煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件

畢業(yè)設(shè)計(jì)煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第1頁(yè)煤礦膠帶輸送機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)指導(dǎo)老師郝世宇學(xué)生李慧強(qiáng)畢業(yè)設(shè)計(jì)煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第2頁(yè)二、煤礦膠帶輸送機(jī)選型一、概述三、煤礦膠帶控制系統(tǒng)四、煤礦膠帶機(jī)保護(hù)五、膠帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第3頁(yè)摘要煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)對(duì)確保礦井正常生產(chǎn)起著非常主要作用，大中型煤礦井下煤炭運(yùn)輸大都采取以膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸方式。以往輸送機(jī)控制大多采取就地控制，而且控制裝置普通由繼電器等組成，當(dāng)輸送機(jī)數(shù)量增加時(shí)，會(huì)造成設(shè)備復(fù)雜、操作及維護(hù)困難局面，而且在膠帶輸送機(jī)連續(xù)運(yùn)行中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)打滑、斷帶、超溫、堆煤等現(xiàn)象。所以，對(duì)皮帶自動(dòng)保護(hù)和控制就含有主要意義。煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第4頁(yè)摘要本設(shè)計(jì)首先介紹了皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)現(xiàn)實(shí)狀況、特點(diǎn)和發(fā)展并介紹了帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)以及控制原理，分析了皮帶起動(dòng)過(guò)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，依據(jù)控制和保護(hù)功效正確選擇傳感器；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基本原理與特點(diǎn)，依據(jù)其輸入、輸出點(diǎn)數(shù)和存放容量選擇了適當(dāng)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(huà)出功效流程圖煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第5頁(yè)第一章概述1.1國(guó)內(nèi)外煤礦帶式輸送機(jī)研究情況1.1.1國(guó)內(nèi)外帶式輸送機(jī)研究現(xiàn)實(shí)狀況國(guó)外在帶式輸送機(jī)動(dòng)態(tài)分析研究方面開(kāi)展得比較早,動(dòng)態(tài)分析理論與研制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(guó)相對(duì)較晚,與國(guó)外相比還存在一定差距,尤其是動(dòng)態(tài)分析軟件部分。為了盡快填補(bǔ)這一差距,趕超世界水平,有必要研究和分析當(dāng)今國(guó)外帶式輸送機(jī)動(dòng)態(tài)分析軟件。國(guó)外動(dòng)態(tài)分析軟件當(dāng)前,美國(guó)、法國(guó)、澳大利亞、意大利等國(guó)家在動(dòng)態(tài)分析研究方面,已經(jīng)到達(dá)國(guó)際領(lǐng)先地位。1.1.2國(guó)內(nèi)外輸送機(jī)技術(shù)現(xiàn)實(shí)狀況

我國(guó)生產(chǎn)制造帶式輸送機(jī)品種、類型較多。在“八五”期間，經(jīng)過(guò)國(guó)家一條龍“日產(chǎn)萬(wàn)噸綜采設(shè)備”項(xiàng)目標(biāo)實(shí)施，帶式輸送機(jī)技術(shù)水平有了很大提升，煤礦井下用大功率、長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)都取得了很大進(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(guó)內(nèi)空白，并對(duì)帶式輸送機(jī)主要元部件進(jìn)行了理論研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，研制成功了各種軟起動(dòng)和制動(dòng)裝置以及以PLC為關(guān)鍵可編程電控裝置。煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第6頁(yè)第一章概述1.2煤礦帶式輸送機(jī)發(fā)展方向1、設(shè)備大型化、提升運(yùn)輸能力

為了適應(yīng)高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)需要，帶式輸送機(jī)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)展必定趨勢(shì)，也是高產(chǎn)高效礦井運(yùn)輸技術(shù)發(fā)展方向。2、提升元部件性能和可靠性

