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1、畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)煤礦膠帶輸送機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)煤礦膠帶輸送機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) 指導(dǎo)老師指導(dǎo)老師 郝世宇郝世宇學(xué)生學(xué)生 李慧強(qiáng)李慧強(qiáng)畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)二、煤礦膠帶輸送機(jī)選二、煤礦膠帶輸送機(jī)選型型一、概述一、概述三、煤礦膠帶控制系統(tǒng)三、煤礦膠帶控制系統(tǒng)四、煤礦膠帶機(jī)的保護(hù)四、煤礦膠帶機(jī)的保護(hù)五、膠帶五、膠帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘摘 要要 煤礦的膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)對(duì)保證礦井正常生產(chǎn)起著非常重要的作用,大中型煤礦的井下煤炭運(yùn)輸大都采用以膠帶輸送機(jī)的運(yùn)輸方式。以往的輸送機(jī)控制大多采用就地控制,并且控制裝置一般由繼電器等組成,當(dāng)輸送機(jī)的數(shù)量增加時(shí),會(huì)造成設(shè)備復(fù)雜、操作及維護(hù)困難的局面,并且在膠帶輸送機(jī)的連續(xù)運(yùn)行中,經(jīng)常
2、會(huì)出現(xiàn)打滑、斷帶、超溫、堆煤等現(xiàn)象。因此,對(duì)皮帶的自動(dòng)保護(hù)和控制就具有重要的意義。摘摘 要要 本設(shè)計(jì)首先介紹了皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的現(xiàn)狀、特點(diǎn)和發(fā)展并介紹了帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)以及控制原理,分析了皮帶起動(dòng)過程;其次對(duì)皮帶機(jī)就地控制系統(tǒng)和保護(hù)進(jìn)行了介紹,根據(jù)控制和保護(hù)功能正確選擇傳感器;然后對(duì)皮帶運(yùn)輸控制系統(tǒng)進(jìn)行硬件設(shè)計(jì),介紹了PLC的基本原理與特點(diǎn),根據(jù)其輸入、輸出點(diǎn)數(shù)和存儲(chǔ)容量選擇了合適的CPU以及數(shù)字量和模擬量擴(kuò)展模塊,對(duì)其進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)并畫出功能流程圖 第一章第一章 概述概述1.1 國內(nèi)外煤礦帶式輸送機(jī)研究狀況國內(nèi)外煤礦帶式輸送機(jī)研究狀況1.1.1國內(nèi)外帶式輸送機(jī)的研究現(xiàn)狀國內(nèi)外帶式輸送機(jī)的研究現(xiàn)狀國
3、外在帶式輸送機(jī)動(dòng)態(tài)分析研究方面開展得比較早,動(dòng)態(tài)分析理論與研制的軟件已基本能夠滿足當(dāng)前帶式輸送機(jī)發(fā)展之需;而我國相對(duì)較晚,與國外相比還存在一定的差距,尤其是動(dòng)態(tài)分析軟件部分。為了盡快彌補(bǔ)這一差距,趕超世界水平,有必要研究和分析當(dāng)今國外帶式輸送機(jī)的動(dòng)態(tài)分析軟件。國外動(dòng)態(tài)分析軟件目前,美國、法國、澳大利亞、意大利等國家在動(dòng)態(tài)分析研究方面,已經(jīng)達(dá)到國際領(lǐng)先地位。1.1.2國內(nèi)外輸送機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀國內(nèi)外輸送機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀 我國生產(chǎn)制造的帶式輸送機(jī)的品種、類型較多。在“八五”期間,通過國家一條龍“日產(chǎn)萬噸綜采設(shè)備”項(xiàng)目的實(shí)施,帶式輸送機(jī)的技術(shù)水平有了很大提高,煤礦井下用大功率、長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究
4、和新產(chǎn)品開發(fā)都取得了很大的進(jìn)步。如大傾角、長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)成套設(shè)備、高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機(jī)等均填補(bǔ)了國內(nèi)空白,并對(duì)帶式輸送機(jī)的主要元部件進(jìn)行了理論研究和產(chǎn)品開發(fā),研制成功了多種軟起動(dòng)和制動(dòng)裝置以及以PLC為核心的可編程電控裝置。第一章第一章 概述概述1.2 煤礦帶式輸送機(jī)的發(fā)展方向煤礦帶式輸送機(jī)的發(fā)展方向1、設(shè)備大型化、提高運(yùn)輸能力 為了適應(yīng)高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要,帶式輸送機(jī)的輸送能力要加大。長(zhǎng)距離、高帶速、大運(yùn)量、大功率是今后發(fā)展的必然趨勢(shì),也是高產(chǎn)高效礦井運(yùn)輸技術(shù)的發(fā)展方向。2、提高元部件性能和可靠性 設(shè)備開機(jī)率的高與低主要取決于元部件的性能和可靠性。除了進(jìn)一步完善和提高現(xiàn)有
5、元部件的性能和可靠性,還要不斷地開發(fā)研究新的技術(shù)和元部件,如高性能可控軟起動(dòng)技術(shù)、動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)、高效貯帶裝置、快速自移機(jī)尾、高速托輥等,使帶式輸送機(jī)的性能得到進(jìn)一步的提高。3、擴(kuò)大功能,一機(jī)多用化 拓展運(yùn)人、運(yùn)料或雙向運(yùn)輸?shù)裙δ?,做到一機(jī)多用,使其發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)效益。開發(fā)特殊型帶式輸送機(jī),如彎曲帶式輸送機(jī)、大傾角或垂直提升輸送機(jī)等。第一章第一章 概述概述1.3 選題背景選題背景山西樓俊集團(tuán)擔(dān)炭溝煤業(yè)有限公司簡(jiǎn)介山西樓俊集團(tuán)擔(dān)炭溝煤業(yè)有限公司簡(jiǎn)介該井田位于山西省呂梁市離市區(qū)西北約12km處的袁家?guī)X村,根據(jù)山西省國土資源廳2009年11月3日為該礦換發(fā)的/p>
6、1626號(hào)采礦許可證,礦井井田由7個(gè)拐點(diǎn)坐標(biāo)圈定,面積為56138km2批準(zhǔn)開采4#和10#煤層,設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為12.63Mt,生產(chǎn)規(guī)模為0.90Mt/年,服務(wù)年限10年。礦井現(xiàn)回采工作面為4202工作面,工作面平均長(zhǎng)140m,運(yùn)輸順槽400m,回風(fēng)順槽400m,該礦井現(xiàn)采煤方法為高檔普采采煤機(jī)型號(hào)為MG132/320-WD,刮板機(jī)型號(hào)為SGZ-630/220,皮帶機(jī)型號(hào)為DTL-800,.采用DW-2000型單體液壓支柱配3m長(zhǎng)的型梁支護(hù)頂板工作面,兩端頭采用“四對(duì)八梁”支護(hù)。兩側(cè)槽燒錢20m范圍內(nèi)采用3m長(zhǎng)的型鋼梁配單體液壓支柱支護(hù)一粱四柱。該工作面的原煤運(yùn)輸全部由一采區(qū)主運(yùn)輸大巷固定帶式
