基于PLC自動礦車運(yùn)輸控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

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1、成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校成教院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）　　　 （基于PLC自動礦車運(yùn)輸控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)） 成都工業(yè)學(xué)院成教院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 論文題目： 基于PLC自動礦車運(yùn)輸控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 教 學(xué) 點(diǎn)： 職業(yè)學(xué)院 指導(dǎo)老師： 職 稱： 講師 學(xué)生姓名： 學(xué) 號: 專 業(yè)： 機(jī)電一體化技術(shù)

2、 成都工業(yè)學(xué)院成教院制 二〇一四年三月二十日 11 成都工業(yè)學(xué)院成教院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 題目： 基于PLC自動礦車運(yùn)輸控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 任務(wù)與要求： 通過對自動化礦車運(yùn)輸控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過所學(xué)的專 業(yè)知識，在知 道 老師的指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)出自己的控制系統(tǒng)。

3、 時間： 2013 年 11 月 28 日 至 2014 年 4 月 17 日 共 20 周 教 學(xué) 點(diǎn)： 職業(yè)學(xué)院 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 專業(yè)： 機(jī)電一體化技

4、術(shù) 指導(dǎo)單位或教研室： 職業(yè)學(xué)院 指導(dǎo)教師： 職 稱： 講師 成都工業(yè)學(xué)院成教院制 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)進(jìn)度計(jì)劃表 日 期 工 作 內(nèi) 容 執(zhí) 行 情 況 指導(dǎo)教師 簽 字 2013.11.28- 2013.12.20 查找資料，選題 2013.12.22- 2014.1.31 完成論文的初稿 2014.2.1-

5、 2014.3.15 完成論文二稿的寫作 2014.3.16- 2014.4.5 完成論文的終稿及格式修改 2014.4.6- 2014.4.20 定稿，打印論文，做好評閱的準(zhǔn)備 2014.4.21- 2014.4.25 論文評閱 教師對進(jìn)度計(jì)劃實(shí)施情況總評 　　　　　　　　　　　　　　　　　 簽名 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　年 月 日 本表作評定學(xué)生平時成績的依據(jù)之一。 摘 要 礦車是礦山在開采和運(yùn)

6、輸中必不可少的工具。礦車的作用主要是在礦山礦場及礦井中輸送煤、礦石和廢石等散狀物料，礦車的必不可少主要來自于它不但方便實(shí)用，經(jīng)濟(jì)效益高，符合礦物運(yùn)輸環(huán)境的特殊要求，而且結(jié)構(gòu)簡單，易于制造和維護(hù)。 礦車能夠?qū)⒚?、礦石和廢石等散狀物料經(jīng)特定的軌道快速運(yùn)送到特定的位置，以滿足其他工作設(shè)備的需求。與其它運(yùn)輸設(shè)備相比，它能夠在惡劣的環(huán)境下工作，并滿足特殊的運(yùn)輸需求。但現(xiàn)在礦井中都是采用人工控制，人工卸料。不但工作效率低，而且對勞動工人的健康及安全帶來很多影響。因此，采用自動化技術(shù)控制礦車勢在必行。 關(guān)鍵詞：礦車、控制、自動化 Abstract 礦車是礦

7、山在開采和運(yùn)輸中必不可少的工具。礦車的作用主要是在礦山礦場及礦井中輸送煤、礦石和廢石等散狀物料，礦車的必不可少主要來自于它不但方便實(shí)用，經(jīng)濟(jì)效益高，符合礦物運(yùn)輸環(huán)境的特殊要求，而且結(jié)構(gòu)簡單，易于制造和維護(hù)。 Mine is mine is necessary in the mining and transportation tools. Harvester role mainly in mine and mine in the transportation of coal, ore and waste and other bulk materials, the tramcar es

8、sential mainly from it not only convenient and practical, high economic benefits, meet the special requirements of mineral transport environment, and has the advantages of simple structure, easy manufacturing and maintenance. Car to the coal, ore and waste and other bulk materials with specifi

9、c tracks quickly delivered to a specific location, in order to meet the other equipment demand. Compared with other transportation equipment, it can work in harsh environments, and meet the special demand for transport. But now the mine are used in manual control, manual unloading. Not only the work

10、 efficiency is low, and the health and safety of workers to bring a lot of influence. Therefore, the use of automation technology be imperative control car Keywords:car,control,automation 目 錄 第一章 礦車的介紹 1 第一節(jié) 礦車的概述 1 第二節(jié) 礦車的結(jié)構(gòu) 1 第三節(jié) 礦車的具體分類 1 第二章 PLC的介紹 5 第一節(jié) PLC機(jī) 5 第二節(jié) 可編程控制器的特點(diǎn) 5

11、第三節(jié) 可編程控制器的分類 6 第三章 礦車的改裝 7 第一節(jié) 固定式礦車的改裝 7 第二節(jié) 翻斗式礦車的改裝 7 第三節(jié) 曲軌側(cè)卸式的改裝 7 第四節(jié) 底（側(cè)）卸式礦車的改裝 8 第五節(jié) 梭式礦車的改裝 8 第六節(jié) 材料車的改裝 8 第四章 自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9 第一節(jié) 礦車運(yùn)輸軌道的設(shè)計(jì) 9 第二節(jié) 設(shè)計(jì)系統(tǒng)的組成 9 第三節(jié) PLC機(jī)的程序設(shè)計(jì) 10 第五章 自動化礦車的運(yùn)用 13 第一節(jié) 露天礦場中的應(yīng)用 13 第二節(jié) 地下礦井中的應(yīng)用 13 第六章 可能遇到的問題及解決方案 14 第一節(jié) 運(yùn)行中突然停車 14 第二節(jié) 不能準(zhǔn)確停車 1

