煤礦皮帶運輸PLC控制

1、畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）（說 明 書）題 目： 煤礦皮帶運輸PLC控制 姓 名： 編 號： 20102003707 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2013 年 5 月 10 日平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計 （論文） 任 務(wù) 書姓名 專業(yè) 電氣自動化技術(shù)專業(yè) 任 務(wù) 下 達(dá) 日 期 2013 年 3 月 4 日設(shè)計（論文）開始日期 2013 年 3 月 11 日設(shè)計（論文）完成日期 2013 年 5 月 17 日設(shè)計（論文）題目： 煤礦皮帶運輸PLC控制 A·編制設(shè)計 B·設(shè)計專題（畢業(yè)論文） 指 導(dǎo) 教 師 系（部）主 任 2013年 5 月24日平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)

2、設(shè)計（論文）答辯委員會記錄自動化與信息工程系電氣自動化技術(shù)專業(yè)，學(xué)生 于 年 月 日進(jìn)行了畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯。設(shè)計題目： 煤礦皮帶運輸PLC控制設(shè)計 專題（論文）題目： 煤礦皮帶運輸PLC控制設(shè)計 指導(dǎo)老師： 答辯委員會根據(jù)學(xué)生提交的畢業(yè)設(shè)計（論文）材料，根據(jù)學(xué)生答辯情況，經(jīng)答辯委員會討論評定，給予學(xué)生 畢業(yè)設(shè)計（論文）成績?yōu)?。答辯委員會 人，出席 人答辯委員會主任（簽字）： 答辯委員會副主任（簽字）： 答辯委員會委員： ， ， ， ， ， ， 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）評語第 頁共 頁學(xué)生姓名： 專業(yè)電氣自動化技術(shù)專業(yè) 年級 2010 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 煤礦皮帶運輸PL

3、C控制設(shè)計 評 閱 人： 指導(dǎo)教師： （簽字） 年 月 日成 績： 系（科）主任： （簽字） 年 月 日畢業(yè)設(shè)計（論文）及答辯評語： 摘 要本篇畢業(yè)設(shè)計介紹了一種利用先進(jìn)的PLC技術(shù)對煤礦企業(yè)皮帶機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造的方案；并且敘述了皮帶機(jī)的基本原理、皮帶機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的工程設(shè)計步驟。輸煤皮帶系統(tǒng)是工礦企業(yè)中較為龐大的一個公用系統(tǒng)，現(xiàn)階段的大多數(shù)企業(yè)中，其輸送過程是通過皮帶輸送機(jī)來完成，整個輸煤系統(tǒng)有多臺輸送距離較長的皮帶輸送機(jī)組成。輸煤系統(tǒng)的主要任務(wù)是由料斗和皮帶的傳遞將煤由給煤機(jī)輸送到洗煤廠，再經(jīng)由皮帶機(jī)傳送到煤倉。在此次設(shè)計中主要概述了輸煤過程中對皮帶傳輸?shù)目刂坪捅O(jiān)控。輸煤皮帶控制系統(tǒng)的設(shè)計是

4、一個很傳統(tǒng)的課題，現(xiàn)在隨著各種先進(jìn)精確的諸多控制儀器的出現(xiàn)，輸煤皮帶控制的設(shè)計方案也越來越先進(jìn)，越來越趨于完美，各種參考文獻(xiàn)也數(shù)不勝數(shù)。該系統(tǒng)用西門子公司S7-300系列PLC作為控制核心，整個系統(tǒng)采用了一臺PLC控制3臺皮帶機(jī)，整個控制系統(tǒng)設(shè)一個控制室。利用PLC控制皮帶輸煤機(jī)，實現(xiàn)了逆煤啟動、順煤停止、故障停止、緊急停止的功能，并且有手動控制和自動控制兩種控制方式， 從而實現(xiàn)了輸煤系統(tǒng)的自動化功能。 可編程控制器（簡稱PLC）由于其將系統(tǒng)的繼電器技術(shù)，計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)融為一體，以其可靠性高，穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)，以及編程簡單，維護(hù)方便，通訊靈活等眾多優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程和裝置

5、的自動控制中。PLC不僅能實現(xiàn)復(fù)雜的邏輯控制，還能完成定時、計算和各種閉環(huán)控制功能。設(shè)置性能完善、質(zhì)量可靠、技術(shù)先進(jìn)的可編程控制器PLC控制皮帶運輸機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，可以實現(xiàn)高自動化的皮帶機(jī)群的集中控制（包括遙控）及保護(hù)。關(guān)鍵字：可編程序控制器；輸煤自動控制系統(tǒng) ；皮帶輸送機(jī)；單機(jī)控制；目 錄摘 要1第一章 概述31.1首山礦概述31.2綜合自動化系統(tǒng)31.2.1綜合自動化系統(tǒng)的概念31.2.2 綜合自動化總體設(shè)計理念41.2.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)4第二章 井下皮帶運輸自動化系統(tǒng)52.1基本情況52.2總體設(shè)計62.3 操作方式62.3.1 遠(yuǎn)程集控操作方式62.3.2 就地集控操作方式62.3.3 手動操作

6、方式72.4 帶式輸送機(jī)72.4.1 帶式輸送機(jī)的類型72.4.2 帶式輸送機(jī)的組成72.4.3 工作原理102.4.4 安全保護(hù)裝置102.5往復(fù)式給煤機(jī)132.5.1 概述132.5.3 往復(fù)式給煤機(jī)的組成142.5.4 型往復(fù)式給煤機(jī)工作原理簡述142.5.5 往復(fù)式給煤機(jī)的主要特點：14第三章 基于井下皮帶機(jī)PLC控制系統(tǒng)153.1 PLC簡介153.1.1 PLC組成153.1.2 PLC特點163.1.3 PLC應(yīng)用領(lǐng)域163.1.4 PLC的基本工作原理173.2井下遠(yuǎn)程KTK（80）礦用隔爆兼本安型可編程控制裝置193.2.1主要功能特點：203.2.2 KTK（80）礦用隔爆

7、兼本安型可編程控制裝置組成203.2.3主要技術(shù)指標(biāo)203.2.4 結(jié)構(gòu)特性213.2.5 KTK（80）礦用隔爆兼本安型可編程控制裝置工作原理21第四章 控制系統(tǒng)設(shè)計224.1控制裝置組成：224.2控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)224.3控制系統(tǒng)的硬件組成234.4 PLC硬件系統(tǒng)配置24根據(jù)控制系統(tǒng)的要求及I/O點數(shù)的估算系統(tǒng)PLC選用SIEMENS公司S7-300。244.5 井下皮帶系統(tǒng)控制294.5.1 單臺啟動294.5.2 一鍵啟動304.6 PLC的皮帶控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計314.6.1 S7-300輸入、輸出端子分配314.6.2 電氣原理圖：334.6.3 編程程序：33參考文獻(xiàn)40致