設(shè)備開(kāi)機(jī)率高與低主要取決于元部件性能和可靠性。除了深入完善和提升現(xiàn)有元部件性能和可靠性，還要不停地開(kāi)發(fā)研究新技術(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)性能得到深入提升。3、擴(kuò)大功效，一機(jī)多用化

拓展運(yùn)人、運(yùn)料或雙向運(yùn)輸?shù)裙π?，做到一機(jī)多用，使其發(fā)揮最大經(jīng)濟(jì)效益。開(kāi)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。煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第7頁(yè)第一章概述1.3選題背景山西樓俊集團(tuán)擔(dān)炭溝煤業(yè)有限企業(yè)介紹該井田位于山西省呂梁市離市區(qū)西北約12km處袁家?guī)X村，依據(jù)山西省國(guó)土資源廳2011月3日為該礦換發(fā)C1400002009111120041626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同意開(kāi)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。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,.采取DW-2000型單體液壓支柱配3m長(zhǎng)型梁支護(hù)頂板工作面，兩端頭采取“四對(duì)八梁”支護(hù)。兩側(cè)槽燒錢(qián)20m范圍內(nèi)采取3m長(zhǎng)型鋼梁配單體液壓支柱支護(hù)一粱四柱。該工作面原煤運(yùn)輸全部由一采區(qū)主運(yùn)輸大巷固定帶式輸送機(jī)擔(dān)負(fù)，該輸送機(jī)運(yùn)距3005米，運(yùn)量500噸/小時(shí)，是屬于經(jīng)典煤礦井下長(zhǎng)運(yùn)距、大運(yùn)量帶式輸送機(jī)。煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第8頁(yè)第一章概述1.3選題背景山西樓俊集團(tuán)擔(dān)炭溝煤業(yè)有限企業(yè)介紹擔(dān)炭溝煤礦采區(qū)運(yùn)輸大巷固定帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)說(shuō)明以下：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物料特征：輸送物料:原煤物料密度:ρ=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：0～35℃。煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第9頁(yè)第二章煤礦膠帶輸送機(jī)選型2.1煤礦膠帶輸送機(jī)結(jié)構(gòu)

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)組成及工作原理如圖1-1所表示，它主要包含以下下幾個(gè)部分：輸送帶(通常稱為膠帶)、托輥及中間架、滾筒拉緊裝置、制動(dòng)裝置、清掃裝置和卸料裝置等。煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第10頁(yè)帶式輸送機(jī)簡(jiǎn)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-卸料器9-清掃裝置10-平行托輥11-空段清掃器12-清掃器煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第11頁(yè)第二章煤礦膠帶輸送機(jī)選型2.1煤礦膠帶輸送機(jī)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(wú)極環(huán)形帶。輸送帶上、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)所需要拉緊力。工作時(shí)，傳動(dòng)滾筒經(jīng)過(guò)它和輸送帶之間摩擦力帶動(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)物流，在卸載點(diǎn)卸載。普通物料是裝載到上帶(承載段)上面，在機(jī)頭滾筒(在此，即是傳動(dòng)滾筒)卸載，利用專門(mén)卸載裝置也可在中間卸載。

(1)輸送帶慣用有橡膠帶和塑料帶兩種。橡膠帶適合用于工作環(huán)境溫度-15～40°C之間。物料溫度不超出50°C。對(duì)于大傾角輸送可用花紋橡膠帶。塑料帶含有耐油、酸、堿等優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)于氣候適應(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)整帶橫向位置，防止跑偏；緩沖托輥裝在受料處，以減小物料對(duì)帶沖擊。(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到達(dá)必要張力，以免在驅(qū)動(dòng)滾筒上打滑。為此，大巷煤炭運(yùn)輸方式選取帶式輸送機(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3.4m，凈斷面9.30m2。巷道布置層位為沿15號(hào)煤底板，坡度4.1°）煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第12頁(yè)第二章煤礦膠帶輸送機(jī)選型2.2煤礦膠帶輸送機(jī)選型膠帶大巷帶式輸送機(jī)技術(shù)參數(shù)：1.物料特征：1）最大塊度：300mm2）渙散密度：1000kg/m33）在輸送帶上堆積角：θ=2004）物料溫度：<5002.輸送系統(tǒng)及相關(guān)尺寸:1)運(yùn)輸距離:3050m2)傾斜角：1003）輸送量：500t/h初步確定輸送機(jī)布置形式，如圖2-1所表示：圖2-1煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第13頁(yè)第二章煤礦膠帶輸送機(jī)選型2.1煤礦膠帶輸送機(jī)結(jié)構(gòu)計(jì)算步驟：1.帶速確實(shí)定