12、4 第三節(jié) 不能準(zhǔn)確卸車 14 第四節(jié) 運(yùn)行速度不穩(wěn)定 15 第七章 系統(tǒng)的日常維護(hù) 16 第一節(jié) 系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)下的維護(hù) 16 第二節(jié) 系統(tǒng)停車狀態(tài)下的維護(hù) 16 結(jié)束語 17 謝 辭 18 參考文獻(xiàn) 19 第1章 礦車的介紹 第1節(jié) 礦車的概述 礦車—— 礦山中輸送煤、礦石和廢石等散狀物料的窄軌鐵路搬運(yùn)車輛，一般須用機(jī)車或絞車牽引。 礦車按結(jié)構(gòu)和卸載方式不同分為：固定式礦車、翻斗式礦車、曲軌側(cè)卸式礦車、底（側(cè)）卸式礦車、梭式礦車、材料車、平板車共6大類。 第2節(jié) 礦車的結(jié)構(gòu) 礦車可用放礦閘門(或裝載機(jī)裝料。中國于20世紀(jì)7

13、0年代發(fā)展了斗式轉(zhuǎn)載列車，由斗車、升降臺和一列礦車組成。斗車裝滿料后由升降臺頂升沿礦車車幫行進(jìn)，逐個轉(zhuǎn)載到各個礦車內(nèi)，提高了搬運(yùn)速度，實(shí)現(xiàn)礦車的連續(xù)裝載。斗式裝載列車結(jié)構(gòu)簡單，轉(zhuǎn)彎半徑小，可利用原有標(biāo)準(zhǔn)礦車加以改造。 礦車車輪內(nèi)側(cè)有輪緣，輪緣與鋼軌間留有一定間隙。車輪與鋼軌接觸的踏面做成錐形，以使輪對在沿軌道運(yùn)行時保持對中，減少機(jī)械磨損，降低運(yùn)行阻力。中國標(biāo)準(zhǔn)窄軌鐵路軌距有600毫米、762毫米和900毫米3種。 第3節(jié) 礦車的具體分類 一、固定式礦車 固定式礦車是煤礦地面和井下巷道運(yùn)輸煤和矸石的一種主要運(yùn)輸設(shè)備。同時也是其它非金屬礦石、橋梁叔公，鐵道工程、輸導(dǎo)掘進(jìn)等建筑運(yùn)

14、輸工程榆樹砂土、石子等材料的一種短距離運(yùn)輸設(shè)備。主要用于煤礦井上、井下運(yùn)輸煤、矸石、材料等。也可用于其它礦山或地下工程運(yùn)輸物料。其基本組成為車箱、車架、緩沖器、聯(lián)接器和行走機(jī)構(gòu)。車箱是由鋼板焊接而成，一般標(biāo)準(zhǔn)厚度為5mm,車架槽鋼采用礦車專用異型槽。架為一金屬結(jié)構(gòu)，能承受牽引力、制動力、礦車之間的碰撞力和鋼軌沖擊力。緩沖器裝在車架兩端,用以緩和兩車之間的沖擊力。聯(lián)接器是聯(lián)接機(jī)車和礦車的部件，常用的有插銷鏈環(huán)和回轉(zhuǎn)鏈，大型礦車采用兼具緩沖器作用的自動車鉤。行走機(jī)構(gòu)是由4個車輪和2根軸組成的兩個輪對。礦車和物料的總和超過20噸時，一般應(yīng)增加輪對數(shù)目。對多于兩個輪對的礦車，為便于通過彎道將兩個輪對組

15、成一個有轉(zhuǎn)盤的小車，這種小車稱為轉(zhuǎn)向架。固定式礦車具有結(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)固耐用，阻力系數(shù)小、承載能力大、維修方便等特點(diǎn)，固定式礦車可以用機(jī)車或卷揚(yáng)機(jī)牽引，與翻斗式礦車相比來說，卸料時要借助其他的設(shè)備來進(jìn)行翻轉(zhuǎn)工作。當(dāng)卸料時要使用翻車機(jī)進(jìn)行將整個車體翻轉(zhuǎn)。 。 \ 圖1-1 所示為固定式礦車 二、翻斗式礦車 車箱斷面為V形或U形，支承在車架的翻轉(zhuǎn)軌上，車箱在翻轉(zhuǎn)軌上翻轉(zhuǎn)卸載。 翻斗式礦車（即側(cè)翻式礦車，也就是礦斗）主要是由以下及部分構(gòu)成:礦車車箱、車架、緩沖礦車碰頭、三環(huán)鏈、礦車銷子輪軸以及輪子等組成。翻斗式礦車特點(diǎn)是整體結(jié)構(gòu)簡