8、 謝41第一章 概述1.1首山礦概述首山一礦井田位于平頂山市東北，距平頂山市約25km，行政區(qū)隸屬襄城縣管轄。井田位于丘陵平原的過度部位。井田內(nèi)可采及局部可采煤層5層，可采儲量308.49Mt，主采戊9-10及己16-17(含己15)煤層為中厚及厚煤層，厚度穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，具備了建設(shè)現(xiàn)代化大型高產(chǎn)高效礦井的資源條件。礦井正常涌水量405.34m3/h；最大涌水量486.41m3/h。地質(zhì)報告初步預(yù)測己及戊煤層為有瓦斯突出危險煤層，己煤層底板埋深多在730m以下，鉆孔實測巖溫39.7050.57，全部處在二級高溫區(qū)，戊煤層底板埋深多在550m以下，鉆孔實測巖溫32.6242.99，大部處在二級高

9、溫區(qū)，少部處在一級高溫區(qū)。采煤方法以走向長壁綜采一次采全高采煤法為主。礦區(qū)煤炭生產(chǎn)計劃目標(biāo)是到原煤產(chǎn)量達(dá)22.00Mt/a，其中己組煤產(chǎn)量10.76Mt/a。設(shè)計礦井年工作日300d,每天4班作業(yè),每天凈提升14h。首山一礦在設(shè)計時對礦井安全生產(chǎn)綜合自動化（簡稱綜合自動化）方面考慮較少，因此在礦井建設(shè)過程中對綜合自動化系統(tǒng)建設(shè)缺乏總體的規(guī)劃，對綜合自動化涉及的范圍、目標(biāo)定位、綜合自動化的所起的作用、工程實施等方面都沒有詳細(xì)的規(guī)劃。本規(guī)劃將從明確綜合自動化系統(tǒng)概念開始，對綜合系統(tǒng)化的必要性、可行性、適用性、實效性等方面進(jìn)行研究，并針對首山一礦的具體特點，規(guī)劃綜合自動化將要達(dá)到的目標(biāo)、具備的性能、

10、包括的內(nèi)容、工程實施的方案等方面進(jìn)行有針對性的研究，以期指導(dǎo)首山一礦建設(shè)安全生產(chǎn)綜合自動化的工作。1.2綜合自動化系統(tǒng)1.2.1綜合自動化系統(tǒng)的概念綜合自動化系統(tǒng)是應(yīng)用現(xiàn)代電子技術(shù)和自動化技術(shù)對礦井生產(chǎn)過程實現(xiàn)全面監(jiān)控的系統(tǒng)，把采掘生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、皮帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)、輔助生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)等子系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中監(jiān)控，實現(xiàn)生產(chǎn)及輔助生產(chǎn)各運行參數(shù)的統(tǒng)計并上傳至礦區(qū)辦公局域網(wǎng)，這樣使得煤礦生產(chǎn)和管理更加科學(xué)高效。集成當(dāng)今先進(jìn)的計算機(jī)信息化、自動化和監(jiān)測監(jiān)控等技術(shù)，針對煤礦高危險、惡劣環(huán)境的特點，通過系統(tǒng)優(yōu)化和創(chuàng)新，開發(fā)煤礦綜合自動化技術(shù)，在現(xiàn)場控制為主的局部控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上，實現(xiàn)以地面集中操作、分布控制

11、為主的全過程控制。即通過生產(chǎn)現(xiàn)場的設(shè)備層、控制層與信息層的集成，實現(xiàn)控制與管理的數(shù)據(jù)通訊與共享；通過開發(fā)基于中間件技術(shù)的控制軟件，將對生產(chǎn)過程的控制、監(jiān)測能力隨網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展而自然延伸，直至實現(xiàn)通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的異地遠(yuǎn)程監(jiān)測與維護(hù)。綜合自動化系統(tǒng)覆蓋了全礦的生產(chǎn)過程，使用WEB瀏覽功能或安裝客戶端軟件可以使上級主管部門及時了解安全生產(chǎn)情況，進(jìn)行遠(yuǎn)程實時監(jiān)察，及時處理生產(chǎn)過程中的不安全因素生產(chǎn)過程。1.2.2 綜合自動化總體設(shè)計理念綜合自動化從去定義上來看應(yīng)包括兩個部分即“自動化”和“綜合”。所謂自動化主要指礦井生產(chǎn)過程中的涉及的有關(guān)生產(chǎn)、安全、管理等方面的自動化子系統(tǒng)或監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，這是綜合自動化

12、的基礎(chǔ)。所謂“綜合”是利用網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)將上述子系統(tǒng)和監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的信息進(jìn)行有機(jī)的集成，并利用先進(jìn)的計算機(jī)軟件技術(shù)，建立礦井生產(chǎn)的自動化模型，將各子系統(tǒng)的信息進(jìn)行有機(jī)的共享和融合，形成符合生產(chǎn)工藝和安全保障的控制策略，并反饋控制各子系統(tǒng)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、智能聯(lián)動、綜合故障診斷、專家決策、事故預(yù)警等功能。1.2.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)礦井綜合自動化是以礦井生產(chǎn)和安全相關(guān)的各類自動化執(zhí)行系統(tǒng)為基礎(chǔ)，利用先進(jìn)高效的傳輸網(wǎng)絡(luò)將各執(zhí)行系統(tǒng)的信息進(jìn)行綜合，并將綜合處理之后的控制決策指令反饋各執(zhí)行系統(tǒng)，綜合自動化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如下：圖1.1 綜合自動結(jié)構(gòu)圖由上圖可見，規(guī)劃的綜合自動化主要包括密不可分的三部分，分別是：執(zhí)行

13、系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)、控制決策系統(tǒng)，另外還需具備信息發(fā)布系統(tǒng)作為輔助系統(tǒng)第二章 井下皮帶運輸自動化系統(tǒng)2.1基本情況首山一礦前期主要采兩種煤，即己組和戊組煤，此兩種煤質(zhì)差異很大，因此采用的是分采分運的方式進(jìn)行生產(chǎn)，井下主運皮帶目前已經(jīng)基本安裝完畢，主運皮帶主要有6條，包括，己組上倉、己組上山、戊組上倉、已戊配倉和兩條巖石皮帶，沿線還有兩個主要的給煤機(jī)、若干翻板等。其中己組上倉和戊組上倉的電控已經(jīng)完成設(shè)計，皮帶驅(qū)動采用隔爆變頻器，但其控制系統(tǒng)主要是完成對單條皮帶的保護(hù)和控制，沒有對皮帶相關(guān)的給煤機(jī)、變頻器、翻板、除鐵器等進(jìn)行控制，不能完成所有皮帶的集中協(xié)調(diào)控制。2.2總體設(shè)計增加各節(jié)點煤倉的煤位檢