7、輸送機(jī)擔(dān)負(fù),該輸送機(jī)運(yùn)距3005米,運(yùn)量500噸/小時(shí),是屬于典型的煤礦井下長(zhǎng)運(yùn)距、大運(yùn)量帶式輸送機(jī)。第一章第一章 概述概述1.3 選題背景選題背景山西樓俊集團(tuán)擔(dān)炭溝煤業(yè)有限公司簡(jiǎn)介山西樓俊集團(tuán)擔(dān)炭溝煤業(yè)有限公司簡(jiǎn)介擔(dān)炭溝煤礦采區(qū)運(yùn)輸大巷固定帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)說明如下:主要技術(shù)參數(shù):輸送能力Q=500t/h輸送長(zhǎng)度L=3005m輸送帶寬度B=1100mm物料特性:輸送物料:原煤 物料密度:=1000kg/m3物料安息角:50安裝地點(diǎn):擔(dān)炭溝煤礦東翼一采區(qū)主運(yùn)輸大巷,底板為煤。 環(huán)境溫度:035 。第二章第二章 煤礦膠帶輸送機(jī)選型煤礦膠帶輸送機(jī)選型2.1煤礦膠帶輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)煤礦膠帶輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)
8、帶式輸送機(jī)又稱膠帶運(yùn)輸機(jī),帶式輸送機(jī)又稱膠帶運(yùn)輸機(jī),其主要部件是輸送帶,亦稱為膠其主要部件是輸送帶,亦稱為膠帶,輸送帶兼作牽引機(jī)構(gòu)和承載帶,輸送帶兼作牽引機(jī)構(gòu)和承載機(jī)構(gòu)。帶式輸送機(jī)組成及工作原機(jī)構(gòu)。帶式輸送機(jī)組成及工作原理如圖理如圖1-1所示,它主要包括以所示,它主要包括以下下幾個(gè)部分:輸送帶下下幾個(gè)部分:輸送帶(通常稱為通常稱為膠帶膠帶)、托輥及中間架、滾筒拉緊、托輥及中間架、滾筒拉緊裝置、制動(dòng)裝置、清掃裝置和卸裝置、制動(dòng)裝置、清掃裝置和卸料裝置等。料裝置等。帶式輸送機(jī)簡(jiǎn)圖帶式輸送機(jī)圖帶式輸送機(jī)圖1-張緊裝置 2-裝料裝置 3-犁形卸料器 4-槽形托輥 5-輸送帶 6-機(jī)架 7-動(dòng)滾筒 8-
9、卸料器 9-清掃裝置 10-平行托輥 11-空段清掃器 12-清掃器第二章第二章 煤礦膠帶輸送機(jī)選型煤礦膠帶輸送機(jī)選型2.1煤礦膠帶輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)煤礦膠帶輸送機(jī)的結(jié)構(gòu) 輸送帶1繞經(jīng)傳動(dòng)滾筒2和機(jī)尾換向滾筒3形成一個(gè)無極的環(huán)形帶。輸送帶的上、下兩分都支承在托輥上。拉緊裝置5給輸送帶以正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的拉緊力。工作時(shí),傳動(dòng)滾筒通過它和輸送帶之間的摩擦力帶動(dòng)輸送帶運(yùn)行。物料從裝載點(diǎn)裝到輸送帶上,形成連續(xù)運(yùn)動(dòng)的物流,在卸載點(diǎn)卸載。一般物料是裝載到上帶(承載段)的上面,在機(jī)頭滾筒(在此,即是傳動(dòng)滾筒)卸載,利用專門的卸載裝置也可在中間卸載。 (1) 輸送帶常用的有橡膠帶和塑料帶兩種。 橡膠帶適用于工作環(huán)境溫
10、度-1540C之間。物料溫度不超過50C。對(duì)于大傾角輸送可用花紋橡膠帶。塑料帶具有耐油、酸、堿等優(yōu)點(diǎn),但對(duì)于氣候的適應(yīng)性差,易打滑和老化。(2) 托輥分單滾筒、雙滾筒和多滾筒等。有槽形托輥、平形托輥、調(diào)心托輥、緩沖托輥。槽形托輥用以輸送散粒物料;調(diào)心托輥用以調(diào)整帶的橫向位置,避免跑偏;緩沖托輥裝在受料處,以減小物料對(duì)帶的沖擊。(3) 滾筒分驅(qū)動(dòng)滾筒和改向滾筒。驅(qū)動(dòng)滾筒是傳遞動(dòng)力的主要部件。分單滾筒、雙滾筒和多滾筒等。(4) 張緊裝置其作用是使輸送帶達(dá)到必要的張力,以免在驅(qū)動(dòng)滾筒上打滑。為此,大巷煤炭運(yùn)輸方式選用帶式輸送機(jī)。(膠帶大巷:半圓拱形斷面,料石砌碹支護(hù)。巷道內(nèi)鋪設(shè)帶式輸送機(jī)。巷道凈寬3
11、.4m,凈斷面9.30m2。巷道布置層位為沿15號(hào)煤底板,坡度4.1)第二章第二章 煤礦膠帶輸送機(jī)選型煤礦膠帶輸送機(jī)選型2.2煤礦膠帶輸送機(jī)的選型煤礦膠帶輸送機(jī)的選型膠帶大巷帶式輸送機(jī)技術(shù)參數(shù):1.物料特性:1)最大塊度:300mm 2)松散密度:1000kg/m3 3)在輸送帶上堆積角:=200 4)物料溫度:5002.輸送系統(tǒng)及相關(guān)尺寸:1)運(yùn)輸距離:3050m 2)傾斜角:100 3)輸送量:500t/h初步確定輸送機(jī)布置形式,如圖2-1所示:圖2-1第二章第二章 煤礦膠帶輸送機(jī)選型煤礦膠帶輸送機(jī)選型2.1煤礦膠帶輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)煤礦膠帶輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)計(jì)算步驟:1.帶速的確定 帶速根據(jù)帶寬和被
12、運(yùn)物料性質(zhì)而定,帶速已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,具體選取可參照推薦表,初步確定帶速V=2.5m/s帶速與帶寬、輸送能力、物料性質(zhì)、塊度和輸送機(jī)的線路傾角有關(guān),當(dāng)輸送機(jī)向上運(yùn)輸時(shí),傾角大,帶速應(yīng)低;下運(yùn)時(shí),帶速更應(yīng)低;水平運(yùn)輸時(shí),可選擇高帶速。2.帶寬的確定:Q=3.6.A.V. .K t/h式中:Q-設(shè)計(jì)輸送量 A-輸送帶上物料的最大橫截面積 m2 V-輸送帶的運(yùn)行速度 m/s -物料的松散密度 kg/m3 k-輸送機(jī)的傾斜系數(shù) 表 一第二章第二章 煤礦膠帶輸送機(jī)選型煤礦膠帶輸送機(jī)選型2.1煤礦膠帶輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)煤礦膠帶輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)根據(jù)給定的條件: A=A= = =0.0584m=0.0584m2 2查表3,輸
13、送機(jī)的承載托輥槽角為350,物料的堆積角為200,帶寬為1000mm的輸送機(jī)上允許物料堆積的橫斷面積為0.1110m2,此值大于計(jì)算所需要的橫斷面積,選用輸送帶的寬度滿足運(yùn)輸要求。輸送帶寬度的核定:B=1000mm2a+200=2300200800 mm因此滿足輸送最大塊度要求.槽形托輥的帶上物料堆積截面,如圖所示:A1=L3+(b-L3)cos2=0.38+0.85-0.38cos3502=0.0351A2=L3+cos sin= 0.38+cos350 sin350=0.0768 A=A1+A2=0.0351+0.0768=0.1119 m2實(shí)際輸送能力:Q1=3.6AVk=3.60.11
14、192.510000.95956 t/hQ1Q ,因此符合設(shè)計(jì)要求。槽形托輥的帶上物料堆積截面表表2槽角、動(dòng)堆積角、帶寬的關(guān)系槽角、動(dòng)堆積角、帶寬的關(guān)系表3:不同帶寬推薦的輸送物料最大粒度動(dòng)堆積角一般為安息角的50%75%,L3一般取0.38b0.40b表4帶寬B、帶速V與輸送能力Q的關(guān)系輸送能力是按水平運(yùn)輸、動(dòng)堆積角=200、托輥槽角=350時(shí)計(jì)算的。第二章第二章 煤礦膠帶輸送機(jī)選型煤礦膠帶輸送機(jī)選型2.1煤礦膠帶輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)煤礦膠帶輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)3.帶式輸送機(jī)所需的傳動(dòng)功率1).驅(qū)動(dòng)滾筒所需軸功率 NA= = =179 KW2).電動(dòng)機(jī)所需功率 N= = = =199 KW式中:m-傳動(dòng)效率