16、單，堅(jiān)固耐用、使用方便、只要人力打開止動版就能很容易地卸下物料。形狀分為U型和V型，一般也可叫做桶式礦車，輪軸采用了滾柱軸承，有效地減少了運(yùn)行阻力，因此用機(jī)車或人力均能牽引或推動。軸承分為實(shí)心與空心軸，30313軸承，實(shí)心軸80粗，礦車有鋼板做成，一般鋼板厚度達(dá)到4-5個厚。 圖1-2所示為翻斗式礦車 三、曲軌側(cè)卸式礦車 側(cè)卸式礦車由牽引車、絞車帶動，可與鑿巖鉆、立爪裝巖機(jī)和礦石溜開閘門放料系統(tǒng)配套結(jié)合裝料，礦石塊度不超過500毫米，根據(jù)礦車的負(fù)載容積，裝料后經(jīng)牽引動力引至（運(yùn)行速度不超過1m/秒）專用曲軌卸料機(jī)構(gòu)。當(dāng)車箱翻至水平成最大卸料角度時，車門也開到最大程度。這時3礦車卸料已全

17、部完成。返回時，礦車通過曲軌門又自動關(guān)閉到位。側(cè)卸式礦車翻斗形式分為曲軌式和液壓式供用戶選用車廂的一側(cè)或兩側(cè)可以打開，借助裝在卸礦點(diǎn)上的曲軌使礦車傾斜，拉桿打開側(cè)門卸載。 圖1-3 所示為側(cè)卸式礦車 4、 底卸式礦車 底卸式礦車是用于煤礦地面和井下巷道窄軌鐵路運(yùn)輸煤或矸石的一種車輛。大部分由無極繩絞車或電機(jī)車帶動使用，在煤礦應(yīng)用中極其廣泛。它是現(xiàn)代大、中型煤礦煤炭運(yùn)輸?shù)睦硐朐O(shè)備，具有運(yùn)輸能力大，卸載效率高，能實(shí)現(xiàn)連續(xù)裝載等特點(diǎn)，適用于各種煤質(zhì)的平巷運(yùn)輸。 結(jié)構(gòu)特征：底卸式礦車由車箱、車架、底門、車輪軸及卸載輪組組成，車輪軸與卸載輪組安裝在車架底門上，與井下的底卸煤倉曲軌配套使

18、用。當(dāng)?shù)V車達(dá)到曲軌上時利用卸載輪將底門打開實(shí)現(xiàn)快速自動卸煤。 工作原理：。當(dāng)?shù)V車車廂懸空，并沿托輥向前移動時，礦車底架借其自重及所載礦石重量自動向下張開，車廂底架后端的卸載輪沿卸載曲軌向下方滾動，車底門逐漸開大。 有運(yùn)行平穩(wěn)對電機(jī)車和牽引車沖擊力小，堅(jiān)固耐用，維修方便，卸載速度高等點(diǎn)。 五、梭式礦車 車箱底板為一刮板輸送機(jī)。裝載時先裝滿礦車前端，輸送機(jī)把所裝物料逐漸移向后端，連續(xù)地把礦車裝滿，并由輸送機(jī)卸載。這種礦車車箱容積較大，效率高，因往返如穿梭般頻繁而得名。 圖1-4 所示為梭式礦車 六、材料車（花架車、花車） 材料車是煤礦地面和井下巷道窄軌鐵路運(yùn)輸坑

19、木、支架或其他材料的車輛。車箱的一側(cè)或兩側(cè)可以打開，借助裝在卸礦點(diǎn)上的卸礦曲軌，使礦車傾斜，拉桿打開側(cè)門卸載。車箱容積較大，效率高，因往返如穿梭般頻繁而得名。材料車車箱底板借助重力向后或向一側(cè)打開卸載。 材料車適用于地下開采的礦山，沿地下巷道及地表工業(yè)場地運(yùn)輸支護(hù)材料及其他材料 7、 平板車 平板車是公路運(yùn)輸?shù)囊环N常見車輛，因?yàn)槠浔容^方便裝卸大型、重型貨物，而且比相同規(guī)格的其他種車型，可以裝載更多的貨物，深受運(yùn)輸單位的青睞。在運(yùn)輸車輛中，平板車一般分為兩種，一種是平板，一種是高低板。平板一般是4米到13米長，13米以上的車長多為高低板 它具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、容易維護(hù)、承載能力

20、大、污染少等優(yōu)點(diǎn)。廣泛用于機(jī)器制造和冶金工廠，作為礦區(qū)內(nèi)部配合吊車運(yùn)輸重物過跨之用。 作用：運(yùn)送鉆桿、重型設(shè)備等輸送工具。 分類：輕型平板車、重型平板。 第2章 PLC的介紹 第一節(jié) PLC機(jī) PLC英文全稱ProgrammableLogicController，中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是:一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制，定時，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂葡到y(tǒng)是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字

21、運(yùn)算操作電子系統(tǒng)。 第二節(jié) 可編程控制器的特點(diǎn) 隨著微處理器，計(jì)算機(jī)和數(shù)字通信技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制已擴(kuò)展到了幾乎所有的工業(yè)領(lǐng)域。PLC之所以高速發(fā)展，除了工業(yè)自動化的客觀需要外，PLC還有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。它較好地解決了工業(yè)控制領(lǐng)域中普遍關(guān)心的可靠性、通用性、靈活性、使用方便等問題。主要特點(diǎn)如下: 一 可靠性高。 可靠性高是PLC最突出的優(yōu)點(diǎn)之一。PLC具有較高的可靠性是因?yàn)樗捎梦㈦娮蛹夹g(shù)，大量的開關(guān)動作由無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路完成。高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性