14、測可在皮帶機(jī)頭增加人員探測裝置，防止人員靠近傳動部位增加一套井下皮帶運輸系統(tǒng)系主控制PLC，完成對給煤機(jī)、變頻器的控制，現(xiàn)有集控的PLC控制箱作為分站控制器，主控PLC采用現(xiàn)場通訊方式與分站PLC進(jìn)行通訊，完成各皮帶的流程控制，包括順煤流啟停，一鍵啟停，根據(jù)煤倉的控制策略等功能。增加各節(jié)點煤倉的煤位檢測在各溜煤嘴下口可增加防撕檢測，能及時檢測穿透皮帶的尖銳物，防止大規(guī)模皮帶撕裂。在各運輸皮帶距離皮帶機(jī)頭50米和30米分別配置物料檢測器，以判斷皮帶的運輸狀況，為皮帶的順煤流啟停提供依據(jù)。主控PLC采用以太網(wǎng)方式接入綜合自動化系統(tǒng)在已組、戊組上倉的皮帶分別設(shè)置兩臺皮帶秤，用于計量原煤產(chǎn)量（含巖石）

15、。在兩條巖石皮帶上分別設(shè)置皮帶秤用于計量巖石量，并配合主運皮帶的皮帶秤計算準(zhǔn)確的原煤產(chǎn)量。2.3 操作方式操作控制分遠(yuǎn)程集控、就地集控和就地手動三種操作方式?？梢酝ㄟ^各種邏輯閉鎖設(shè)置實現(xiàn)皮帶運輸機(jī)輕載啟動，有效減少電機(jī)及各方面損耗，實現(xiàn)節(jié)能增效。2.3.1 遠(yuǎn)程集控操作方式遠(yuǎn)程集控方式的控制操作在工控機(jī)上進(jìn)行。系統(tǒng)在進(jìn)入集控方式后，根據(jù)鍵盤/鼠標(biāo)的輸入自動啟動/停止皮帶機(jī)的運行狀況，所有的皮帶機(jī)保護(hù)自動投入運行，并能實現(xiàn)必要的聯(lián)鎖及保護(hù)報警。運行過程中，若設(shè)備出現(xiàn)故障或事故，能立即停止該設(shè)備，系統(tǒng)設(shè)置“緊急停車”按鈕，在按下“緊急停車”按鈕后，立即停止所有設(shè)備。系統(tǒng)啟動前，請將機(jī)頭控制箱的轉(zhuǎn)換

16、開關(guān)應(yīng)處于程控位置。2.3.2 就地集控操作方式就地集控操作方式在井下皮帶操作臺操作，系統(tǒng)可設(shè)置每條皮帶機(jī)的聯(lián)鎖/解鎖狀態(tài)。聯(lián)鎖自動方式下，皮帶機(jī)可按正常閉鎖關(guān)系實現(xiàn)啟動、停機(jī)及自動閉鎖停機(jī)；解鎖手動方式下，皮帶機(jī)在無閉鎖關(guān)系的狀態(tài)下啟停機(jī)。2.3.3 手動操作方式當(dāng)啟動皮帶機(jī)的機(jī)頭礦用隔爆兼本安型可編程控制裝置的轉(zhuǎn)換開關(guān)處于手動位置時，可在機(jī)頭控制箱上實現(xiàn)就地啟停機(jī)。此方式用作檢修試驗，一般不作為正常使用方式。2.4 帶式輸送機(jī)2.4.1 帶式輸送機(jī)的類型（1）按牽引方式不同 可分為滾筒驅(qū)動式和鋼絲繩牽引式兩類 （2）按輸送帶的強(qiáng)度不同 可分為通用型和強(qiáng)力型（3）按帶式輸送機(jī)作用不同 可分為

17、轉(zhuǎn)載式、伸縮式和固定式 （4）按式輸送機(jī)的安裝方式不同 可分為落地式、吊掛式和組合式 2.4.2 帶式輸送機(jī)的組成圖2.1帶式輸送機(jī)1-卸載滾筒 2-輸送帶 3-傳動滾筒 4-導(dǎo)向滾筒5-拉緊滾筒 6-拉緊裝置 7-緊繩裝置 8-上托輥9-下托輥 10-機(jī)身鋼絲繩 11-清掃器 12-機(jī)尾滾筒帶式輸送機(jī)的主要組成部分：輸送帶、托架及機(jī)架、傳動裝置、拉緊裝置、儲帶裝置和清掃裝置等。1）輸送帶輸送帶既是承載機(jī)構(gòu)，又是牽引機(jī)構(gòu)。常用的輸送帶有3種類型，即普通輸送帶、鋼絲繩芯輸送帶和鋼絲繩牽引輸送帶。在這里只介紹前兩種輸送帶的結(jié)構(gòu)。a、普通輸送帶 普通輸送帶可用在固定式、繩架吊掛式和可伸縮帶式輸送機(jī)上

18、。輸送帶夾層用數(shù)層帆布做帶芯，層與層之間用橡膠粘合在起，然后在外表面周圍用橡膠蓋層加以保護(hù)。帆布由棉、尼龍等纖維織成或為混紡物。帆布層用來承受載荷并傳遞牽引力，而橡膠保護(hù)層用來防止外界物體對帆布層的損傷及有害物質(zhì)的腐蝕。輸送帶強(qiáng)度按帆布層的拉斷力來計算。國產(chǎn)橡膠帶有兩種：一種為普通型，每層帆布的徑向拉斷力為56oN / cm ；另一種為強(qiáng)力型，每層帆布的徑向拉斷力為960N / cm 。保護(hù)層的厚度是：上層（與貨載接觸面）厚度為3mm ；下層厚度為lmm 。b、鋼絲繩芯輸送帶此輸送帶是用細(xì)鋼絲繩做帶芯（以承受拉力），外面覆蓋橡膠的強(qiáng)力輸送帶。這種輸送帶基本上分無布層（全膠型）和有布層兩種。2）

19、托輥和機(jī)架a、托輥的作用：用來支承輸送帶，減少輸送帶阻力，并使輸送帶懸垂度不超過一定限度，以保證輸送帶運行平穩(wěn)。 b、托輥的結(jié)構(gòu)托輥由軸、軸承和標(biāo)準(zhǔn)套筒等組成c、托輥的分類及用途托輥按用途可分為槽型托輥、平型托輥、調(diào)心托輥和緩沖托輥4種 。槽型托輥：槽型托輥用于支承承載輸送帶，上托輥的間距一般為1.5m。一般由3個托輥組合而成，槽角一般為30°。平行托輥：平行托輥用于支承回空段輸送帶，一般為長托輥，下托輥的間距一般為3 m。下托輥軸頭卡在機(jī)架的支座里。調(diào)心托輥：調(diào)心托輥多用在固定式帶式輸送機(jī)上,糾正跑偏的輸送帶。固定式輸送機(jī)的托輥式固定的安裝在機(jī)架上的，當(dāng)輸送帶跑偏時，不能用挪動托輥