15、。一般取0.850.95因?yàn)閷?shí)際所選電動(dòng)機(jī)要增加1.15-1.20的富裕系數(shù),所以,選擇三臺(tái)臺(tái)132kw電機(jī)就可以滿足要求第三章第三章 煤礦膠帶控制系統(tǒng)煤礦膠帶控制系統(tǒng)3.1膠帶控制系統(tǒng)綜述膠帶控制系統(tǒng)綜述皮帶集控系統(tǒng)由運(yùn)輸皮帶機(jī)、給煤機(jī)等基本設(shè)備組成,利用控制設(shè)備、通訊模塊、打滑、堆料、超溫、煙霧、縱撕、速度、跑偏、煤位等保護(hù),達(dá)到皮帶機(jī)集中控制與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的要求。系統(tǒng)采用多臺(tái)PLC組成數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò),達(dá)到不同的規(guī)??刂疲瓿上到y(tǒng)內(nèi)皮帶,給煤機(jī)的全工作過程的監(jiān)控、監(jiān)測(cè),構(gòu)成一個(gè)完善的監(jiān)控系統(tǒng)。 啟動(dòng)設(shè)備前由集控臺(tái)發(fā)預(yù)告信號(hào),預(yù)告30秒后,若現(xiàn)場(chǎng)均滿足集控自動(dòng)啟動(dòng)條件,設(shè)備按順序自動(dòng)啟動(dòng)?,F(xiàn)場(chǎng)信號(hào)
16、箱設(shè)起/停車按鈕,現(xiàn)場(chǎng)可隨時(shí)停車。若設(shè)備由集控啟動(dòng),控制系統(tǒng)接到現(xiàn)場(chǎng)停車停號(hào)后,可作急停處理,實(shí)施故障停車操作??刂品绞椒旨刈詣?dòng)/集控手動(dòng)/就地,三種方式可轉(zhuǎn)換。正常生產(chǎn)時(shí),使用集控自動(dòng)方式,設(shè)備按工藝要求的順序和流程由中央控制臺(tái)自動(dòng)啟停;集控手動(dòng)時(shí),可在中央控制臺(tái)操作各設(shè)備,無閉鎖和聯(lián)動(dòng)關(guān)系;就地時(shí),在現(xiàn)場(chǎng)操作。實(shí)現(xiàn)膠帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)集中監(jiān)控,實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù),并顯示數(shù)據(jù)曲線,對(duì)重要信息在硬盤記錄。對(duì)設(shè)備故障和工藝參數(shù)的異常實(shí)時(shí)報(bào)警,并進(jìn)行聲光提示。一般故障只報(bào)警,現(xiàn)場(chǎng)非正常停車或嚴(yán)重故障時(shí),故障設(shè)備及其上游設(shè)備緊急停車,下游設(shè)備順煤流延時(shí)閉鎖停車。第三章第三章 煤礦膠帶控制系統(tǒng)煤礦
17、膠帶控制系統(tǒng)3.2膠帶自動(dòng)控制的基本要求膠帶自動(dòng)控制的基本要求1、順序自動(dòng)起動(dòng)要求自動(dòng),而且還要有一定的順序。這個(gè)順序是按煤流的方向而定。在運(yùn)輸機(jī)線的起動(dòng)過程中,為使轉(zhuǎn)載點(diǎn)不致積煤,一般應(yīng)按逆煤流方向順序自動(dòng)起動(dòng)。順槽中的運(yùn)輸機(jī)線就是按照這種方式起動(dòng)的。也有的運(yùn)輸機(jī)線,如斜井提升運(yùn)輸機(jī),設(shè)備容量角大,臺(tái)數(shù)較多,機(jī)線較長(zhǎng),為了縮短起動(dòng)時(shí)間,節(jié)省電耗,還要求順煤流方向順序自動(dòng)起動(dòng)。2、起動(dòng)延時(shí)在起動(dòng)開始的幾秒鐘內(nèi),運(yùn)輸機(jī)的拖動(dòng)電機(jī)的起動(dòng)電流很大(一般為電動(dòng)機(jī)額定電流的5-7倍),如果運(yùn)輸機(jī)線上的若干臺(tái)運(yùn)輸機(jī)同時(shí)起動(dòng),則電流過大,將引起電源總開關(guān)因過電流而跳閘,或電網(wǎng)電壓急劇下降,使運(yùn)輸機(jī)不能正常起
18、動(dòng)運(yùn)行。 為了避免這種不正常現(xiàn)象,要求運(yùn)輸機(jī)線上的運(yùn)輸機(jī),逐臺(tái)互相間隔一定的時(shí)間起動(dòng),也就是前一臺(tái)運(yùn)輸機(jī)的起動(dòng)電流過去之后,這臺(tái)運(yùn)輸機(jī)再起動(dòng)。這個(gè)時(shí)間間隔,就叫做起動(dòng)延時(shí)。 起動(dòng)延時(shí)的時(shí)間,與運(yùn)輸機(jī)拖動(dòng)電機(jī)的容量由關(guān)。一般來說,電機(jī)的容量越大,起動(dòng)延時(shí)的時(shí)間要求越長(zhǎng)。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),運(yùn)輸機(jī)的起動(dòng)延時(shí)能達(dá)到如下范圍,就已經(jīng)可靠:32千瓦的膠帶輸送機(jī):不小于3秒75千瓦以上的膠帶輸送機(jī):不小于5秒第三章第三章 煤礦膠帶控制系統(tǒng)煤礦膠帶控制系統(tǒng)3.2膠帶自動(dòng)控制的基本要求膠帶自動(dòng)控制的基本要求3、設(shè)有故障保護(hù)系統(tǒng) 在運(yùn)輸機(jī)線起動(dòng)或運(yùn)行過程中,如某臺(tái)運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)生故障停止運(yùn)動(dòng),發(fā)生故障的運(yùn)輸機(jī)及后
19、邊向它給煤的所有運(yùn)輸機(jī)及時(shí)自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。4、完善的信號(hào)系統(tǒng)(1)起動(dòng)預(yù)告:運(yùn)輸機(jī)先動(dòng)之前,沿運(yùn)輸機(jī)全線能發(fā)出啟動(dòng)預(yù)告信號(hào),提醒運(yùn)輸機(jī)附近的人員注意安全。(2)雙向聯(lián)絡(luò):在停車期間或運(yùn)行期間,運(yùn)輸機(jī)線的操縱人員與運(yùn)輸機(jī)線上的維護(hù)人員雙方能互相用信號(hào)進(jìn)行工作聯(lián)系。(3)事故自動(dòng)報(bào)警:在運(yùn)行期間,如運(yùn)輸機(jī)線的某臺(tái)運(yùn)輸機(jī)因故障而停止運(yùn)行,應(yīng)能立即自動(dòng)發(fā)出事故警報(bào)信號(hào),通知操縱人員和維護(hù)人員,以便及時(shí)進(jìn)行處理,縮短停產(chǎn)時(shí)間。(4)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視:在啟動(dòng)和運(yùn)行過程中,運(yùn)輸機(jī)線的操縱人員通過監(jiān)視信號(hào),可以了解運(yùn)輸機(jī)的啟動(dòng)和運(yùn)行是否正常;發(fā)生故障時(shí),可以判斷故障發(fā)生在哪一臺(tái)運(yùn)輸機(jī)上。除運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視信號(hào)外,其余三