22、。 二 在設(shè)計(jì)制造過程中，抗干擾能力強(qiáng)，采用一系列硬件和軟件抗干擾措施。 如:硬件方面采用隔離、濾波、精選元器件等。在微處理器與1/0 電路之間采用光電隔離措施，有效地抑制了外部干擾對PLC的影響，同時可以防止外部高壓進(jìn)入CPU單元。 三 應(yīng)用靈活。 由于PLC己實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)的積木式硬件結(jié)構(gòu)和單元化的軟件設(shè)計(jì)，使得它不僅可以適應(yīng)大小不同、功能復(fù)雜的控制要求，而且可以適應(yīng)各種工藝流程變更較多的場合。PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中的大量中間繼電器、時間繼電器、計(jì)數(shù)器及其它專用功能的器件，使控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、接線工作量大大減少。 四 功能強(qiáng)，通用性好。有豐富

23、的Ｉ／Ｏ接口模塊。 PLC不僅具有邏輯運(yùn)算、定時、計(jì)數(shù)，順序控制等功能，而且還具有A/D, D/A轉(zhuǎn)換、數(shù)值運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和通訊聯(lián)網(wǎng)等功能；既可以對開關(guān)量進(jìn)行控制，也可以對模擬量進(jìn)行控制；既可以對單臺設(shè)備進(jìn)行控制，也可以對一條生產(chǎn)線或全部生產(chǎn)工藝過程進(jìn)行控制。PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)功能，可以實(shí)現(xiàn)不同PLC之間聯(lián)網(wǎng)，并可以與計(jì)算機(jī)構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)。 五 編程簡單。 大多數(shù)PLC采用梯形圖編程方式。梯形圖與傳統(tǒng)的繼電接觸控制線路圖有許多相似之處，與常用的計(jì)算機(jī)語一言相比更容易被操作者接受并掌握。操作者通過閱讀PLC操作手冊，可以很快熟悉梯形圖語言，并用來編制一般的用戶程序，這也是PLC獲得迅

24、速普及和推廣的重要原因之一。 第三節(jié) 可編程控制器的分類 PLC按照輸入和輸出即I/O的點(diǎn)數(shù)多少可分為表2-1中所表示的5種類型。 類型 I/O點(diǎn)數(shù) 存儲器容量/KB 超小型 24以下 1～2 小型 24-256 2～8 中型 256-1024 8～16 大型 1024-8192 16～64 超大型 大于8192 64～256 表2-1 可編程控制器的分類 PLC按結(jié)構(gòu)形式分類可分為廂體式和模塊式兩種。廂體式又稱為單元式或整體式。廂體式PLC將電源，CPU,I/0等都集中裝在一個機(jī)箱內(nèi)，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，價(jià)格低。一般超小型PLC都采用這種結(jié)

25、構(gòu)，小型PLC多數(shù)也屬廂體式，它由不同I/O點(diǎn)數(shù)的基本單元和擴(kuò)展單元組成?；締卧獌?nèi)有CPU,I/O和電源，擴(kuò)展單元內(nèi)沒有CPU?；締卧蛿U(kuò)展單元之間一般用扁平電纜連接。 模塊式結(jié)構(gòu)的PLC將各部分分成若干個單獨(dú)的模塊，如電源模塊，CPU模塊，I/O模塊和各種功能模塊。一般大中型PLC都采用模塊式結(jié)構(gòu)。有的小型PLC也采用模塊式結(jié)構(gòu)。有的小型PLC也采用這種結(jié)構(gòu)，因?yàn)槟K式結(jié)構(gòu)的PLC配置靈活，安裝方便，便于擴(kuò)展和維修。 18 第3章 礦車的改裝 第1節(jié) 固定式礦車的改裝 一、固定式礦車的改裝 在日常運(yùn)用的固定式礦車的轉(zhuǎn)向架上加裝一個轉(zhuǎn)向電動機(jī)，控制礦車在通過岔道時

26、切換軌道。 同時裝上制動裝置，作用是是礦車在遭遇緊急情況時能夠迅速停車，等待問題解決。 在車廂的內(nèi)不安裝傳感器（同時安裝信號開關(guān)，當(dāng)系統(tǒng)有特殊需求時，用該開關(guān)替代傳感器工作），檢測車廂內(nèi)貨物狀態(tài)。進(jìn)一步判定系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。 二、翻車機(jī) 翻車機(jī)指一種用來翻卸鐵路敞車散料的大型機(jī)械設(shè)備?？蓪⒂熊壾囕v翻轉(zhuǎn)或傾斜使之卸料的裝卸機(jī)械，適用于運(yùn)輸量大的港口和冶金、 煤炭、 熱電等工業(yè)部門。礦井下的礦車也大多用小型翻車機(jī)卸車。翻車機(jī)可以每次翻卸1-4節(jié)車皮。早期的設(shè)備只能翻卸1節(jié)車皮，現(xiàn)在最大的翻車機(jī)可以翻卸4節(jié)車皮。 第二節(jié) 翻斗式礦車的改裝 基于現(xiàn)有的翻斗式礦車的基礎(chǔ)上，在轉(zhuǎn)向架上安裝

