煤炭销售铁路装车站自动控制系统

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1、硕士学位论文煤炭销售铁路装车站自动控制系统AutomaticControlSystemoftheCoalSalesRailwayLoadingStation作者：雷天华导师：雷汝海副教授中国矿业大学二〇一六年六月中图分类号TP273学校代码10290UDC621.3密级公开中国矿业大学硕士学位论文煤炭销售铁路装车站自动控制系统AutomaticControlSystemoftheCoalSalesRailwayLoadingStation作者雷天华导师雷汝海申请学位工学硕士培养单位信电学院学科专业控制科学与工程研究方向过程监测与控制答辩委员会主席李明评阅人二〇一六年六月论文审阅认定书研究生

2、雷天华在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢光阴荏苒，日月如梭，三年的研究生生涯即将结束。刚入校门时的境况还历历在目，一切都还是那么好奇与新鲜，为能够在中国矿业大学学习而自豪；而如今，即将毕业离开这所母校，内心有着深深的不舍。在这三年来，收获颇丰，无论是学识、认知还是人际交往都得到了极大的提升与改变，感谢矿大能够给予我成长的平台与空间；更感谢在这一阶段，教导我的老师，帮助我的同学们

3、，在这里我谨向他们致以最真诚的谢意！在论文即将完稿之际，向我的导师雷汝海副教授表示衷心的感谢和诚挚的敬意。从师三载，感谢您对我的学习、生活等方面的悉心照顾和关怀。在论文撰写过程中，无论是论文的选题、设计、实现到最终的定稿，老师都给予了我细致的指导。雷老师深厚的学术修养，严谨的治学态度，强烈的责任心，宽厚、谦和的为人，不仅让我扩宽了专业知识，更提升了综合素质；这些在我以后的工作、生活中产生重要的影响，令我终身受益。感谢徐州兆恒工控科技有限公司为我提供了参与工程项目的平台，能够有机会与公司各位技术工作人员学习交流，他们丰富的工程项目经验与认真细致的工作态度令我受益匪浅。特别感谢马星工程师、张科

4、工程师，他们在我参与项目时，给予了我悉心指导。感谢实验室所有成员，为实验室营造了良好的学术气氛，感谢他们在学术和生活上对我的帮助。感谢班级同学和其他同学的陪伴，和他们一起度过这三年美好时光。感谢我的父母，他们的默默付出与支持让我能够完成学业；养育之恩，无以为报，只愿他们永远健康快乐。感谢各位专家和老师在百忙中评阅论文。摘要装车系统是煤炭销售的必备环节，能够将煤炭按照需求快速、安全、高效的装车对煤炭生产企业具有重要的意义。本文对国内外装车系统的现状进行了叙述，并分析各种装车系统的优势与不足；依据变频控制和内模控制理论，以枣矿集团蒋庄煤矿装车系统为背景，设计了一套煤炭装车站自动控制系统。该煤炭

5、装车站自动控制系统融合了PLC控制技术、网络通信技术、传感器检测技术、变频控制和基于内模原理的PID控制策略，实现自动控制与人工操作控制的两种装车方式。本论文主要从以下几个方面进行了研究工作：（1）对自动控制系统构架进行设计，完成装车自动控制系统中PLC硬件系统设计、模块选型、传感器设备的选型等；完成了对被控设备的电气部分设计；实现利用动态电子轨道衡对列车装载量的动态称量；利用光电开关对列车车厢的定位检测；利用料位计实现对装载车厢煤位高度的检测。控制系统选择采用西门子S7-300系列PLC为程序控制核心，通过采用以太网技术、PROFIBUS-DP技术实现系统的通信网络构建。（2）将传统的P

6、ID控制策略与内模控制原理相结合，根据装车高度设定装载量模型，从而实现对绞车牵引速度的控制。为实现装载量与列车牵引速度精确配合，建立被控对象放料闸门的数学模型，采用基于内模原理的PID控制器，并实现参数整定；控制器调节闸门的开闭程度，从而实现对列车装载量连续、稳定的控制。（3）系统程序设计分为PLC程序设计与上位机监控界面设计。PLC控制程序利用STEP7V13编程软件依据控制策略实现对控制系统的硬件组态、参数设置与程序块功能的实现。利用昆仑通态触摸屏作为上位机，采用MCGS软件设计上位机界面，监测并控制设备运行。经现场运行表明，本控制系统设置合理，能够有效的提高煤炭装车的效率和精度，节约

7、生产成本，具有一定的应用价值和意义。本论文有图59幅，表10个，参考文献78篇。关键词：PLC；MCGS；给煤机；内模PID控制IAbstractCoalloadingsystemisanessentialpartofthecoalsales.Therapid,safeandefficientloadingofcoalinaccordancewiththedemandisgreatsignificancetocoalpr