20、種信號(hào)最好用音響信號(hào)。(5)自動(dòng)控制與就地操作能相互轉(zhuǎn)換檢修運(yùn)輸機(jī)后自動(dòng)控制裝置發(fā)生故障而一時(shí)又處理不完時(shí),運(yùn)輸機(jī)線應(yīng)能較方便地由自動(dòng)控制專為就地操作。(6)運(yùn)輸機(jī)線能夠緊急停車。如維護(hù)人員在運(yùn)輸機(jī)線上發(fā)現(xiàn)某臺(tái)運(yùn)輸機(jī)的起動(dòng)或運(yùn)行不正常,他們能夠立即就地停止該臺(tái)運(yùn)輸機(jī)或全線的運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行。(7)所有裝置應(yīng)符合安全要求。實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸機(jī)線自動(dòng)控制所采用的元件及其它裝置,應(yīng)符合煤礦保安規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。第三章第三章 煤礦膠帶控制系統(tǒng)煤礦膠帶控制系統(tǒng)3.3 皮帶控制系統(tǒng)控制功能皮帶控制系統(tǒng)控制功能一、起動(dòng)流程1、順煤流開機(jī);在膠帶機(jī)空載情況下,按照煤流順序由首設(shè)備端或故障機(jī)端向尾設(shè)備端開機(jī)。其開機(jī)過程為本條膠帶
21、機(jī)接受到上游膠帶機(jī)發(fā)出的開機(jī)指令后,延遲略小于上游整條膠帶運(yùn)行時(shí)間后開機(jī),同時(shí)對(duì)下游膠帶機(jī)發(fā)出開機(jī)指令。這種方式能夠避免隊(duì)列中多數(shù)膠帶機(jī)電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間空轉(zhuǎn),達(dá)到節(jié)能的目的。 2、逆煤流開機(jī);在膠帶機(jī)重載情況下,按照逆煤流順序由尾設(shè)備端或故障機(jī)端向首設(shè)備端開機(jī)。其開機(jī)過程為本條膠帶機(jī)接受到下游膠帶機(jī)發(fā)出的開機(jī)指令后,延遲一個(gè)固定的時(shí)間間隔后開機(jī)(避免多臺(tái)電機(jī)同時(shí)啟動(dòng),對(duì)電網(wǎng)電壓過度沖擊),同時(shí)對(duì)上游膠帶機(jī)發(fā)出開機(jī)指令。這是傳統(tǒng)的皮帶機(jī)啟動(dòng)方式。膠帶機(jī)開機(jī)前應(yīng)聯(lián)動(dòng)皮帶機(jī)制動(dòng)器,使膠帶機(jī)解除制動(dòng)。第三章第三章 煤礦膠帶控制系統(tǒng)煤礦膠帶控制系統(tǒng)3.3 皮帶控制系統(tǒng)控制功能皮帶控制系統(tǒng)控制功能二、停機(jī)流程1
22、、順煤流停機(jī);正常情況下,按照煤流順序由首設(shè)備端向尾設(shè)備端逐臺(tái)延時(shí)停機(jī);故障情況下,按照煤流順序,由故障機(jī)設(shè)備下游膠帶機(jī)開始向尾設(shè)備端逐臺(tái)延時(shí)停機(jī),盡量保證多數(shù)設(shè)備空載停機(jī)。2、逆煤流急停機(jī);用于故障狀態(tài)下的一種急停機(jī)方式,按逆煤流順序,由故障機(jī)設(shè)備上游膠帶機(jī)逐臺(tái)傳遞停機(jī)信號(hào)向首設(shè)備端立即停機(jī)。膠帶機(jī)停機(jī)后應(yīng)聯(lián)動(dòng)膠帶機(jī)制動(dòng)器,使皮帶機(jī)制動(dòng)。三、膠帶運(yùn)輸機(jī)之間聯(lián)鎖每條膠帶機(jī)的運(yùn)行或停止?fàn)顟B(tài)要能夠通知其上游膠帶和下游膠帶,并能夠與之實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖。第三章第三章 煤礦膠帶控制系統(tǒng)煤礦膠帶控制系統(tǒng)3.3 皮帶控制系統(tǒng)控制功能皮帶控制系統(tǒng)控制功能四、膠帶運(yùn)輸機(jī)與附屬設(shè)備之間聯(lián)鎖膠帶輸送線應(yīng)與附屬設(shè)備之間聯(lián)鎖,
23、不同的膠帶輸送線具有的不同的附屬設(shè)備,要根據(jù)實(shí)際情況具體考慮。例如膠帶機(jī)啟動(dòng)前和膠帶機(jī)停止后,應(yīng)與膠帶機(jī)制動(dòng)器聯(lián)動(dòng),使膠帶機(jī)解除制動(dòng)或使膠帶機(jī)制動(dòng)。監(jiān)控系統(tǒng)要能夠?qū)@些附屬設(shè)備進(jìn)行控制。五、膠帶運(yùn)輸線運(yùn)行故障聯(lián)鎖及其處理五、膠帶運(yùn)輸線運(yùn)行故障聯(lián)鎖及其處理1、膠帶跑偏2、電機(jī)電流異常電流應(yīng)劃分為3個(gè)等級(jí):正常范圍、報(bào)警范圍、危險(xiǎn)范圍第三章第三章 煤礦膠帶控制系統(tǒng)煤礦膠帶控制系統(tǒng)3.3 皮帶控制系統(tǒng)控制功能皮帶控制系統(tǒng)控制功能3、膠帶打滑4膠帶速度異常膠帶速度應(yīng)劃分為3個(gè)等級(jí):正常范圍、報(bào)警范圍、危險(xiǎn)范圍(1)當(dāng)膠帶速度處于報(bào)警范圍時(shí)驅(qū)動(dòng)警鈴,打開警燈皮帶速度連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間處于報(bào)警范圍時(shí)停本機(jī):驅(qū)動(dòng)警
24、鈴,打開警燈第三章第三章 煤礦膠帶控制系統(tǒng)煤礦膠帶控制系統(tǒng)3.3 皮帶控制系統(tǒng)控制功能皮帶控制系統(tǒng)控制功能(2)當(dāng)膠帶速度處于危險(xiǎn)范圍時(shí)停本機(jī):驅(qū)動(dòng)警鈴,打開警燈8、滾筒溫度過高滾筒溫度過高停本機(jī):驅(qū)動(dòng)警鈴,打開警燈;9、膠帶運(yùn)輸線出現(xiàn)煙霧膠帶運(yùn)輸線出現(xiàn)煙停本機(jī);驅(qū)動(dòng)警鈴,打開警燈,啟動(dòng)自動(dòng)灑水裝置第三章第三章 煤礦膠帶控制系統(tǒng)煤礦膠帶控制系統(tǒng)3.3 皮帶控制系統(tǒng)控制功能皮帶控制系統(tǒng)控制功能10、堆煤 帶堆煤停本機(jī):驅(qū)動(dòng)警鈴,打開警燈;11、急停開關(guān)動(dòng)作急停開關(guān)動(dòng)作停本機(jī);驅(qū)動(dòng)警鈴,打開警燈。3.4軟啟動(dòng)軟啟動(dòng) 目前對(duì)帶式輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)可控啟動(dòng)有多種方式,各種軟啟動(dòng)裝置總體上可以分為機(jī)械、機(jī)電一體
25、化和電氣軟啟動(dòng)裝置三大類。電機(jī)調(diào)速啟動(dòng)可用繞線式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、直流電機(jī)調(diào)速、變頻調(diào)速即可控硅調(diào)壓調(diào)速等多種方式。機(jī)械調(diào)速裝置有調(diào)速型液力耦合器、CST可控啟動(dòng)傳輸及液體粘滯可控離合器三種。本設(shè)計(jì)的軟啟動(dòng)裝置(變頻驅(qū)動(dòng))的使用特點(diǎn)做以下介紹。第三章第三章 煤礦膠帶控制系統(tǒng)煤礦膠帶控制系統(tǒng)3.4軟啟動(dòng)軟啟動(dòng) 變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使用在大型帶式輸送機(jī)交流變頻系統(tǒng),由三繞組變壓器,電壓源,中壓變頻器,三相異步電動(dòng)機(jī)及相關(guān)部件等組成。變頻器由一個(gè)三繞組變壓器供電,其次級(jí)的2個(gè)繞組間有30相位角,從而大幅度降低對(duì)電網(wǎng)的諧波干擾。使用在長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)的中壓變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),應(yīng)用于帶式輸送機(jī)的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載