27、轉(zhuǎn)向電動機(jī)，控制礦車在岔道處切換軌道， 在車箱的止動版處加裝控制電機(jī)，用控制電機(jī)替代手動操作，控制止動版的開關(guān)，目的是控制翻斗式礦車的卸貨。 在礦車止動版盒車廂內(nèi)處安裝傳感器，用來檢測礦車止動版的狀態(tài)和車廂內(nèi)貨物的裝載狀態(tài)。以便于了解礦車的狀態(tài)，保證裝卸貨及運(yùn)行過程中的安全。 第三節(jié) 曲軌側(cè)卸式的改裝 由于這種類型礦車具有一定的自動化功能，只需要分別在車門附近和車廂內(nèi)安裝傳感器便于了解礦車的狀態(tài)。。并安裝止動版，防止礦車在未到達(dá)卸車位置時由于外界原因錯誤卸貨， 通知轉(zhuǎn)向架處安裝轉(zhuǎn)向電動機(jī)，控制礦車在岔道處切換軌道。 將卸車軌道改造車美好便于進(jìn)行側(cè)卸和底卸礦車進(jìn)行卸貨的單曲側(cè)面軌

28、。 第四節(jié) 底（側(cè)）卸式礦車的改裝 采用底卸式礦車時，要在井底車場內(nèi)設(shè)置卸載站，卸載站內(nèi)有卸載坑， 該礦車通過機(jī)械接觸方式達(dá)到了部分自動化功能，同樣在車上安裝轉(zhuǎn)向電動機(jī)，控制礦車轉(zhuǎn)向， 第五節(jié) 梭式礦車的改裝 這類礦車由于本身就有輸送機(jī)運(yùn)送礦料，具有部分自動化功能，在該礦車門上安裝車門開關(guān)控制電機(jī)，控制車門的開關(guān)；安裝位置傳感器檢測車門的狀態(tài)和車廂內(nèi)貨物的裝載狀態(tài)。以控制車門開關(guān)控制電機(jī)開關(guān)車門。 第六節(jié) 材料車的改裝 這種類型的礦車的改裝同樣需要安裝傳感器、轉(zhuǎn)向電動機(jī)以及制動器， 兩個傳感器位置分別在車底和車架上，功能是檢測裝載狀態(tài)和車門狀況。

29、 第4章 自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第一節(jié) 礦車運(yùn)輸軌道的設(shè)計(jì) 在對礦車軌道的設(shè)計(jì)中，依據(jù)礦井的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，在原有軌道的起點(diǎn)、岔道及終點(diǎn)安裝位移傳感器，當(dāng)?shù)V車通過此位置時傳感器向系統(tǒng)輸送信號，使轉(zhuǎn)向裝置能選擇正確的軌道運(yùn)輸，達(dá)到協(xié)調(diào)各路礦車運(yùn)行軌跡的目的。 系統(tǒng)運(yùn)用不同形式的礦車所需的礦車軌道不同： 表4-1礦車軌道改裝 礦車類型 對應(yīng)軌道要求 作用 固定式 礦車軌道與翻車機(jī)軌道對接 用于礦車卸貨 翻斗式礦車 軌道終點(diǎn)卸貨位置應(yīng)略高于一般軌道，或在卸貨庫口 便于礦車飯都卸貨順利完成 曲軌側(cè)卸式礦車 礦車軌道與曲軌對接是不能有錯位，曲軌安裝要求相對較高

30、 防止礦車在卸貨時發(fā)生事故 底卸式礦車 將礦車卸貨軌道與底卸煤倉曲軌相連，軌道在相對高處 便于礦車卸貨快速方便 梭式礦車 礦車軌道終點(diǎn)處是卸貨位置，安裝卸貨輔助裝置 利用卸貨輔助裝置對貨物進(jìn)行運(yùn)送，防止貨物堆積 第二節(jié) 設(shè)計(jì)系統(tǒng)的組成 一，準(zhǔn)備系統(tǒng) 這一步用于系統(tǒng)在開始運(yùn)行前對各個傳動機(jī)構(gòu)、傳感器、驅(qū)動機(jī)構(gòu)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的狀態(tài)檢查，若狀態(tài)完好，反映出狀態(tài)信息，并提示可以開始執(zhí)行啟動系統(tǒng)運(yùn)行。并根據(jù)各個部件的相對關(guān)系和各個傳感器的檢測數(shù)據(jù)確定礦車位置，提供給開始系統(tǒng)進(jìn)行下一步運(yùn)行，該系統(tǒng)運(yùn)行后，證明系統(tǒng)硬件達(dá)到運(yùn)行要求，可以正常運(yùn)行系統(tǒng)。 二：開始系統(tǒng) 該步驟在準(zhǔn)

31、備系統(tǒng)之后，用于處理各個傳感器傳輸回系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，有系統(tǒng)辨別礦車所處的位置以及接下來應(yīng)該執(zhí)行的操作。如：轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向方向、制動系統(tǒng)制動與否，主驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動方向等。 三：運(yùn)行系統(tǒng) 這是這個自動化系統(tǒng)的主要組成部分，它主要分為五個模塊： 第一：礦車在開始裝料位置，且礦車內(nèi)沒有礦料，這是裝料燈亮，可以有工人或輸送機(jī)對礦車執(zhí)行裝料動作，知道所有礦車內(nèi)裝滿礦料，或手動按下運(yùn)行開關(guān)。系統(tǒng)切換執(zhí)行下一步。 第二：所有礦車的礦料裝滿后，由絞車牽引開始運(yùn)行，當(dāng)快要經(jīng)過彎道時，接收到彎道傳感器傳來的接近信息，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)開始工作，控制礦車轉(zhuǎn)彎。當(dāng)?shù)V車運(yùn)行到岔道前，通過傳感器的檢測結(jié)果和系統(tǒng)的比對結(jié)果選擇安全

