必要性21.2.2传统检测活动的局限性21.2.3安全监测工作的任务31.2.4安全监测技术发展前景31.3我国煤矿安全监控系统的发展41.4目前存在问题51.4.1通信协议不规范51.4.2井下信息传输设备物理接口协议不规范51.4.3传感器等质量不过关51.4.3现场管理和维护水平有待于加强62系统的整体基本状况72.1井下分站在煤矿安全监控系统中的作用72.2设计要求及特点72

5、.2.1监测信号种类72.2.2控制内容72.2.3设计要求72.2.4设计特点72.3系统构成82.4系统中心站82.5局域网络92.6井下分站功能92.7系统配接的各种传感器控制器92.8技术参数1036煤矿安全监控分站的PLC设计2.8.1分站容量102.8.2检测精度102.8.3通信数据传输率102.8.4其他电性能参数102.8.5工作环境102.9系统特点102.9.1PLC控制系统112.9.2可编程序控制器(PLC)及其结构112.9.3PLC的特点及发展132.10CPU-224132.10.1西门子S7-200D的简介14

6、2.10.2S7-200系列的PLC的通信162.11井下分站常见故障及其处理方法162.12系抗干扰措施162.12.1传输系统抗干扰措施162.12.2分站及传感器抗干扰措施162.13井下分站配接设备表163硬件电路设计193.1系统框图193.2PLC系统硬件设计电路原理19S7-224203.3控制系统及外围系统错误！未定义书签。3.3.1频率选通模块203.3.2分站箱外部插头座213.3.3电源箱的设计223.3.4分站系统显示模块硬件电路224系统软件流程图244.1系统主程序流程图244.2检测子程序流程图254.2.1子程序

7、1流程图254.2.2模拟检测量检测子程序2274.2.3数字待测量检测子程序3284.2.4频率计数子程序4294.3通讯程序设计3036煤矿安全监控分站的PLC设计5结论与展望34参考文献35致谢3636煤矿安全监控分站的PLC设计1概述1.1我国安全监控发展现状我国监测监控技术应用较晚，80年代初，从波兰、法国、德国、英国和美国等（如DAN6400、TF200、MINOS和Senturion-200）引进了一批安全监控系统，装备了部分煤矿；在引进的同时，通过消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况，先后研制出KJ2、KJ4、KJ8、KJ10、K

8、J13、KJ19、KJ38、KJ66、KJ75、KJ80、KJ92等监控系统，在我国煤矿已大量使用。实践表明，安全监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十