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监控视频界面随动自动切换竖井监控系统研究

作　者: 夏海波
导　师: 王庭有
学　校: 昆明理工大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 矿山竖井提升机变频调速视频监视 PLC
分类号: TD633
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

目前,国内的矿山竖井提升系统主要采用交流异步电机进行拖动,转子回路串、切电阻进行调速,由继电器—接触器构成逻辑控制装置(TKD—A系统为代表)。众多的逻辑控制是通过大量的继电器来实现的,系统存在着线路复杂、稳定性差、故障点多,控制精度低,维护工作量大,运行不经济等缺点。在运行过程中,高低速转换频繁,调速性能差、运行状态的切换死区大及调速不平滑,电气设备经常承受冲击电流,带来的危害较大,轻则损坏控制设备,重则造成人身事故；而且绞车司机全凭经验控制提升机的运行速度,造成运行速度不均匀,停车位置不准确,自动化程度不高。另外,司机是根据仪表来判断提升容器的位置,无法看到各个巷道口的实时直观情况,人员是否上下完毕或货物是否装卸完毕,岔机是否扳到位亦不知晓。因此,对传统的交流提升机控制系统进行技术改造非常必要。通过对矿山竖井提升机的安全保护系统的研究,利用现代控制技术和手段,作者对云南锡矿大屯锡矿矿山竖井(副井)牵引系统进行现代化改造。由于提升机的运行速度变化频繁,并根据传统系统调速的缺点和大屯矿山竖井的实际生产情况,本系统采用交流变频技术和无触点的PLC系统代替有触点的继电器逻辑控制系统实现对提升机的控制。而整个系统采用“工控机操作监控和视频监视,PLC控制”的上下位机控制模式。改造方案为PLC与工控机通信,将读入的现场设备的状态信号如电动机的转速、提升容器的速度、提升深度、钢丝绳的动、静载荷、制动回路的油温油压、电动机及变频器的温度等,以及超速、过卷、钢丝绳滑动、过载、过压欠压等故障信号,上传给工控机,监控界面实时地显示设备的运行状态,当有故障时发出报警声并把各种故障存储在指定的路径中,以便故障查询,而PLC接收、执行工控机发来的各种控制命令；同时,上位机接收通过光纤传送、视频采集卡采集的视频信号,实时地显示巷道口的情况,并随着提升容器所处巷道口位置的改变,视频监视界面自动切换到该巷道口。改造后的监控系统实现了将数据、文字、声音、图形、图像等多媒体有机地结合在一起,提高了信息利用率。本系统的改造设计主要包括矿山竖井牵引系统的硬件设计、现场控制软件的设计与开发、上位机监控界面和视频监视软件的设计与开发。而对于硬件设计,在降低成本的情况下,部分保留了原有的硬件结构和组成,本文重点阐述现场控制软件和上位机监控监视软件的开发与实现,并实现它们之间的通信。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-11
第一章绪论  11-17
  1.1 前言  11-12
  1.2 国内外提升机电气控制系统研究现状  12-15
    1.2.1 国外提升机电气传动技术现状  12-13
    1.2.2 国内提升机电气传动技术现状  13-15
  1.3 本课题的主要研究目的和研究内容  15-16
    1.3.1 本课题的研究目的  15-16
    1.3.2 本课题的研究内容  16
  本章小结  16-17
第二章矿井提升系统  17-23
  2.1 概述  17-18
    2.1.1 矿井提升系统的组成  17
    2.1.2 矿井提升系统分类  17-18
  2.2 矿井提升机电气传动系统  18-21
    2.2.1 矿井传动系统的组成  18
    2.2.2 矿井提升机的电气传动类型  18-21
  本章小结  21-23
第三章竖井提升控制改造系统及硬件选择  23-45
  3.1 竖井提升系统改造后的系统分析  23-24
  3.2 PLC改造后的控制系统及功能  24-26
    3.2.1 PLC改造后的控制系统  24-25
    3.2.2 系统的控制功能  25-26
  3.3 硬件设备选择及安装  26-45
    3.3.1 可编程控制器(PLC)  26-32
    3.3.2 变频器  32-36
    3.3.3 制动电阻的选择  36-38
    3.3.4 位置检测器  38-41
    3.3.5 视频通信介质选取  41-43
    3.3.6 摄像机  43-45
第四章 PLC现场控制与通信  45-57
  4.1 编程软件简介  45-46
  4.2 PLC软件系统设计  46-48
  4.3 PLC控制变频器软件设计  48-49
    4.3.1 控件变量  48
    4.3.2 变频控制系统  48-49
  4.4 PLC与上位机VC++通信  49-55
    4.4.1 控件属性及通信处理  50-51
    4.4.2 通信原理  51
    4.4.3 通信控制流程  51-53
    4.4.4 PLC通信软件设计  53-54
    4.4.5 上位机通信软件设计  54-55
  本章小结  55-57
第五章上位机监控软件设计  57-65
  5.1 软件概述  57-59
  5.2 监控软件开发与实现  59-63
    5.2.1 视频监视模块  59-61
    5.2.2 参数监视模块  61
    5.2.3 故障报警模块  61-62
    5.2.4 深度指示模块  62
    5.2.5 巷口选择模块  62
    5.2.6 时间显示及文字设置模块  62-63
  5.3 监控界面实现  63-64
  本章小结  64-65
第六章结论和展望  65-67
  6.1 结论  65-66
  6.2 展望  66-67
致谢  67-69
参考文献  69-73
附录A 攻读学位期间发表论文目录  73-75
附录B 程序设计  75-82
  1 PLC通信程序  75-76
  2 初始化串口参数代码  76-78
  3. 测速程序  78-79
  4. 视频自动切换程序  79-82

监控视频界面随动自动切换竖井监控系统研究

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