32、通行道路，由轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)執(zhí)行控制轉(zhuǎn)向。 第三：當(dāng)?shù)V車運(yùn)行到軌道盡頭接近翻車機(jī)時，系統(tǒng)收到翻車機(jī)附近的位置傳感器發(fā)送的檢測結(jié)果,絞車速度降低，做好卸貨準(zhǔn)備。 第四：礦車在經(jīng)過卸車軌道時，系統(tǒng)接收到卸車軌道附近傳感器信號，主驅(qū)動電機(jī)減速運(yùn)行，到達(dá)卸車位置時進(jìn)行卸車操作，待卸車完成后，若無外部信號輸入改變系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，系統(tǒng)將進(jìn)行下一步行動。 第五：礦車卸貨完成后，在沒有外界信號輸入改變運(yùn)行狀態(tài)時，礦車有卸貨位置經(jīng)安全的礦車軌道快速到達(dá)裝料位置，中途除轉(zhuǎn)彎處速度降低外，知道上礦車運(yùn)行速度保持在兩倍有料運(yùn)行速度。以提高系統(tǒng)效率的目的。 四：監(jiān)測系統(tǒng) 系統(tǒng)運(yùn)行后，由該系統(tǒng)隨時對系統(tǒng)運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測，

33、使管理人員能掌握系統(tǒng)的實(shí)時狀態(tài)信息，了解系統(tǒng)執(zhí)行情況，便于根高效率地對生產(chǎn)作出安排，提高生產(chǎn)效率。 五、緊急停車系統(tǒng) 在遇到緊急情況時，執(zhí)行這一系統(tǒng)，使系統(tǒng)瞬間斷電停車，避免造成人員傷亡或者設(shè)備損傷，保證工人的人生安全及設(shè)備的正常運(yùn)行時間。待排除故障后，經(jīng)過準(zhǔn)備系統(tǒng)檢查后，接著執(zhí)行系統(tǒng)未完成任務(wù)，確保人員安全和延長設(shè)備使用時間。 第3節(jié) PLC機(jī)的程序設(shè)計(jì) 在硬件達(dá)到要求后，運(yùn)用PLC及設(shè)計(jì)程序?qū)⒏鱾€硬件有機(jī)的結(jié)合起來，該程序設(shè)計(jì)運(yùn)用三菱PLC進(jìn)行編程及模擬。 程序執(zhí)行框圖如表4-2： 表4-2 系統(tǒng)執(zhí)行步驟 步驟 描述 第一步 準(zhǔn)備系統(tǒng)

34、系統(tǒng)通電后，按下電源開關(guān)，系統(tǒng)開始自動檢查各部件狀態(tài)并提示燈亮 第二步 開始系統(tǒng) 運(yùn)行開關(guān)閉合后，接收各個傳感器傳輸信號，判別礦車所處位置，運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)下一步 第三步 運(yùn)行系統(tǒng) 系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒后，就可以根據(jù)礦場的需要進(jìn)行系統(tǒng)的運(yùn)行了，以便完成礦場礦物運(yùn)輸?shù)墓ぷ? 第四步 監(jiān)測系統(tǒng) 系統(tǒng)開始運(yùn)行后，由各個傳感器向系統(tǒng)發(fā)送檢測信號，系統(tǒng)對這些信號進(jìn)行監(jiān)測，隨時根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定做出反應(yīng) 第五步 急停系統(tǒng) 當(dāng)系統(tǒng)工作現(xiàn)場發(fā)生緊急情況時，有工作人員按下急停開關(guān)，使系統(tǒng)立即斷電，停止運(yùn)行 電路圖如圖4-1： 圖4-1 主驅(qū)動電動機(jī)電路圖 PLC控

35、制程序截圖如下： 圖4-2 系統(tǒng)梯形圖 第5章 自動化礦車的運(yùn)用 第一節(jié) 露天礦場中的應(yīng)用 露天礦場中：由于露天礦場地勢平坦，軌道距離較長，彎道較少。安裝時注意安裝基座的承重性能，必要時可以在基座下加裝大面積地基，位置傳感器的距離可以相對遠(yuǎn)一些，到距離要適中。 露天礦場中應(yīng)用此系統(tǒng)，由于揚(yáng)塵嚴(yán)重，并且部分機(jī)構(gòu)部件受到風(fēng)吹，日曬，雨淋等自然現(xiàn)象的影響，會對系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來極大困難。因此安裝時在傳感器上方加裝殼體，防止自然環(huán)境對機(jī)構(gòu)部件的影響。 露天礦場中，系統(tǒng)由于范圍較廣，傳輸線路較長，人員較多。在安裝時注意避開人員活動密集區(qū)，因該系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)行速度較高，