20、位置的辦法來糾正跑偏現(xiàn)象。 緩沖托輥：緩沖托輥裝在帶式輸送機(jī)的裝載處，用以緩和貨載對輸送帶的沖擊，從而保護(hù)輸送帶。這種托輥的結(jié)構(gòu)與一般托輥相同，只是在套筒上套以若干個橡膠圈。3）驅(qū)動裝置 驅(qū)動裝置有單電動機(jī)驅(qū)動和多電動機(jī)驅(qū)動，有單滾筒傳動和雙滾筒傳動。單滾筒傳動多用于功率不大的帶式輸送機(jī)。一般驅(qū)動裝置均布置在機(jī)頭卸載端。用于礦井下的SPJ -800型與SJ -800 型的帶式輸送機(jī)采用雙滾筒傳動。采用單電動機(jī)驅(qū)動時，兩個滾筒需要用一對齒數(shù)相等的齒輪連接起來；采用雙電動機(jī)傳動時可將齒輪去掉，由兩臺電動機(jī)分別驅(qū)動兩個滾筒。4）拉緊裝置拉緊裝置的作用，一是保證輸送帶有足夠的張力，使?jié)L筒與輸送帶之間產(chǎn)

21、生必要的摩擦力；二是限制輸送帶在各托輥之間的懸垂度，確保輸送機(jī)的正常運轉(zhuǎn)。拉緊裝置分為: 機(jī)械拉緊式和重砣拉緊式兩種。機(jī)械拉緊式又分:螺桿式拉緊與鋼絲繩絞筒式拉緊。5）儲帶裝置儲帶裝置是用來把可伸縮帶式輸送機(jī)伸縮前后的多余輸送帶暫時儲存起來，以滿足采煤工作面持續(xù)前進(jìn)和后退的需要。6）制動裝置對帶式輸送機(jī)制動裝置的規(guī)定，帶式輸送機(jī)在正常工作狀態(tài)或故障狀態(tài)下，根據(jù)不同的停車要求，都必須采取必要的制動，而在制動過程中又要求帶式輸送機(jī)制動裝置必須靈活可靠，各部分傳動機(jī)構(gòu)、閘瓦及接觸面積等應(yīng)符合要求。制動器的種類:帶式逆止器、滾柱逆止器、電力液壓制動器及液壓盤式制動器等。帶式逆止器是在卸載滾筒的架子上固

22、定一塊逆止帶，當(dāng)帶式輸送機(jī)向上運輸時，逆止帶在卸載滾筒分離段上呈卷曲狀態(tài)。若滿載的帶式輸送機(jī)停車發(fā)生逆轉(zhuǎn)時，固定逆止帶的另一頭（浮動的一頭）被逆轉(zhuǎn)的輸送帶帶入輸送帶與滾筒之間，利用其摩擦力，停止?jié)L筒和輸送帶的逆轉(zhuǎn)。這種逆止器的結(jié)構(gòu)簡單、造價低，缺點是在制動時輸送機(jī)必須先倒轉(zhuǎn)一定距離，等到逆止帶完全楔入滾筒后才能產(chǎn)生逆止作用。功率大的輸送機(jī)不宜采用，只用于向上運輸?shù)男⌒蛶捷斔蜋C(jī)。7）清掃裝置清掃裝置主要安裝在卸載端和靠近機(jī)尾換向滾筒的內(nèi)側(cè)回空段輸送帶的上面。用來清掃膠帶表面的黏附物，防止輸送帶損壞。清掃裝置安設(shè)在卸載端，用來清掃膠帶表面的粘附物料。目前我國帶式輸送機(jī)上使用較多的是刮板式清掃器。

23、其刮板（用橡膠帶制成）靠重砣的重量緊貼在輸送帶上，將卸載后輸送帶表面的粘附物料刮掉。這種重砣刮板式清掃裝置的使用效果不好。近年來，各部門已廣泛使用彈簧式清掃刮板，效果較好。2.4.3 工作原理 輸送帶（或鋼絲繩）連接成封閉環(huán)形，用張緊裝置將它們張緊，在電動機(jī)的驅(qū)動下，靠輸送帶（或鋼絲繩）與驅(qū)動滾筒（或驅(qū)動輪）之間的摩擦力，使輸送帶（或鋼絲繩）連續(xù)運轉(zhuǎn)，從而達(dá)到將貨載由裝載端運到卸載端的目的。帶式輸送機(jī)摩擦傳遞的基本原理，可用歐拉公式表示如下：式中 SY-輸送帶在主動滾筒相遇點的最大張力，即摩擦牽引力； -輸送帶在主動滾筒上的圍包角度； e -自然對數(shù)的底，e =2.718； SL -輸送帶在主

24、動滾筒分離點的張力（初張力）; -輸送帶與主動滾筒間的摩擦系數(shù)。2.4.4 安全保護(hù)裝置（1）、防跑偏保護(hù)裝置 防跑偏保護(hù)裝置的作用原理： 圖2.2 防跑偏保護(hù)裝置 它由防偏傳感器的動觸頭和固定觸頭接觸，通過控制箱控制帶式輸送機(jī)斷電停機(jī)。一般利用帶柄的滾式行程開關(guān)隊輸送帶的跑偏進(jìn)行檢測。皮帶輸送機(jī)跑偏的處理方法：自動托輥調(diào)偏：當(dāng)輸送帶跑偏范圍不大時，可在輸送帶跑偏處，安裝調(diào)心托輥。單側(cè)立輥調(diào)偏：輸送帶始終向一側(cè)跑偏，可在跑偏的一側(cè)跑偏范圍內(nèi)加裝若干立輥，使輸送帶復(fù)位。適度拉緊調(diào)偏：當(dāng)輸送帶跑偏忽左忽右方向不定時，說明輸送帶過松，可適當(dāng)調(diào)整拉緊裝置以消除跑偏。調(diào)整滾筒調(diào)偏：輸送帶在滾筒處跑偏，檢

25、查滾筒是否異?；蚋Z動，調(diào)整滾筒至水平位置正常轉(zhuǎn)動，消除跑偏。校正輸送帶接頭調(diào)偏：輸送帶跑偏始終一個方向而且最大跑偏在接頭處，可校正輸送帶接頭與輸送帶中線垂直消除跑偏。墊高托輥調(diào)偏：距離一定，可在跑偏方向的對側(cè)墊高托輥若干組，消除跑偏。調(diào)整托輥調(diào)偏：輸送帶跑偏方向一定，檢查發(fā)現(xiàn)托輥中線與輸送帶中線不垂直，就可調(diào)整托輥，消除跑偏。消除煤泥調(diào)偏：輸送帶跑偏點不變，發(fā)現(xiàn)托輥、滾筒粘著煤泥，就要消除煤泥調(diào)偏。校正給料調(diào)偏：輸送帶輕載不跑偏，重載跑偏，可調(diào)整給料重量及位置消除跑偏。校正支架調(diào)偏：輸送帶跑偏方向、位置固定，跑偏嚴(yán)重，可調(diào)整支架的水平和垂直度。（2）防滑保護(hù)裝置防滑保護(hù)裝置的作用原理：管式打滑

