基于plc的矸石山变频绞车电控系统的制作方法
【专利摘要】矿难的不断发生对煤矿开采是一个巨大威胁，矸石山绞车电控系统变得不可忽视，传统的电控系统，设备老化，故障率极高，严重影响矿山的安全生产；本实用新型公开了一种基于PLC的矸石山变频绞车电控系统，其中包括供电模块及数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块和数据输出控制模块，采用西门子S7?200PLC作为微处理器，通过PLC与上位机之间的数据传输，完成绞车的保护功能、监控功能和控制功能，同时将绞车运行数据通过WiFi无线传到监控中心，从而实现绞车的异地控制和无人值守等自动化功能。
【专利说明】
基于PLC的矸石山变频绞车电控系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及煤矿安全和智能高效技术领域，具体是一种基于PLC的矸石山变频绞车电控系统。
【背景技术】
[0002]矿难的不断发生对煤矿的安全生产敲着警钟，国家对煤矿的安全开采也十分重视，矿井生产的安全要求越来越高，矸石山绞车电控系统变得不可忽视，我国矸石山绞车提升系统中，大多采用老式的TKD电控系统，设备老化，故障率极高，严重影响矿山的安全生产。
[0003]本实用新型公开了一种更加精确、可靠、智能的一种基于PLC的矸石山变频绞车电控系统，采用西门子S7-200PLC作为微处理器，PLC控制器能够适应工业自动化的各种应用场合，具有循环周期短、处理速度快、模块化编程、可供选择的CPU和I/O模块等特点，方便自动化系统设计，西门子S7-200PLC应用在矸石山绞车电控系统中，完成绞车的保护功能、监控功能和控制功能，同时将绞车运行数据通过WiFi无线传到监控中心，从而实现绞车的异地控制和无人值守等自动化功能。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型目的是提供具体是一种基于PLC的矸石山变频绞车电控系统，已解决现有技术上的煤矿安全性和智能性问题。
[0005]为了达到上述目的，本实用新型所采取的技术方案为:基于PLC的矸石山变频绞车电控系统，其特征在于包括:供电模块及数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块和数据输出控制模块;供电模块及数据采集模块包括防爆电源、电机和检测电路，供电模块主要是防爆电源给芯片供电，其中电机是带动矸石山变频绞车的运行单元，检测电路是检测电机运行参数单元，将电机运行参数传至数据处理模块中A/D模块处理;数据传输模块包括用于串口通信的RS485总线和WiFi无线模块;数据处理模块包括西门子S7-200PLC、A/D模块、IXD、SDRAM、上位机以及键盘，A/D模块是16位AD模块，其与PLC处理芯片相连，PLC与上位机之间连接传输数据，上位机是对PLC传来数据进行分析处理，SDRAM和LCD是与PLC连接的外围电路，键盘与上位机连接，进行处理程序的输入;数据输出控制模块包括报警模块、滚筒和液压站；当相应电机参数数据经上位机分析由LCD显示，实现电机实时监控；当电机参数出现异常时，首先是报警模块报警，工作人员通过键盘输入程序至上位机，上位机作用PLC控制滚筒，最后控制液压站使绞车安全制动，减少故障发生。
[0006]所述的基于PLC的矸石山变频绞车电控系统，其特征在于:供电模块及数据采集模块包括防爆电源、电机和检测电路，供电模块主要是防爆电源给芯片供电，电机是带动矸石山变频绞车的运行单元，检测电路是检测电机运行参数单元。
[0007]所述的基于PLC的矸石山变频绞车电控系统，其特征在于:数据传输模块包括用于串口通信的RS485总线和WiFi无线模块;RS485总线连接器为DB-25，可实现A/D模块与PLC之间的连接，完成数据向PLC输入;WiFi模块是基于IEEE802.1 In协议设计，实现PLC与上位机的连接。
[0008]所述的基于PLC的矸石山变频绞车电控系统，其特征在于:数据处理模块包括西门子S7-200PLC、A/D模块、LCD、SDRAM、上位机以及键盘;A/D模块作用是将检测到电机运行参数经16位AD模块进行模数转换，PLC是系统的微处理器，其是采用选择西门子公司S7-200系列的PLC;LCD和SDRAM用于显示存储大量数据信息；上位机用于数据分析处理;键盘用于处理程序的输入。
[0009]所述的基于PLC的矸石山变频绞车电控系统，其特征在于:数据输出控制模块包括报警模块、滚筒和液压站;报警模块中具有报警电路，其核心芯片为广州美芯电子科技公司MXG80语音芯片;滚筒作用是钢绳连接绞车的定滑轮，液压站作用是控制绞车紧急刹车。