26、的調(diào)速驅(qū)動(dòng)過程中。在輕載及重載工況下,均能有效控制輸送帶輸送機(jī)柔性負(fù)載的軟啟動(dòng)、軟停車,能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)之間的功率平衡,并能提供可調(diào)驗(yàn)帶速度。由此降低直接起動(dòng)快速停車過程對(duì)機(jī)械和電氣系統(tǒng)的沖擊,避免撒料與疊帶,輸送帶輸送機(jī)動(dòng)態(tài)張力波可能對(duì)輸送帶和機(jī)械設(shè)備設(shè)備造成的危害,延長(zhǎng)輸送機(jī)使用壽命,同時(shí)在多電機(jī)驅(qū)動(dòng)的帶式輸送機(jī)系統(tǒng)中能夠平衡各個(gè)電機(jī)的輸出功率,控制精度高,波動(dòng)范圍小。下圖2.1為變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與帶式輸送機(jī)的示意圖。圖2.1 變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)示意圖第三章第三章 煤礦膠帶控制系統(tǒng)煤礦膠帶控制系統(tǒng)3.4軟啟動(dòng)軟啟動(dòng)變頻軟啟動(dòng)是由交流異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速發(fā)展而來的。在一定程度上,變頻軟啟動(dòng)可以看做交流電機(jī)變
27、頻調(diào)速一個(gè)功能。由于對(duì)煤礦帶式輸送機(jī)來講,其對(duì)啟動(dòng)方面的要求比一般機(jī)械高得多,其啟動(dòng)平穩(wěn)、可靠性與快速性對(duì)企業(yè)的安全生產(chǎn)有著重要的意義。變頻軟啟動(dòng)器原理框圖如下圖2.2所示,通過變頻軟啟動(dòng)器的控制單元,可以實(shí)現(xiàn)判斷決策,正常運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、皮帶機(jī)的平穩(wěn)制動(dòng)、緊急制動(dòng)、多電機(jī)驅(qū)動(dòng)功率平衡調(diào)整、節(jié)能調(diào)節(jié)等方面的功能。同時(shí)控制單元還具有斷帶、堆煤、煙霧、打滑、溫度等保護(hù)功能。圖2.2變頻軟啟動(dòng)原理框圖第四章第四章 煤礦膠帶機(jī)的保護(hù)煤礦膠帶機(jī)的保護(hù)4.1跑偏、劃傷及縱向撕裂的保護(hù)跑偏、劃傷及縱向撕裂的保護(hù) 本設(shè)計(jì)中膠帶撕裂和跑偏保護(hù)選用的傳感器是GVD1200(原型號(hào)KGV-1型)撕裂傳感器 GEJ
28、15/30(D)礦用本質(zhì)安全型跑偏傳感器1跑偏的檢測(cè)跑偏的檢測(cè)膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行時(shí)膠帶跑偏是最常見的故障,膠帶跑偏輕則造成撤料、膠帶磨損;重則由于膠帶與機(jī)架劇烈摩擦引起皮帶軟化、燒焦甚至引起火災(zāi),造成整個(gè)生產(chǎn)線停產(chǎn),因而,正確地處理好皮帶跑偏關(guān)系到整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。膠帶跑偏的原因:膠帶跑偏的原因:安裝時(shí)引起的膠帶跑偏膠帶機(jī)安裝質(zhì)量的好壞對(duì)皮帶跑偏的影響最大,由安裝誤差引起的皮帶跑偏最難處理,安裝誤差主要是: (1)輸送帶接頭不平直。造成皮帶兩邊張力不均勻,膠帶始終往張緊力大的一邊跑偏。(2)機(jī)架歪斜。機(jī)架歪斜包括機(jī)架中心線歪斜和機(jī)架兩邊高低傾斜,這兩種情況都會(huì)造成嚴(yán)重跑偏,并且很難調(diào)整。(3
29、)導(dǎo)料槽兩側(cè)的橡膠板壓力不均勻。由于橡膠板壓力不均勻,造成膠帶兩邊運(yùn)行阻力不一致,引起膠帶跑偏。 本次設(shè)計(jì)中的膠帶機(jī)用到的傳感器有:溫度傳感器,堆煤傳感器,速度傳感器,煙霧傳感器,防撕裂和跑偏傳感器第四章第四章 煤礦膠帶機(jī)的保護(hù)煤礦膠帶機(jī)的保護(hù)4.1跑偏、劃傷及縱向撕裂的保護(hù)跑偏、劃傷及縱向撕裂的保護(hù) 2運(yùn)行中引起的皮帶跑偏:運(yùn)行中引起的皮帶跑偏:(1)滾筒、托輥粘料引起的跑偏。膠帶機(jī)在運(yùn)行一段時(shí)間后,由于礦料有的具有一定的粘性,部分礦粉會(huì)粘沾在滾筒和托輥上,使得滾筒或托輥局部筒徑變大,引起膠帶兩側(cè)張緊力不均勻,造成膠帶跑偏。 (2)膠帶松弛引起的跑偏。調(diào)整好的膠帶在運(yùn)行一段時(shí)間后,由于膠帶拉
30、伸產(chǎn)生永久變形或老化,會(huì)使膠帶的張緊力下降,造成膠帶松弛,引起膠帶跑偏。 (3)礦料分布不均勻引起的跑偏。如果膠帶空轉(zhuǎn)時(shí)偏,重負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)就跑偏,說明礦料在膠帶兩邊分布不均勻。礦料分布不均主要是礦料下落方向和位置不正確引起的,如果礦料偏到左側(cè),則膠帶向右跑偏,反之亦然。 (4)運(yùn)行中振動(dòng)引起的跑偏。膠帶機(jī)在運(yùn)行時(shí)的機(jī)械振動(dòng)是不可避免的,在膠帶運(yùn)行速度越快時(shí),振動(dòng)越大,造成的膠帶跑偏也越大。在皮帶機(jī)中,托輥的徑向跳動(dòng)引起的振動(dòng)對(duì)皮帶跑偏影響最大。 跑偏開關(guān)主要用于檢測(cè)實(shí)際運(yùn)行中帶式輸送機(jī)的偏移狀態(tài)來發(fā)出信號(hào),實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)跑偏后自動(dòng)報(bào)警和自動(dòng)停機(jī)功能;來防止因輸送機(jī)偏移傾斜使物料撒落。防跑偏傳感器在
31、膠帶兩側(cè)成對(duì)使用,分別安裝于膠帶機(jī)機(jī)頭、機(jī)身、機(jī)尾易于跑偏處。防跑偏滾動(dòng)導(dǎo)桿利用自身的固定架固定在膠帶機(jī)架的兩側(cè),且距離槽形托輥外沿50-100mm范圍內(nèi)。跑偏開關(guān)具有兩級(jí)動(dòng)作功能,一級(jí)動(dòng)作用于報(bào)警,二級(jí)動(dòng)作用于停機(jī)。第四章第四章 煤礦膠帶機(jī)的保護(hù)煤礦膠帶機(jī)的保護(hù)4.1跑偏、劃傷及縱向撕裂的保護(hù)跑偏、劃傷及縱向撕裂的保護(hù) (1)輕微偏移報(bào)警:當(dāng)輸送機(jī)在運(yùn)行過程中發(fā)生輕微偏移時(shí),則開關(guān)輸出一級(jí)報(bào)警信號(hào)。 (2)嚴(yán)重偏移報(bào)警:當(dāng)輸送機(jī)在運(yùn)行過程中發(fā)生嚴(yán)重偏移時(shí),則開關(guān)輸出二級(jí)停機(jī)信號(hào)。 跑偏開關(guān)由立輥、復(fù)位手柄(調(diào)偏再啟動(dòng))、凸輪及行程開關(guān)等組成(見圖5.1)。利用帶式輸送機(jī)跑偏時(shí)的橫向位移觸碰到
32、開關(guān)立輥,使立輥產(chǎn)生偏轉(zhuǎn),然后以立輥的偏轉(zhuǎn)角確定膠帶跑偏量。當(dāng)立輥偏轉(zhuǎn)角達(dá)到12時(shí),一級(jí)開關(guān)動(dòng)作并輸出輕跑偏報(bào)警信號(hào);當(dāng)立輥偏轉(zhuǎn)角達(dá)到30時(shí),二級(jí)開關(guān)動(dòng)作并輸出重跑偏停機(jī)信號(hào)。第四章第四章 煤礦膠帶機(jī)的保護(hù)煤礦膠帶機(jī)的保護(hù)4.1跑偏、劃傷及縱向撕裂的保護(hù)跑偏、劃傷及縱向撕裂的保護(hù) 3、劃傷及縱向撕裂的檢測(cè)劃傷及縱向撕裂的檢測(cè) 在運(yùn)輸線上,物料從溜槽落下,其鋒利部分往往扎透皮帶,當(dāng)運(yùn)輸線繼續(xù)運(yùn)行時(shí),皮帶從扎透處沿縱向依次被撕裂,成為引起大事故的原因。等到皮帶損傷到不能修理的程度,就得換膠帶,使運(yùn)輸線不得不停運(yùn),造成很大損失。那么如何來檢測(cè)皮帶縱向撕裂事故,避免更大事故以及停產(chǎn)的發(fā)生呢?目前主要使