26、保護(hù)裝置一般將傳感器的磁鐵安裝在導(dǎo)向滾筒的側(cè)面，用螺栓固定。傳感器安裝在導(dǎo)向滾筒相近處。如輸送帶在運行中發(fā)生斷帶、打滑時，導(dǎo)向滾筒的速度將發(fā)生變化，通過傳感器反映的導(dǎo)向滾筒轉(zhuǎn)速降至設(shè)定值時，保護(hù)裝置發(fā)出信號，讓帶式輸送機(jī)停止運行。 防止輸送帶打滑具體措施有：經(jīng)常檢查輸送帶的張緊程度，適度拉緊輸送帶。經(jīng)常檢查輸送帶接頭狀況。采取有效的防淋水措施。保證清掃裝置、防打滑裝置的可靠運行。裝載量要控制，嚴(yán)禁超載運行。停機(jī)時要拉清輸送帶上的煤，且不得再裝載。（3） 堆煤保護(hù)裝置 堆煤保護(hù)裝置，又叫煤位保護(hù)裝置。它是一種用來檢測煤倉是否裝滿或轉(zhuǎn)載點是否堆積堵塞的裝置。當(dāng)發(fā)生堆煤時，堆煤保護(hù)裝置控制帶式輸送機(jī)

27、停機(jī)。堆煤保護(hù)裝置的作用原理：碳極式堆煤保護(hù)裝置，由堆煤傳感器和控制箱構(gòu)成。堆煤傳感器（一條電纜或特制的煤位探頭）置于煤倉或轉(zhuǎn)載點某一高度處作為固定觸頭，以煤作為動觸頭，當(dāng)煤堆到一定高度與堆煤傳感器相接觸時，控制箱便控制帶式輸送機(jī)斷電停機(jī) 圖2.3 堆煤保護(hù)裝置（4） 煙溫報警滅火系統(tǒng)裝置煙溫報警滅火系統(tǒng)裝置主要由控制箱、傳感器、聲光報警器和噴水裝置組成。一般煙霧保護(hù)的傳感器為光敏和氣敏元件，它的安裝位置一般在機(jī)頭卸載滾筒下風(fēng)口的5m 范圍內(nèi)的巷道內(nèi)。溫度保護(hù)通常采用熱電偶元件或熱敏電阻作為監(jiān)視溫度的傳感器。對于運動部件（如傳動滾筒）是利用鐵磁材料的磁導(dǎo)率與溫度的變化關(guān)系，用磁感應(yīng)脈沖發(fā)送器作

28、為傳感器，一旦溫度過高，保護(hù)裝置動作，輸送機(jī)便停止運行。煙溫報警滅火系統(tǒng)裝置能夠連續(xù)監(jiān)測礦井帶式輸送機(jī)系統(tǒng)溫度和煙霧的變化情況。當(dāng)帶式輸送機(jī)周圍溫度和煙塵濃度達(dá)到設(shè)定值時，裝置中的報警器發(fā)出聲光報警，同時斷電停機(jī)，灑水滅火圖2.4 煙溫報警滅火系統(tǒng)裝置先導(dǎo)式電磁閥 原理：通電時，電磁力把先導(dǎo)孔打開，上腔室壓力迅速下降，在關(guān)閉件周圍形成上低下高的壓差，流體壓力推動關(guān)閉件向上移動，閥門打開；斷電時，彈簧力把先導(dǎo)孔關(guān)閉，入口壓力通過旁通孔迅速腔室在關(guān)閥件周圍形成下低上高的壓差，流體壓力推動關(guān)閉件向下移動，關(guān)閉閥門。 圖2.5 煙溫報警滅火系統(tǒng)裝置（5）沿線保護(hù)裝置沿線保護(hù)裝置的作用就是在帶式輸送機(jī)的

29、任何部位都可以人為地停止輸送機(jī)的運轉(zhuǎn)，及時控制帶式輸送機(jī)事故的發(fā)生和擴(kuò)展。（1）按鈕式沿線保護(hù)裝置，即每隔40-50m安裝1個緊急停止按鈕，并接入帶式輸送機(jī)控制系統(tǒng)。通常安裝在帶式輸送機(jī)機(jī)巷的外邦上。（2）拉線式沿線保護(hù)裝置，又稱沿線急停開關(guān)。它用鐵絲或鋼絲繩控制一個小的行程開關(guān)，行程開關(guān)接入帶式輸送機(jī)控制系統(tǒng)。這種保護(hù)裝置通常安裝在帶式輸送機(jī)機(jī)架上靠人行道一側(cè)。圖2.6 拉線急停開關(guān)2.5往復(fù)式給煤機(jī)2.5.1 概述往復(fù)式給煤機(jī)在我國煤礦、選煤廠及其它行業(yè)應(yīng)用已有幾十年。給煤設(shè)備是煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)的主要設(shè)備之一,給煤設(shè)備的可靠性,特別是關(guān)鍵咽喉部位給煤設(shè)備的可靠性,直接影響整個生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運行

30、。生產(chǎn)實踐證明,該設(shè)備對煤的品種、粒度、外在水份等適應(yīng)能力強(qiáng),與其他給煤設(shè)備相比,具有運行可靠、性能穩(wěn)定、噪音低、完全可靠、維護(hù)工作量小等優(yōu)點。往復(fù)式給煤機(jī)的主要缺點是能耗較高。2.5.2 往復(fù)式給煤機(jī)的用途最通用的往復(fù)式給煤機(jī)為K型，一般用于煤或其他磨琢性小、黏性小的松散粒狀物料的給煤，將儲料倉或料坑里的物料連續(xù)均勻地卸運到運輸設(shè)備或其他篩選設(shè)備中。2.5.3 往復(fù)式給煤機(jī)的組成由機(jī)架、 底拖板（給煤槽）、電動機(jī)、減速器、聯(lián)軸器、傳動平臺、漏斗、閘門、托輥等組成。本機(jī)可根據(jù)需要設(shè)有帶漏斗、不帶漏斗兩種形式。給煤機(jī)設(shè)有兩種結(jié)構(gòu)形式：1、帶調(diào)節(jié)閘門 2、不帶調(diào)節(jié)閘門，其給煤能力由底板行程來達(dá)到。