[0010]本实用新型首先将电机运行参数通过检测电路检测，经A/D模块处理后通过RS485总线传送到西门子S7-200系列的PLC中，完成信号离散量化，PLC将传来的数据经WiFi无线模块送入上位机进行分析处理，其中防爆电源给PLC进行供电，IXD和SDRAM用于显示存储大量数据信息，若电机运行参数异常时，首先报警模块报警，工作人员通过键盘输入程序至上位机，经上位机处理后的数据送给PLC，随即由PLC控制滚筒，最后控制液压站使绞车安全制动，实时监控绞车电控系统，减少故障发生。
[0011]本实用新型的优点是:本实用新型的电路简单可靠、数据传输可靠、操作简单、安全价值高、便于维护等许多优点。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型结构框图
【具体实施方式】
[0013]结构框图如图1所示，基于PLC的矸石山变频绞车电控系统，供电模块及数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块和数据输出控制模块，其特征在于:数据采集模块中检测电路(2)检测电机(I)运行参数，随即送入A/D模块(3)中，经A/D模块(3)处理后通过RS485总线(4)传送到西门子S7-200系列的PLC(5)中，完成信号离散量化，PLC(5)将传来的数据经WiFi无线模块(7)送入上位机(8)进行分析处理，其中防爆电源(6)给PLC(5)进行供电，LCD
(10)和SDRAM(Il)用于显示存储大量数据信息，若电机(I)运行参数异常时，首先报警模块
(12)报警，工作人员通过键盘(9)输入程序至上位机(8)，经上位机(8)处理后的数据送给PLC(5)，随即由PLC(5)控制滚筒(13)，最后控制液压站(14)使绞车安全制动，实时监控绞车电控系统，减少故障发生。
[0014]原理如图1所示，此设计分为两部分，第一部分是电机参数检测及PLC处理，检测电路检测电机运行参数，经A/D模块处理后传送至西门子S7-200系列的PLC中，PLC将传来的数据送入上位机进行分析处理;第二部分是上位机分析处理及控制液压站，若电机运行参数异常时，首先报警模块报警，工作人员通过键盘输入程序至上位机，经上位机处理后的数据再发送给PLC，随即由PLC控制滚筒，最后控制液压站使绞车安全制动，IXD和SDRAM用于显示存储大量数据信息，实时监控绞车电控系统。
【主权项】
1.基于PLC的矸石山变频绞车电控系统，其特征在于包括:供电模块及数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块和数据输出控制模块;供电模块及数据采集模块包括防爆电源、电机和检测电路，供电模块主要是防爆电源给芯片供电，其中电机是带动矸石山变频绞车的运行单元，检测电路连接电机，检测其运行参数，将电机运行参数传至数据处理模块中A/D模块处理;数据传输模块包括用于串口通信的RS485总线和WiFi无线模块;数据处理模块包括西门子S7-200PLC、A/D模块、LCD、SDRAM、上位机以及键盘，A/D模块是16位AD模块，其与PLC处理芯片相连，PLC与上位机之间连接传输数据，上位机是对PLC传来数据进行分析处理，SDRAM和LCD是与PLC连接的外围电路，键盘与上位机连接，进行处理程序的输入;数据输出控制模块包括报警模块、滚筒和液压站；当相应电机参数数据经上位机分析由LCD显示，实现电机实时监控；当电机参数出现异常时，首先PLC控制报警模块报警，工作人员通过键盘输入程序至上位机，上位机作用PLC控制滚筒，最后控制液压站使绞车安全制动，减少故障发生。2.根据权利要求1所述的基于PLC的矸石山变频绞车电控系统，其特征在于:RS485总线连接器为DB-25，可实现A/D模块与PLC之间的连接，完成数据向PLC输入;WiFi模块是基于IEEE802.1 In协议设计，实现PLC与上位机的连接。3.根据权利要求1所述的基于PLC的矸石山变频绞车电控系统，其特征在于:数据处理模块中PLC是系统的微处理器，其型号为西门子公司S7-200系列。4.根据权利要求1所述的基于PLC的矸石山变频绞车电控系统，其特征在于:报警模块中具有报警电路，当电机参数出现异常时装置会自动报警，其核心芯片为广州美芯电子科技公司MXG80语音芯片。
【文档编号】G05B19/05GK205670249SQ201620368415
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年4月26日
【发明人】王跃豪, 曹珍贯, 刘骏, 赵晨阳, 聂然, 张子良
【申请人】安徽理工大学