新型网络化矿井提升机电控系统的研究与设计

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1、http://www.paper.edu.cn新型网络化矿井提升机电控系统的研究与设计112熊永超,卢万杰，薛永存1辽宁工程技术大学机械学院，辽宁阜新（123000）2辽宁工程技术大学电气与控制学院，辽宁阜新(123000)Email：luwanjie0912@126.com摘要：矿井提升机作为矿山升降物料、人员的主要设备，其安全可靠性至关重要。论文针对国内矿井提升机电控系统智能化、自动化和网络化程度较低的现状，利用PROFIBUS现场总线辅以PLC控制技术，实现了提升机电控系统的整体网络化，构建了矿业企业网的底层控制网络，为实现综合自动化打下了基础

2、。关键词:矿井提升机；电控系统；PROFIBUS-DP现场总线；网络化；中图分类号：TD5，TN911.引言[1]目前，工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。矿井提升机电控系统是大型的自动化系统，网络化对其生产、控制、管理至关重要。矿井提升机电控系统作为一个整体，自动化、智能化和网络化是新时代对其提出的新要求。2.老式矿井提升机电控系统存在的主要问题(1)存在不安全隐患[2]老式提升机电控系统大都采用模拟控制系统，其控制逻辑复杂，响应周期长，实时性差，不能适应需快速响应的控制系统，继电器触点在提升机频繁的启、停动作中，很容易老化，需

3、要定期更换继电器。(2)智能性差老式电控系统无法指示故障的确切位置所在，排查故障非常困难，往往需要大量的维修工采取排查方式进行，维修时间长，效率低下。(3)不适应现代化矿井的管理要求有些矿井虽然采用了PLC控制系统，但老式的PLC矿井提升机电控系统没有通信功能，不能把工作状况详细地、实时地传送给调度室或其它生产管理部门，造成管理混乱，影响了生产效率。[3]把PLC和现场总线技术应用到矿井提升机系统中，形成数字化、网络化的新型电控系统。这样既可以提高其安全水平，又可以提高矿井提升机控制系统的自动化和智能化程度。3.PROFIBUS现场总线技术现场总线是

4、一种应用于生产现场，在现场设备之间、现场设备与控制装置之间实行双向、串行、多节点数字通信的技术。它是当今自动化领域发展的热点之一，被誉为自动化领域的计算机局域网。它作为工业数据通信网络的基础，沟通了生产过程现场级控制设备之间及其与更高控制管理层之间的联系。3.1现场总线类型的选择目前国际上存在着几十种现场总线标准，现在比较成熟、应用较多的有FF、CAN、DeviceNet、LonWorks、PROFIBUS、HART、INTERBUS、CC-Link、ControlNet、WorldFIP、-1-http://www.paper.edu.cnP-Ne

5、t、SwiftNet等现场总线。设计选用的是PROFIBUS现场总线，考虑了以下几点因素：(1)速度方面的考虑：PROFIBUS的数据传输率最快可达到12Mbps，能够满足矿井提升机信息传输的需要；(2)调试和维护方面的考虑：PROFIBUS总线技术的应用，简化了系统的接线，易于查错和维护；(3)使用经验方面的考虑：PROFIBUS技术已在制造业、流程行业、楼宇、电力、交通、石油等许多行业已有应用业绩；(4)系统可扩展方面的考虑：系统本身后期扩展上很方便；由于PROFIBUS自身的特点，本系统可以很方便与Intranet或Internet互连，形成企

6、业网，为广域网提供信息。3.2PROFIBUS现场总线的技术特性(1)传输技术．RS485双绞线或光缆；．波特率从9．6Kbps~12Mbps；(2)总线存取．主站间为令牌传输，主站与从站间为主从传输；．支持单主或多主系统。(3)功能．DP主站和DP从站间的循环用户数据传输；．各DP从站的动态激活和撤销；．DP从站组态的检查；．强大的诊断功能，三级诊断信息；．输入输出的同步；．通过总线赋予DP从站地址；．通过总线对DP主站进行配置；．每个DP从站最大为246字节的输入输出数据(4)三种运行模式．运行状态：循环传送输入和输出数据。在此状态下，DP主站于

7、从站中读取输入信息并向DP从站写入输出信息；．清除状态：DP主站读取DP从站的输入信息，并使输出保持为故障-安全状态。在此状态下，DP主站从从站中读取输入信息并使信息保持故障安全运行状态；．停止状态：只能进行主-主数据传送。在此状态下，DP主站与从站之间没有信息传送。(5)可靠性和保护机制．所有的信息传输在海明距离=4进行．DP从站带看门狗定时器-2-http://www.paper.edu.cn．DP从站的输入输出有存取保护．DP主站上带可变定时器的用户数据传送监视．除周期性用户数据传输外，PROFIBUS-DP还提供智能化现场设备所需的非周期性通

8、信以进行组态、诊断和报警处理。4新型网络化矿井提升机电控系统网络结构矿井的生产现场环境恶劣，且运行时间长，设