31、2.5.4 型往復(fù)式給煤機(jī)工作原理簡述 往復(fù)式給煤機(jī)由槽形機(jī)體和帶有曲柄連桿裝置的活動地板組成的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，地板是工作機(jī)構(gòu)。傳動原理：當(dāng)電動機(jī)開動后，經(jīng)彈性聯(lián)軸器、減速器、曲柄連桿機(jī)構(gòu)拖動傾斜的底板在托輥上作直線往復(fù)運動，當(dāng)?shù)装逭袝r,將煤倉和槽形機(jī)體內(nèi)的煤帶到機(jī)體前端;底板逆行時,槽形機(jī)體內(nèi)的煤被機(jī)體后部的斜板擋住,底板與煤之間產(chǎn)生相對滑動,機(jī)體前端的煤自行落下。將煤均勻地卸到運輸機(jī)械或其它篩選設(shè)備上。2.5.5 往復(fù)式給煤機(jī)的主要特點： 工作可靠、壽命長；重量輕、體積小、維護(hù)保養(yǎng)方便；結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，調(diào)節(jié)安裝方便；封閉式框架結(jié)構(gòu)，大大提高了機(jī)架的剛度；裝有限矩形液力偶合器，能滿載啟動

32、，過載保護(hù)；給煤量大是目前國內(nèi)最大的給煤設(shè)備；采用了先進(jìn)的平面二次包絡(luò)環(huán)面螺桿減速器設(shè)計，承載能力大，傳動效率高；側(cè)襯板與地板之間留縫可調(diào)，能較準(zhǔn)確地控制留縫大小，大大減少了漏料；驅(qū)動裝置對稱布置，并采用雙推桿，使整機(jī)受力均衡，傳動平穩(wěn)，消除了底版往復(fù)時的扭擺現(xiàn)象；地板有立向筋板，并用三道通長拖輥支撐，保證了地板本身剛度，消除了現(xiàn)有機(jī)械的缺點。圖2.7 K型往復(fù)式給煤機(jī)第三章 基于井下皮帶機(jī)PLC控制系統(tǒng)3.1 PLC簡介可編程序控制器（Programmable Logic Controller），簡稱PLC，是一種帶有指令存儲器、數(shù)字的或模擬的輸入輸出接口，以位運算為主，能完成邏輯、順序、定

33、時、計數(shù)和算術(shù)運算功能，用于控制機(jī)器和生產(chǎn)過程的自動控制裝置。它專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計，應(yīng)用面廣、功能強(qiáng)大、使用方便，已經(jīng)成為當(dāng)代工業(yè)自動化的主要支柱之一。3.1.1 PLC組成PLC由中央處理單元，輸入輸出單元高速計數(shù)單元組成。西門子研制的PLC以其極高的性能價格比，在國內(nèi)占有很大的市場份額，在我國的各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。S7300屬于模塊式PLC，主要由機(jī)架、CPU模塊、信號模塊、功能模塊、接口模塊、通信處理器、電源模塊和編程設(shè)備組成，各種模塊安裝到機(jī)架上。通過CPU模塊或通信模塊上的通信接口，PLC被連接到通信網(wǎng)絡(luò)上。PLC可以認(rèn)為是由輸入部分、控制部分和輸出部分等組成，但它是采用

34、大規(guī)模的集成電路的微處理器和存儲器來代替繼電器控制線路，控制作用是通過編制好并存入內(nèi)存的程序來實現(xiàn)的。PLC的等效電路如下： 圖3.1 PLC等效電路圖輸入部分：用于接受外部輸入信號，與外部輸入設(shè)備連接?？梢缘刃橐粋€受控于外部用戶輸入設(shè)備的繼電器線圈（輸入繼電器）?？刂撇糠郑旱刃в谝粋€受控于內(nèi)部邏輯的一個線圈，接點可用于驅(qū)動外部輸出設(shè)備的繼電器。輸出部分：用于與外部輸出設(shè)備連接。3.1.2 PLC特點PLC具有以下特點：1)靈活、通用PLC是通過在存儲器中的程序?qū)崿F(xiàn)控制功能，若控制功能需要改變，只需修改程序及少量接線即可。而且，同一臺PLC還可用于不同控制對象，通過改變軟件則可實現(xiàn)不同控制的

35、控制要求。因此，PLC具有很大的靈活性和通用性，結(jié)構(gòu)形式多樣化，可以適用于各種不同規(guī)模、不同工業(yè)控制要求。2)可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)PLC具有很高的可靠性和抗干擾能力，不會出現(xiàn)繼電器一接觸器控制系統(tǒng)中接線老化、脫焊、觸點電弧等現(xiàn)象，因此，在各種惡劣工作環(huán)境和條件下也可以可靠工作，將故障率降至最低。3)編程簡單、使用方便 PLC采用面向控制過程、面向問題的“自然語言”編程，容易掌握。目前，PLC大多采用梯形圖語言編程方式，它既繼承了繼電器控制線路的清晰直觀感，又考慮到電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣和應(yīng)用實際，電氣技術(shù)人員易于編程，程序修改靈活方便。此外，PLC的I/O接口可直接與控制現(xiàn)場的用戶設(shè)備聯(lián)接,

36、如繼電器、接觸器、電磁閥等聯(lián)接，具有較強(qiáng)的驅(qū)動能力。4)接線簡單 PLC只需將輸入設(shè)備(如按鈕、開關(guān)等)與輸入端子聯(lián)接，將輸出設(shè)備(如接觸器、電磁閥等)與輸出端子聯(lián)接。接線極其簡單、工作量極少。5)功能強(qiáng) PLC不僅具有條件控制、定時、計數(shù)、步進(jìn)等控制功能，而且還能完成A/D. D/A轉(zhuǎn)換、數(shù)字運算和數(shù)據(jù)處理以及通信聯(lián)網(wǎng)、生產(chǎn)過程監(jiān)控等。因此，PLC既可對開關(guān)量進(jìn)行控制，又可對模擬量進(jìn)行控制；可控制一臺單機(jī)、一條生產(chǎn)線，也可控制一個機(jī)群、多條生產(chǎn)線；可用于現(xiàn)場控制，也可用于遠(yuǎn)距離控制；可控制簡單系統(tǒng)，又可控制復(fù)雜系統(tǒng)。6)體積小、重量輕、易于實現(xiàn)機(jī)電一體化PLC具有體積小、重量輕、功耗低等特點