33、采用縱向撕裂探測(cè)器來檢測(cè)??v向撕裂檢測(cè)器采用攔索式方法,攔索通過滑板與開關(guān)連接,使開關(guān)隨著攔索的牽移而輸出停機(jī)信號(hào)。撕裂檢測(cè)器在正常狀態(tài)下攔索使開關(guān)的觸發(fā)機(jī)構(gòu)處于正常狀態(tài),當(dāng)異物刺穿膠帶機(jī)表面并觸及到攔索時(shí),并帶動(dòng)攔索,使攔索產(chǎn)生位移導(dǎo)致觸發(fā)機(jī)構(gòu)動(dòng)作輸出撕裂停機(jī)信號(hào)。撕裂傳感器應(yīng)安裝在受料段膠帶下緩沖托輥之間,控制箱應(yīng)就近安裝在附近機(jī)架上;調(diào)整滑板和索桿使攔索距膠帶下表面20-30mm,再調(diào)整調(diào)線器使攔索張緊,且開關(guān)也處于動(dòng)作狀態(tài)即可。新安裝的撕裂傳感器應(yīng)每隔5日按上述方法重新調(diào)整24次,以消除因攔索伸縮而引起誤差值。第四章第四章 煤礦膠帶機(jī)的保護(hù)煤礦膠帶機(jī)的保護(hù)4.2溫度傳感器溫度傳感器 本
34、設(shè)計(jì)中溫度保護(hù)選用的傳感器是:GWP100(D)礦用本質(zhì)安全型溫度傳感器。該傳感器采用熱電偶式傳感器,熱電偶工作原理是基于賽貝克(seeback)效應(yīng),即兩種不同成分的導(dǎo)體兩端連接成回路,如兩連接端溫度不同,則在回路內(nèi)產(chǎn)生熱電流的物理現(xiàn)象。熱電偶傳感器的優(yōu)點(diǎn):測(cè)量精度高,測(cè)量范圍廣,構(gòu)造簡(jiǎn)單,使用方便 .溫度傳感器的安裝:溫度保護(hù)主要檢測(cè)滾筒或其它驅(qū)動(dòng)設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生的過高溫度。溫度傳感器利用溫度保護(hù)自身的固定架,固定在驅(qū)動(dòng)滾筒兩側(cè)的機(jī)架上,傳感器必須布置在驅(qū)動(dòng)滾筒與膠帶分離處或驅(qū)動(dòng)滾筒內(nèi)部。溫度傳感器安設(shè)在其它驅(qū)動(dòng)設(shè)備的發(fā)熱部位。4.3堆煤傳感器堆煤傳感器 選用BFW-I型堆煤傳感器。BFW-
35、I當(dāng)煤位增高時(shí),接觸到下垂球時(shí),傳感器輸出保護(hù)信號(hào),“滿煤”指示燈亮,經(jīng)延時(shí)檢測(cè)后,若不能恢復(fù)正常,集控主機(jī)對(duì)膠帶保護(hù)停車,實(shí)現(xiàn)堆煤保護(hù)。煤在帶尾給煤口堆積,使膠帶負(fù)荷增大,并堵塞給煤口,且會(huì)造成煤的散落,當(dāng)出堆煤情況時(shí),會(huì)使堆煤開關(guān)閉合,觸點(diǎn)動(dòng)作產(chǎn)生一個(gè)輸入信號(hào),使系統(tǒng)做出反應(yīng)。第四章第四章 煤礦膠帶機(jī)的保護(hù)煤礦膠帶機(jī)的保護(hù)4.3堆煤傳感器堆煤傳感器 本系統(tǒng)選用BFW-1料流檢測(cè)裝置,主要用于膠帶機(jī)輸送物料的檢測(cè),并可以發(fā)出有載運(yùn)行信號(hào),若皮帶寬且速度快時(shí)采用門式支架安裝,若膠帶窄且速度低時(shí)采用單臂式支架;并且采用鏈球與煤料接觸,減少了煤對(duì)檢測(cè)器的直接沖擊,延長(zhǎng)了使用壽命。 堆煤傳感器的安裝
36、:堆煤傳感器安裝高度應(yīng)在低于機(jī)頭下膠帶200mm水平以下,其平面位置應(yīng)在煤倉口范圍之內(nèi)。搭接膠帶堆煤保護(hù)傳感器安裝高度應(yīng)在后部膠帶機(jī)機(jī)頭卸載滾筒軸線水平以下,其平面位置在前部膠帶機(jī)的煤流方向上。第四章第四章 煤礦膠帶機(jī)的保護(hù)煤礦膠帶機(jī)的保護(hù)4.4速度傳感器速度傳感器 本設(shè)計(jì)中速度保護(hù)選用GSG-4本安型速度傳感器對(duì)皮帶速度進(jìn)行監(jiān)測(cè) GSG-4本安型速度傳感器是光電式速度傳感器。光電式速度傳感器運(yùn)用光電投射式原理,投射式光電轉(zhuǎn)速傳感器的讀數(shù)盤和測(cè)量盤有間隔相同的縫隙。測(cè)量盤隨被測(cè)物體轉(zhuǎn)動(dòng),每轉(zhuǎn)過一條縫隙,從光源投射到光敏元件(光電式傳感器)上的光線產(chǎn)生一次明暗變化,光敏元件即輸出電流脈沖信號(hào)。速
37、度傳感器的安裝:將摩擦滾輪安裝在上膠帶的下方或下皮帶的上方或直接安裝在從動(dòng)滾輪上。4.5煙霧傳感器煙霧傳感器 煙霧傳感器一般分為光散射式煙霧傳感器、離子感煙傳感器和透光式煙度計(jì)。本系統(tǒng)采用KGQ-1型煙霧傳感器。KGQ-1對(duì)因摩擦發(fā)熱或其他原因產(chǎn)生的煙霧進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)有少量煙霧時(shí)進(jìn)入煙室時(shí),紅燈閃亮,顯示煙霧故障,集控主機(jī)對(duì)皮帶保護(hù)停車,實(shí)現(xiàn)煙霧保護(hù)。KGQ-1型感煙開關(guān)用于煤礦井下有瓦斯和煤塵爆炸危險(xiǎn)及火災(zāi)危險(xiǎn)的場(chǎng)所, 能對(duì)煙霧進(jìn)行就地監(jiān)測(cè)、遙測(cè)和集中監(jiān)視, 輸出標(biāo)準(zhǔn)的開關(guān)信號(hào)。具有抗腐蝕能力強(qiáng)的敏感元件、高靈敏度檢測(cè)電路、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的防塵機(jī)構(gòu), 還具有功耗小、成本低、管理維護(hù)簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。對(duì)火災(zāi)
38、初期各類燃燒物質(zhì)阻燃階段產(chǎn)生的不可見及可見煙霧, 檢測(cè)穩(wěn)定可靠, 且能有效地防止粉塵干擾所引起的非火災(zāi)誤報(bào)警。煙霧傳感器的安裝:煙霧保護(hù)傳感器應(yīng)布置在驅(qū)動(dòng)裝置上方5m內(nèi)的下風(fēng)口,距驅(qū)動(dòng)滾筒1米內(nèi)的距離。第五章第五章 膠帶膠帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1PLC硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中,除了現(xiàn)場(chǎng)已有的設(shè)備之外,還需要相應(yīng)的就地控制箱等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備,另外,還需要為現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備提供相應(yīng)的保護(hù)設(shè)備。為實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控的要求,完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)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(jí),上層的監(jiān)控管理級(jí)。第五章第五章 膠帶膠帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5
39、.1PLC硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5.1.1控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)I/O點(diǎn)數(shù)的確定點(diǎn)數(shù)的確定第五章第五章 膠帶膠帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1PLC硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5.1.2PLC的硬件配置的硬件配置根據(jù)控制系統(tǒng)的要求及I/O點(diǎn)數(shù)的估算系統(tǒng)PLC選用SIEMENS公司S7-300。表表3.3.2 PLC配置清單配置清單第五章第五章 膠帶膠帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1PLC硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5.1.2PLC的硬件配置的硬件配置(1)CPUS7-300212227CPU模塊類型多種多樣,有CPU312IFM、CPU313、CPU314、CPU314 IFM、C