36、容易造成人員和設(shè)備的損傷，安裝時應(yīng)特別注意。 第2節(jié) 地下礦井中的應(yīng)用 該系統(tǒng)在地下礦井中安裝時：由于地下礦井中彎道、岔道較多，所以在大彎道的外側(cè)安裝保護(hù)裝置，防止礦車通過此處是在向心力作用下向外側(cè)翻，在內(nèi)測安裝滾輪，降低礦車轉(zhuǎn)彎時的內(nèi)測彎道摩擦力，提高運(yùn)行效率。 還要注意礦井中的低矮路段的位置傳感器安裝位置，防止積水進(jìn)入傳感器和各個執(zhí)行部件，造成事故，影響系統(tǒng)正常工作， 地下礦井中一般塵土比較多，注意各個部件安裝位置應(yīng)略高于軌道一小段，避免款車在經(jīng)過軌道時揚(yáng)塵進(jìn)入相對部件中造成影響，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定和不必要的停車檢修。 第6章 可能遇到的問題及解決方案 第一節(jié) 運(yùn)行

37、中突然停車 系統(tǒng)在運(yùn)行過程中突然停車，主要有三方面的原因。一方面是系統(tǒng)的傳輸線路出現(xiàn)故障，導(dǎo)致傳感器無法發(fā)送檢測指令或執(zhí)行機(jī)構(gòu)不能及時收到總控端口發(fā)送到命令。解決方法是由專業(yè)技術(shù)人員對信號傳輸線路進(jìn)行全面檢查，找到故障點(diǎn)，及時更換傳輸線路或改變安裝位置。 第二方面的原因就是：由于工作環(huán)境的多塵狀況導(dǎo)致相對運(yùn)動部件間的磨損達(dá)到極限，阻礙相對運(yùn)動，為保證人員安全，系統(tǒng)自動停車。解決方法是有專業(yè)人員對系統(tǒng)的相對運(yùn)動部件進(jìn)行專業(yè)檢測，查出磨損嚴(yán)重的部件，進(jìn)行維修或更換，并在各運(yùn)動部件間加注潤滑油。 第三方面的原因就是：礦車在行進(jìn)過程中遇到超過負(fù)載300%的作用力，為保證人員安全及系統(tǒng)各個部件

38、的長期使用，系統(tǒng)會自動停車，待查明原因后，經(jīng)檢查系統(tǒng)確認(rèn)后繼續(xù)運(yùn)行。 第2節(jié) 不能準(zhǔn)確停車 不能準(zhǔn)確地按照系統(tǒng)初始設(shè)定位置停車、卸貨、及運(yùn)行，一種情況是：由于傳感器的檢測故障，使系統(tǒng)錯誤地執(zhí)行停車命令，解決方法是由專業(yè)人員對相應(yīng)的傳感器進(jìn)行檢查，及時維修或更換。 第二種情況是由于傳輸線路的干擾，導(dǎo)致系統(tǒng)傳輸線路中多出了不必要的信號，是執(zhí)行機(jī)構(gòu)錯誤地接收命令。解決方法是在保證人員安全的情況下，停止系統(tǒng)的運(yùn)行，切斷傳輸線路中的電信號源，使其接地，釋放多余的電信號。并對傳輸線路的交叉線路段進(jìn)行檢查，防止線路中的電信號互相干擾。 第三種情況是主驅(qū)動電機(jī)由于長時間工作，以及環(huán)境的影響。造

39、成驅(qū)動電機(jī)磨損加劇，以至于不能準(zhǔn)確執(zhí)行系統(tǒng)發(fā)送的控制信號，造成停車或者相應(yīng)變速車位的異常。解決方法是：先停止系統(tǒng)運(yùn)行，由專業(yè)人員對主驅(qū)動電機(jī)進(jìn)行安全檢修，確保主驅(qū)動電機(jī)的正常、穩(wěn)定工作。在經(jīng)檢查系統(tǒng)確認(rèn)后繼續(xù)運(yùn)行。 第3節(jié) 不能準(zhǔn)確卸車 第一種可能是翻車機(jī)前面的傳感器由于長期工作在多塵環(huán)境下，導(dǎo)致傳感器的檢測結(jié)果失真，解決方法是檢測卸車路段的各個傳感器，維修或更換檢測失真的傳感器。 第二種可能是系統(tǒng)運(yùn)行時間過長，傳輸線路中殘余信號影響系統(tǒng)相應(yīng)精度，致使卸車系統(tǒng)工作異常。解決方法是：停止系統(tǒng)運(yùn)行，是信號傳輸線路接地釋放殘余信號，然后經(jīng)檢查系統(tǒng)檢查后繼續(xù)運(yùn)行。 第三種可能是個別相

40、對運(yùn)動機(jī)構(gòu)間的摩擦過于劇烈，導(dǎo)致卸車相關(guān)部件執(zhí)行機(jī)構(gòu)異常，造成提前卸車或過點(diǎn)卸車，影響系統(tǒng)運(yùn)行準(zhǔn)確度。解決方法是：停止系統(tǒng)運(yùn)行，由專業(yè)人員檢查相關(guān)相對運(yùn)動部件的磨損情況，并根據(jù)實(shí)際情況作出維修或更換部件的建議。 第4節(jié) 運(yùn)行速度不穩(wěn)定 系統(tǒng)運(yùn)行后，一般正常情況下是除特殊位之外勻速運(yùn)行的，如果系統(tǒng)在正常的路段運(yùn)行的速度不穩(wěn)定，一方面可能是由于電壓的不穩(wěn)定導(dǎo)致主驅(qū)動電機(jī)輸出功率不穩(wěn)定，影響系統(tǒng)運(yùn)行速度，解決方法是停車檢查系統(tǒng)運(yùn)行電壓，必要時可采用單獨(dú)的變壓器供電。 第二方面可能是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的相對運(yùn)動部件之間缺乏潤滑油或磨損嚴(yán)重，解決方法是檢查可能出現(xiàn)情況的相對運(yùn)動部件，加注潤滑油或更