37、。由于PLC是專為工業(yè)控制而設(shè)計的專用計算機(jī)，其結(jié)構(gòu)緊湊、堅固耐用，以及有很強(qiáng)的可靠性和抗干擾能力，易于嵌入機(jī)械設(shè)備內(nèi)部。因此，PLC在機(jī)電一體化產(chǎn)品中被廣泛應(yīng)用.3.1.3 PLC應(yīng)用領(lǐng)域1、開關(guān)量的邏輯控制：它是PLC最基本的功能。所控制的邏輯可以是各種各樣的，如時序的、組合的、計數(shù)的、等待，控制的輸入/輸出點數(shù)可以不受限制，少則10點，幾十點，多則成千上萬點，并可以通過聯(lián)網(wǎng)來實現(xiàn)控制。2、模擬量的閉環(huán)控制：PLC具有A/D、D/A轉(zhuǎn)換及算術(shù)運算功能，一次可以實現(xiàn)模擬量控制，有的PLC還具有PID控制或模糊控制的功能?？捎糜陂]環(huán)的位置控制、速度控制的過程控制。3、數(shù)字量的智能控制：利用PL

38、C能接受和輸入高速脈沖的功能，再配備相應(yīng)的傳感器或脈沖伺服裝置（如環(huán)形分配器、功放、步進(jìn)電機(jī)），就能實現(xiàn)數(shù)字量的智能控制，較高級的PLC還專門開發(fā)了位控制單元模塊、運動單元模塊等，可實現(xiàn)曲線插補(bǔ)?，F(xiàn)開發(fā)的運動單元模塊還能識別數(shù)控技術(shù)的編程語言，為PLC進(jìn)行數(shù)字量的智能控制提供了方便。4、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控：PLC實現(xiàn)控制時，可以把現(xiàn)場的數(shù)據(jù)實時現(xiàn)實出來或采集保存下來，供進(jìn)一步分析研究。較普遍使用的是PLC加上觸摸屏，可以隨時觀察采集來的數(shù)據(jù)及統(tǒng)計分析結(jié)果。5、通信、聯(lián)網(wǎng)及集散控制：PLC的通信聯(lián)網(wǎng)能力很強(qiáng)，除了PLC和PLC之間的通信聯(lián)網(wǎng)以外，PLC還可以與計算機(jī)進(jìn)行通信和聯(lián)網(wǎng)，由計算機(jī)來實現(xiàn)對其

39、編程和管理。PLC也能與智能儀表、智能執(zhí)行裝置（如變頻器）進(jìn)行通信和聯(lián)網(wǎng)，互相交換數(shù)據(jù)并對其實施控制。利用PLC的強(qiáng)大的通信功能，把PLC分布到控制現(xiàn)場，并實現(xiàn)各站間及上、下層間的通信，達(dá)到分散控制、集中管理，即構(gòu)成了集散型計算機(jī)控制系統(tǒng)(DCS)或現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。3.1.4 PLC的基本工作原理PLC運行時，內(nèi)部要進(jìn)行四大類操作：公共操作（以故障診斷、通信處理為主），數(shù)據(jù)輸入和輸出操作，執(zhí)行用戶程序的操作，以及服務(wù)于外部設(shè)備的操作（如果外部設(shè)備有中斷請求）。其過程示意圖如圖所示。 圖3. 2過程示意圖PLC接通電源后，在進(jìn)行循環(huán)掃描之前，PLC首先確定自身的完好性，這是起始操作的主要工作。

40、PLC進(jìn)行清零或復(fù)位處理，消除各元件狀態(tài)的隨機(jī)性；檢查I/O單元連接是否正確；啟動監(jiān)控定時器T0，執(zhí)行一段涉及到各種指令和內(nèi)存單元的程序，如果所用的時間不超過T0，則可證實自身完好，否則系統(tǒng)關(guān)閉。此后，將監(jiān)控定時器T0復(fù)位，允許掃描用戶程序。1)公共操作公共操作是在每次掃描程序前進(jìn)行自檢，若發(fā)現(xiàn)故障，除了故障燈外，還可判斷故障性質(zhì)：一般性故障，只報警不停機(jī)，等待處理；嚴(yán)重故障，則停止運行用戶程序，此時PLC切斷一切輸出聯(lián)系。2)數(shù)據(jù)I/O操作數(shù)據(jù)I/O操作也稱為I/O狀態(tài)刷新。它包括兩種操作：一個是采樣輸入信號，即刷新輸入狀態(tài)表的內(nèi)容；二是送出處理結(jié)果，即用輸出狀態(tài)表的內(nèi)容刷新輸出電路。在PL

41、C的存儲器中，有一個專門存放I/O的數(shù)據(jù)區(qū)，其中對應(yīng)于輸入端子的數(shù)據(jù)區(qū)，我們稱之為輸入映像存儲器。當(dāng)CPU采樣時輸入信號由緩沖區(qū)進(jìn)入映像區(qū)，這就是數(shù)據(jù)輸入狀態(tài)刷新；同樣道理，CPU不能直接驅(qū)動負(fù)載。當(dāng)前處理的結(jié)果放在輸出映像存儲器區(qū)內(nèi)，在程序執(zhí)行結(jié)束后，才將輸出映像區(qū)的內(nèi)容通過鎖存器輸出到端子上。這步操作稱為輸出狀態(tài)刷新。3)執(zhí)行用戶程序操作在程序執(zhí)行前復(fù)位監(jiān)控定時器T1，即執(zhí)行程序并開始計時。監(jiān)控定時器T1就是通常所說的“看門狗”，它是用來監(jiān)視程序執(zhí)行是否正常的，正常時，執(zhí)行完用戶程序所用的時間不會超過T1的設(shè)定值，執(zhí)行完用戶程序后立即使“看門狗”復(fù)位，表示程序執(zhí)行正常。當(dāng)程序執(zhí)行過程中因某

42、種干擾使掃描失控或進(jìn)入死循環(huán)時，“看門狗”會發(fā)出超時報警信號，使程序重新開始執(zhí)行。如果是偶然因素造成超時，重新掃描程序不會再遇到“偶然干擾”，系統(tǒng)便轉(zhuǎn)入正常運行；若由于不可恢復(fù)的確定性故障，則系統(tǒng)會自動地停止執(zhí)行用戶程序、切斷外部負(fù)荷、發(fā)出故障信號，等待處理。4)處理外設(shè)請求操作每次執(zhí)行完用戶程序后，就進(jìn)入服務(wù)外設(shè)請求命令的操作，外設(shè)的請求命令包括操作人員的介入和硬件設(shè)備的中斷。外設(shè)請求一般不會影響系統(tǒng)正常工作，而且可能更有利于系統(tǒng)的控制和管理。如果沒有外設(shè)請求，系統(tǒng)則會自動循環(huán)地進(jìn)行掃描。3.2井下遠(yuǎn)程KTK（80）礦用隔爆兼本安型可編程控制裝置圖3. 3 S7-300實物圖3.2.1主要功