40、PU315/315-2DP、CPU316-2DP、CPU318-2DP等8種不同的中央處理單元可供選擇。CPU312IFM、CPU314IFM是帶有集成的數(shù)字和模擬輸入/輸出的緊湊型CPU,用于要求快速響應(yīng)并具有許多特殊功能的裝置。CPU313、CPU314、CPU315模塊不帶集成的I/O端口,其存儲(chǔ)容量、指令執(zhí)行速度、可擴(kuò)展的點(diǎn)數(shù)、計(jì)數(shù)器/定時(shí)器數(shù)量、軟件塊數(shù)量等隨序號(hào)的遞增而增加13。315-2DP、CPU316-2DP、CPU318-2DP都具有現(xiàn)場(chǎng)總線擴(kuò)展的功能。因此我們考慮系統(tǒng)以后的擴(kuò)展,可選擇帶總線擴(kuò)展功能的CPU,考慮它們的性價(jià)比,最終我們選用315-2DP。CPU315-2D
41、P是具有中到大容量程序存儲(chǔ)器和PROFIBUS-DP主/從接口的CPU,它用于包括分布式及集中式I/O的任務(wù)中。CPU315-2DP具有48KB的RAM,內(nèi)置80KB的裝載存儲(chǔ)器(RAM),可用存儲(chǔ)器卡擴(kuò)充裝載存儲(chǔ)器,最大容量為512KB,指令執(zhí)行速度為0.1ms/1000條,最大可擴(kuò)展1024點(diǎn)數(shù)字量或128個(gè)模擬量通道,其他特性與CPU314相同。CPU315-2DP是帶現(xiàn)場(chǎng)總線(PROFIBUS)SINEC L2-DP接口的CPU模塊,其它特性與CPU315模塊相同。第五章第五章 膠帶膠帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1PLC硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5.1.2PLC的硬件配置的硬
42、件配置(2)電源框架 PS307是西門子S7-300的專配24V直流電源,這一系統(tǒng)共有2A、5A、10A三種不同額定輸出電流的電源,其工作原理和備用參數(shù)均相同。在這個(gè)系統(tǒng)中,選擇PS307 5A電源,它安裝在導(dǎo)軌的1號(hào)槽,在CPU的左側(cè),用電源連接線連接到CPU上面。 PS307 5A負(fù)載電源模塊連接單相交流系統(tǒng),將120或是220伏交流電壓變?yōu)?4伏直流工作電壓。具有防短路和開路保護(hù)的功能。一個(gè)帶有保護(hù)罩的開關(guān)可用來選擇120伏或220伏交流線電壓。安裝一小型斷路器,以保護(hù)電源模塊的電源進(jìn)線電纜,斷路器指標(biāo)應(yīng)是:220VAC時(shí)額定電流是10A,跳閘特性為C類。當(dāng)輸出正常額定電壓24V時(shí),綠色
43、LED燈亮;當(dāng)輸出電路過載時(shí),則LED燈閃爍,輸出電流長(zhǎng)期在5到6.5A之間時(shí),輸出電壓下降,縮短電源的使用壽命,當(dāng)輸出電流超過6.5A時(shí),電壓跌落,過后可以自動(dòng)恢復(fù);當(dāng)輸出短路時(shí),則LED燈暗下來,輸出電壓為0V,短路故障排除后,電壓可以自動(dòng)恢復(fù);當(dāng)一次側(cè)低電壓時(shí),LED燈暗下,電源自動(dòng)切斷,電壓自動(dòng)恢復(fù);當(dāng)一次側(cè)發(fā)生過壓時(shí),LED燈熄滅,電源可能會(huì)被徹底毀壞。電源輸入功率為138W,效率是87%,功率消耗為18W,輸出電壓額定值是24VDC,允許誤差是24V5%,上升時(shí)間最大為2.5S。PS307 2A的輸人功率是58W,效率是83%22。第五章第五章 膠帶膠帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)設(shè)
44、計(jì)5.1PLC硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5.1.2PLC的硬件配置的硬件配置(3)數(shù)字量輸入模塊 根據(jù)計(jì)算,系統(tǒng)的數(shù)字量輸入點(diǎn)數(shù)為23,為了系統(tǒng)留有余量,選用SM321數(shù)字量輸入模塊。該模塊具有32點(diǎn)輸入,電氣隔離為16組,額定輸入電壓24VDC,適用于開關(guān)及2-/3-/4線接近開關(guān)。圖3.3.2 SM321接線圖及方框圖第五章第五章 膠帶膠帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1PLC硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5.1.2PLC的硬件配置的硬件配置(5)模擬量輸入模塊 模擬量輸入模塊SM331的輸入測(cè)量范圍很寬,它可以直接輸入電壓、電流、電阻、熱電偶等信號(hào),根據(jù)型號(hào)的不同,各模擬量輸入范圍的
45、數(shù)字化表示以及數(shù)字量與不同的模擬輸出范圍間的對(duì)應(yīng)可以從技術(shù)手冊(cè)中查到。模塊與S7-300 CPU及負(fù)載電壓之間是光電隔離的。SM331主要是由A/D轉(zhuǎn)換部件、模擬切換開關(guān)、補(bǔ)償電路、恒流源、光電隔離部件、邏輯電路等組成。A/D轉(zhuǎn)換部件是模塊的核心,其轉(zhuǎn)換原理采用積分的方法,積分時(shí)間直接影響到A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間和A/D轉(zhuǎn)換精度。所有模擬量的輸入通道共用一個(gè)轉(zhuǎn)換部件,通過轉(zhuǎn)換開關(guān),將各通道按順序一個(gè)個(gè)轉(zhuǎn)換。輸入模塊的循環(huán)時(shí)間是指這一通道開始轉(zhuǎn)換模擬量輸入值到下次開始轉(zhuǎn)換的時(shí)間,它是模塊中所有活動(dòng)的輸入通道的轉(zhuǎn)換時(shí)間的總和。因此為了縮短循環(huán)時(shí)間,應(yīng)該使用S7組態(tài)工具屏蔽不用的模擬量通道,使其不占用循環(huán)時(shí)
46、間。圖3.3.4 SM331接線圖及方框圖第五章第五章 膠帶膠帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1PLC硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5.1.2PLC的硬件配置的硬件配置(6)模擬量輸出模塊 模擬量輸出模塊選用SM332,該模塊為8輸入通道,可將輸出通道編程為電壓或電流輸出。圖3.3.5SM332接線圖及方框圖第五章第五章 膠帶膠帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.2PLC的皮帶控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)的皮帶控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)5.2.1控制系統(tǒng)程序及工作方式控制系統(tǒng)程序及工作方式S7-300的運(yùn)行程序有兩種,操作系統(tǒng)程序和用戶程序。操作系統(tǒng)是固化在CPU中的程序,提供了一套系統(tǒng)運(yùn)行和調(diào)度的機(jī)制;用戶