41、換磨損嚴(yán)重的相對運(yùn)動部件。再調(diào)試運(yùn)行。 第7章 系統(tǒng)的日常維護(hù) 第1節(jié) 系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)下的維護(hù) 系統(tǒng)運(yùn)行時，由于各個傳感器及傳輸線路中存在電信號，因此不能用濕潤的毛巾對電動機(jī)、傳輸線路、傳感器等部件直接進(jìn)行擦拭，以防觸電或影響系統(tǒng)運(yùn)行，造成人員傷亡或系統(tǒng)卡死。只能用干毛巾對裸露的非運(yùn)動部件進(jìn)行清潔工作，運(yùn)動件只能在停車狀態(tài)下清潔。 系統(tǒng)運(yùn)行時，可以用電壓檢測裝置不定時地檢驗(yàn)電壓，防止由于過壓或欠壓導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行異常。 系統(tǒng)運(yùn)行時，由專業(yè)人員在監(jiān)控室中監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行情況，了解各部分的狀態(tài)，對容易出現(xiàn)問題的各個部分和可能造成事故的部分進(jìn)行全面監(jiān)控，并結(jié)合實(shí)際情況作出檢修及維護(hù)判斷，預(yù)

42、防事故的發(fā)生。 第2節(jié) 系統(tǒng)停車狀態(tài)下的維護(hù) 系統(tǒng)停止運(yùn)行后，應(yīng)在各個相對運(yùn)動部件間加注潤滑油，具體選用潤滑油根據(jù)環(huán)境溫度和工作場合揚(yáng)塵的變化選用不同的潤滑油。 系統(tǒng)停止運(yùn)行后，可將傳輸線路電源切斷，接地釋放殘余電信號，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行時的信號有效性。 每次系統(tǒng)停車后，都應(yīng)對各個容易出現(xiàn)故障的機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢查，對受力程度較高的部件進(jìn)行維護(hù)（包括清潔、潤滑及檢測），確保各部件在系統(tǒng)工作時能快速穩(wěn)定地執(zhí)行命令。 結(jié)束語 本論文通過對礦車的自動化運(yùn)輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對設(shè)計(jì)中需要了解的相關(guān)名詞進(jìn)行了相關(guān)介紹，需要掌握的自動化設(shè)計(jì)的參數(shù)做了相關(guān)了解，并考慮到該設(shè)計(jì)在實(shí)際運(yùn)行中可能遇到

43、的問題，對這些問題提出了初步的解決方案，交代了該系統(tǒng)在日常運(yùn)行中的維護(hù)及注意事項(xiàng)。 由于知識的不足，本設(shè)計(jì)還有許多需要改進(jìn)的地方。雖然我的論文作品不是很成熟，還有很多不足之處；但我可以自豪的說，這里面的每一段文字，每一段程序，都是我的勞動成果。這次做論文的經(jīng)歷也會使我終身受益，我感受到做論文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己學(xué)習(xí)的過程和研究的過程，沒有學(xué)習(xí)就不可能有研究的能力，沒有自己的研究，就不會有所突破，那也就不 叫論文了。 謝 辭 從開始接到論文題目到系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，再到論文文章的完成，每走一步對我來說都是新的嘗試與挑戰(zhàn)，這也是我在大學(xué)期間獨(dú)立完成的最大的項(xiàng)目。

44、 非常感謝熊建國老師及各位專業(yè)老師在我大學(xué)的最后學(xué)習(xí)階段——畢業(yè)設(shè)計(jì)階段給自己的指導(dǎo)，從最初的定題，到資料收集，到寫作、修改，到論文定稿，他們給了我耐心的指導(dǎo)和無私的幫助。為了指導(dǎo)我們的畢業(yè)論文，他們放棄了自己的休息時間，他們的這種無私奉獻(xiàn)的敬業(yè)精神令人欽佩，在此我向他們表示我誠摯的謝意。同時，感謝所有任課老師和所有同學(xué)在這四年來給自己的指導(dǎo)和幫助，是他們教會了我專業(yè)知識，教會了我如何學(xué)習(xí)，教會了我如何做人。正是由于他們，我才能在各方面取得顯著的進(jìn)步，在此向他們表示我由衷的謝意，并祝所有的老師培養(yǎng)出越來越多的優(yōu)秀人才，桃李滿天下！ 參考文獻(xiàn) （1）李建興. 可編程控制應(yīng)用技術(shù).

45、 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001. （2）MITSUBISHI. FX1S. FX1N. FX2N. FX2NC 系列編程手冊. 日本：日本三菱電機(jī)株式會社，2001. （3）廖常初. 可編程序控制器的編程方法與工程應(yīng)用.重慶:重慶大學(xué)出版社，2009. （4）方承遠(yuǎn).電氣控制原理與設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007. （5）SIMATIC.S7-300和S7-400的梯形圖（LAD）編程.SIMATIC,2008. （7）薛飛麗.電工技術(shù).北京交通大學(xué)出版社.2011 （8）易沅屏.電工學(xué).北京.高等教育出版社.1993 （9）朱耀忠.電機(jī)與電力拖動.北京：航天航空大學(xué)出版社.2005 （10）金續(xù)曾.電動機(jī)的選型及應(yīng)用.北京：中國電力出版社.2003