43、能特點：1、可以采集或接入各種參數(shù)、保護(hù)信號 （開關(guān)量和模擬量），并具有擴(kuò)展功能。2、可以方便定義和修改所有被測模擬參數(shù)的報警值、保護(hù)動作值。3、實現(xiàn)多路控制輸出，啟動或停止有關(guān)設(shè)施（有的輸出帶延時，且延時時間可以調(diào)）。4、實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)、參數(shù)、運行狀態(tài)的就地顯示，并可以上傳地面中心站。5、實現(xiàn)故障位置、原因、類型等的就地顯示，比可以上傳地面中心站。6、具有檢修時的安全閉鎖功能。7、與地面斷開后系統(tǒng)仍能正常運行在就地或自動方式下。8、控制裝置可接收各類傳感器信號。9、提供電流和溫度的時時檢測。10、具有以太網(wǎng)接口功能。3.2.2 KTK（80）礦用隔爆兼本安型可編程控制裝置組成KTK（80）礦用

44、隔爆兼本安型可編程控制裝置內(nèi)由S7-300系列PLC可編程控器、電源組件、中間隔離繼電器組成?？刂蒲b置與控制裝置之間由PROFIBUS協(xié)議通訊，控制裝置與工控機(jī)之間通過TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通訊，實現(xiàn)實時監(jiān)控。3.2.3主要技術(shù)指標(biāo)電源：輸入電壓：AC 127V或220V或660V電壓允許波動：+15%-20%：50HZ紋波：300mV一組本安電源：DC12V,過壓保護(hù)值小于15V,最高開路電壓小于13V,最大短路電流小于750mA一組非安電源：DC24V基本配置：1 基本配置一個中央處理單元（CPU）本體：24點輸入，16點輸出。一個4點輸入模擬量模,一個通訊模塊2 模塊電源A. AC220V

45、輸入B. DC24V輸出信號轉(zhuǎn)換24路本安開關(guān)量信號（無電位接點）轉(zhuǎn)換成非安無電位接點輸出。點容量250V/5A （阻性）隔離電路PLC輸入/輸出，均有隔離措施。隔離路數(shù)為12路。接點容量250V/5A （阻性）邏輯控制電路作為本控制裝置的手動操作控制。此時，可編程控制器為脫機(jī)狀態(tài)。3.2.4 結(jié)構(gòu)特性控制裝置為礦用隔爆兼本質(zhì)安全型。標(biāo)志為“ExdibI”.本產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)分接線盒與箱體和機(jī)芯兩大部分，箱體的門蓋采用快開門時結(jié)構(gòu)。接線盒：由傳感器輸入；開關(guān)輸入；控制負(fù)載輸出；電源等幾部分構(gòu)成箱體和機(jī)芯：由S7-300系列PLC可編程控器、電源組件、中間隔離繼電器構(gòu)成3.2.5 KTK（80）礦用隔

46、爆兼本安型可編程控制裝置工作原理S7-300PLC中央處理器模塊(CPU)各種型號的CPU有不同的性能，例如有的CPU集成了數(shù)字量和模擬量的IO通道，有的CPU集成了PROFIBUSDP的通信接口。CPU面板上有狀態(tài)指示燈、模式轉(zhuǎn)換開關(guān)、24V電源端子、電池盒和存儲卡插槽。電源模塊(PS) 電源模塊用于將220V交流電轉(zhuǎn)換為24V直流電，供給CPU和其他模塊使用。電源模塊的額定輸出電流有2A、5A和10A 3種，電源模塊的面板上有工作開關(guān)和狀態(tài)指示燈，當(dāng)電源過載時指示燈會閃爍。信號模塊(SM )信號模塊包括了數(shù)字量和模擬量的IO模塊，它們作為PLC的過程輸入和輸出通道。信號模塊主要有數(shù)字量輸入

47、模塊SM321、數(shù)字量輸出模塊SM322、模擬量輸入模塊SM331和模擬量輸出模塊SM332。模擬量輸入模塊可以輸入熱電偶、熱電阻、DC420mA和DC010V等多種不同類型和不同量程的模擬量信號。信號模塊通過背板總線將現(xiàn)場的過程信號傳遞給CPU。功能模塊(FM)功能模塊主要用于對實時性和存儲容量要求較高的特殊控制任務(wù)，例如計數(shù)器模塊、快速慢速進(jìn)給驅(qū)動位置控制模塊、電子凸輪控制器模塊、步進(jìn)電動機(jī)定位模塊、伺服電動機(jī)定位模塊、定位和連續(xù)路徑控制模塊、閉環(huán)控制模塊、工業(yè)標(biāo)識系統(tǒng)的接口模塊、稱重模塊、位置輸入模塊和超聲波位置解碼器等。通信處理器(CP)通信處理器用于PLC與PLC之間、PLC與計算機(jī)

48、之間、PLC與其他智能設(shè)備之間的通信，它可以將PLC連人PROFIBUS現(xiàn)場總線、AS-I現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)，或用于實現(xiàn)點對點通信等。通信處理器可以減輕CPU處理通信的負(fù)擔(dān)，并減少用戶對通信的編程工作。信號模塊CP343-1第四章 控制系統(tǒng)設(shè)計4.1控制裝置組成：控制裝置由就地控制裝置與遠(yuǎn)程可編程控制器控制裝置兩部分構(gòu)成。采用就地控制方式時，操作人員可通過機(jī)旁就地操作箱對皮帶進(jìn)行控制，這種方式為單臺皮帶的啟停；采用遠(yuǎn)程自動啟動或停止各臺電機(jī)時，操作人員通過地面集控室的工控機(jī)發(fā)送控制指令，實現(xiàn)皮帶組的起、停順序控制與單臺皮帶單獨控制。4.2控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)采用現(xiàn)場層(遠(yuǎn)程IO),控制層(

49、PLC)和管理層(工業(yè)計算機(jī))組成的三級控制系統(tǒng)來實現(xiàn)皮帶的自動控制。工業(yè)計算機(jī)利用友好人機(jī)界面實現(xiàn)人機(jī)對話和遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，PLC作為控制器完成邏輯處理和控制任務(wù)，遠(yuǎn)程I/O實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集和上傳。下位機(jī)集控部分由PLC（可編程邏輯控制器）、觸摸屏、檢測部分（模擬量和開關(guān)量采集）和執(zhí)行部分等組成。圖4.1控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖圖4.2 單條皮帶下位機(jī)控制結(jié)構(gòu)圖4.3控制系統(tǒng)的硬件組成在整個系統(tǒng)的設(shè)計過程中，除了現(xiàn)場已有的設(shè)備之外，還需要相應(yīng)的就地控制箱等現(xiàn)場設(shè)備，另外，還需要為現(xiàn)場的設(shè)備提供相應(yīng)的保護(hù)設(shè)備。為實現(xiàn)集中監(jiān)控的要求，完成實時數(shù)據(jù)采集、自動控制和上位監(jiān)控的功能，將監(jiān)控系統(tǒng)分成兩大部分：下層的過程控制級，上層的監(jiān)控管理級。4.4 PLC硬件系統(tǒng)配置根據(jù)控制系統(tǒng)的要求及I/O點數(shù)的