47、程序是用戶自己編制的程序。S7的用戶程序是結(jié)構(gòu)化的用戶程序,它主要由啟動(dòng)程序、主程序和各種終端響應(yīng)程序等不同的程序模塊組成??刂葡到y(tǒng)軟件流程圖如下:圖4.1.1 系統(tǒng)流程圖 控制系統(tǒng)有三種工作方式:集控自動(dòng)、集控手動(dòng)和就地控制22。集控自動(dòng)方式下,膠帶機(jī)和給煤機(jī)根據(jù)生產(chǎn)工藝流程預(yù)先編制的程序來集中控制啟停,各種保護(hù)均投入;集控手動(dòng)方式下,膠帶機(jī)和給煤機(jī)也采用手動(dòng)按鈕通過PLC分別控制啟停,但是保護(hù)可根據(jù)需要有選擇的進(jìn)行投入,各故障的投入選擇可在顯示屏內(nèi)進(jìn)行控制;就地控制方式下,膠帶機(jī)和給煤機(jī)由操作員控制手動(dòng)按鈕通過PLC分別控制它們的啟停,保護(hù)也均投入。此時(shí),其他控制方式閉鎖,這也是按照現(xiàn)場(chǎng)情
48、況優(yōu)先考慮的結(jié)果,此時(shí)單條膠帶閉鎖運(yùn)行,與其他膠帶之間沒有聯(lián)鎖關(guān)系。第五章第五章 膠帶膠帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.2PLC的皮帶控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)的皮帶控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)52.2 控制方式選擇控制方式選擇我們通過控制臺(tái)的三位置選擇開關(guān)來選擇系統(tǒng)的工作方式,任何時(shí)候只能處于一種工作方式。膠帶和給煤機(jī)在運(yùn)行的時(shí)候,工作方式不可改變。在觸摸平屏上可以由顯示燈來表示系統(tǒng)當(dāng)前的工作方式。監(jiān)控系統(tǒng)是對(duì)單條膠帶和與其配對(duì)的給煤機(jī)進(jìn)行監(jiān)控,集控方式下,按下顯示屏上的啟動(dòng)/停止控制按鈕,允許膠帶啟動(dòng)或停止。若是多膠皮帶集中控制,啟動(dòng)允許信號(hào)可以由逆煤流的前一條皮帶啟動(dòng)一段時(shí)間后給出,停止信號(hào)可以由順煤
49、流的前一條皮帶停止一段時(shí)間后給出,時(shí)間設(shè)定與膠帶運(yùn)行速度有關(guān),以膠帶上煤流全部卸載完畢為最佳。下面我們以工作方式選擇和就地方式啟停為例進(jìn)行程序說明。(1)工作方式選擇程序段1:工作方式選擇。I0.0、I0.1、I0.2分別是集控方式、就地方式、檢修方式信號(hào),當(dāng)在任一個(gè)工作方式下發(fā)出CST啟動(dòng)信號(hào)Q0.2后,不能再選擇其它工作方式。M0.7、M0.6、M0.5分別是三種方式下的自保信號(hào),起自保作用。第五章第五章 膠帶膠帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.2PLC的皮帶控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)的皮帶控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)52.2 控制方式選擇控制方式選擇(2)就地方式啟停控制程序段1:I0.3是CST啟動(dòng)按
50、鈕,I0.4是CST停止按鈕,M4.0是故障急停信號(hào)。有任何故障發(fā)出急停指令時(shí)不允許啟動(dòng)CST。 。程序段2:?jiǎn)?dòng)報(bào)警信號(hào)。當(dāng)M0.4閉合時(shí),脈沖定時(shí)器T9開始計(jì)時(shí),發(fā)出30S的報(bào)警指令Q0.0。同時(shí)啟動(dòng)接通延時(shí)定時(shí)器T10。程序段3:當(dāng)30S延時(shí)預(yù)警成功后,向CST正式發(fā)出CST啟動(dòng)指令Q0.2。I1.2、I1.3、I1.4分別是1#、2#、3#電機(jī)運(yùn)行返回信號(hào),起自保作用。Q1.0是操作臺(tái)CST運(yùn)行指示燈,PLC_D02是觸摸屏CST啟動(dòng)指示燈。第五章第五章 膠帶膠帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.2PLC的皮帶控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)的皮帶控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)52.2 控制方式選擇控制方式選擇
51、程序段4:給煤機(jī)啟動(dòng)控制。I4.0是給煤機(jī)手動(dòng)啟動(dòng)按鈕信號(hào),I4.2是給煤機(jī)運(yùn)行返回信號(hào)。Q4.0是給煤機(jī)啟動(dòng)信號(hào),Q1.1是給煤機(jī)啟動(dòng)指示燈。程序段5:給煤機(jī)停止控制。I4.1是給煤機(jī)手動(dòng)停止按鈕信號(hào),Q4.1是給煤機(jī)停止信號(hào)。就地工作方式下,操作員通過控制臺(tái)上的手動(dòng)按鈕來控制膠帶啟停??刂婆_(tái)共設(shè)置了四個(gè)手動(dòng)控制膠帶運(yùn)行按鈕:CST啟動(dòng)按鈕,CST停止按鈕,CST慢動(dòng)按鈕,CST急停按鈕。在此工作方式下,只有CST啟動(dòng)按鈕,CST停止按鈕,CST急停按鈕有效。按下啟動(dòng)按鈕后給PLC送入啟動(dòng)允許信號(hào),按下停止按鈕給PLC送入停止允許信號(hào)。檢修工作方式下,我們也是通過操作臺(tái)上的手動(dòng)按鈕來控制膠帶
52、,但是檢修狀態(tài)下,我們要求膠帶運(yùn)行速度比較慢,CST工作在慢動(dòng)狀態(tài)下,只有按下慢動(dòng)按鈕,膠帶才可以運(yùn)行。啟動(dòng)允許信號(hào)發(fā)出后,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和設(shè)備的工藝需求,在啟動(dòng)運(yùn)行皮帶沿線發(fā)出預(yù)警聲響,時(shí)間一般是30秒。只有在無故障啟動(dòng)的情況下,預(yù)警才會(huì)成功。第五章第五章 膠帶膠帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.2PLC的皮帶控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)的皮帶控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)5.2.3各種常見故障的診斷各種常見故障的診斷(1)1.模擬量數(shù)據(jù)處理程序段1:將采集到的數(shù)值current_value轉(zhuǎn)化為實(shí)數(shù)型,并存在b3中。 膠帶在煤炭運(yùn)輸中的重要角色,讓煤礦無法忽視它的運(yùn)行狀況,因此,有效的監(jiān)測(cè)故障,及時(shí)采取預(yù)防措施
53、,避免重大事故發(fā)生,或者盡量減少損失是非常必要的。膠帶常見的故障有以下幾種:跑偏、打滑、超速、斷帶、滾筒超溫、張緊下滑、縱撕、煙霧、堆煤等,同時(shí)我們?yōu)榱吮苊庖恍o法監(jiān)測(cè)的而又非常惡劣的事故發(fā)生,在膠帶輸送機(jī)的沿線,我們每隔80100米設(shè)置一個(gè)拉線急停開關(guān)。在第二章我們已經(jīng)確定了監(jiān)測(cè)各種故障的傳感器類型或方法,并確定了輸出信號(hào)類型。故障信號(hào)分為兩類:一類為數(shù)字信號(hào),當(dāng)輸出為“1”時(shí),即是報(bào)警信號(hào), 收到信號(hào)后,對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理,或是CST緊急停機(jī),或是只發(fā)出聲光報(bào)警。當(dāng)輸出為“0”時(shí),膠帶運(yùn)行正常,無故障發(fā)生;另一類為模擬量信號(hào),傳感器輸出的模擬量信號(hào)是標(biāo)準(zhǔn)的電壓或是電流信號(hào),通過模擬輸入模塊,將電壓或電流信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字形式,但是我們需要知道它所測(cè)的真實(shí)值,如溫度傳感器,輸
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