帶速依據(jù)帶寬和被運(yùn)物料性質(zhì)而定，帶速已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，詳細(xì)選取可參考推薦表，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)線路傾角相關(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.帶寬確實(shí)定：Q=3.6.A.V.γ.Kt/h式中：Q-設(shè)計(jì)輸送量A-輸送帶上物料最大橫截面積m2

V-輸送帶運(yùn)行速度m/s

γ-物料渙散密度kg/m3

k-輸送機(jī)傾斜系數(shù)表一煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第14頁(yè)第二章煤礦膠帶輸送機(jī)選型2.1煤礦膠帶輸送機(jī)結(jié)構(gòu)依據(jù)給定條件：

A====0.0584m2查表3，輸送機(jī)承載托輥槽角為350,物料堆積角為200，帶寬為1000mm輸送機(jī)上允許物料堆積橫斷面積為0.1110m2,此值大于計(jì)算所需要橫斷面積，選取輸送帶寬度滿足運(yùn)輸要求。輸送帶寬度核定：B=1000mm≥2a+200=2×300＋200＝800mm所以滿足輸送最大塊度要求.槽形托輥帶上物料堆積截面，如圖所表示：A1=[L3+(b-L3)cosλ]2=[0.38+﹙0.85-0.38﹚×cos350]2=0.0351A2=[L3+cosλ][sinλ]=[0.38+×cos350][sin350]=0.0768

A=A1+A2=0.0351+0.0768=0.1119m2實(shí)際輸送能力：Q1=3.6AVγk=3.6×0.1119×2.5×1000×0.95＝956t/hQ1＞Q，所以符合設(shè)計(jì)要求。煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第15頁(yè)槽形托輥帶上物料堆積截面表2槽角、動(dòng)堆積角、帶寬關(guān)系表3：不一樣帶寬推薦輸送物料最大粒度動(dòng)堆積角普通為安息角50%~75%，L3普通取0.38b~0.40b表4帶寬B、帶速V與輸送能力Q關(guān)系輸送能力是按水平運(yùn)輸、動(dòng)堆積角θ=200、托輥槽角λ=350時(shí)計(jì)算。煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第16頁(yè)第二章煤礦膠帶輸送機(jī)選型2.1煤礦膠帶輸送機(jī)結(jié)構(gòu)3.帶式輸送機(jī)所需傳動(dòng)功率1).驅(qū)動(dòng)滾筒所需軸功率

NA=

=

=179KW2).電動(dòng)機(jī)所需功率

N=

=

=

=199KW式中：ηm-傳動(dòng)效率。普通取0.85~0.95因?yàn)閷?shí)際所選電動(dòng)機(jī)要增加1.15-1.20富裕系數(shù)，所以，選擇三臺(tái)臺(tái)132kw電機(jī)就能夠滿足要求煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第17頁(yè)第三章煤礦膠帶控制系統(tǒng)3.1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)，到達(dá)皮帶機(jī)集中控制與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)要求。系統(tǒng)采取多臺(tái)PLC組成數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，到達(dá)不一樣規(guī)?？刂疲瓿上到y(tǒng)內(nèi)皮帶，給煤機(jī)全工作過(guò)程監(jiān)控、監(jiān)測(cè)，組成一個(gè)完善監(jiān)控系統(tǒng)。

開(kāi)啟設(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)開(kāi)啟條件，設(shè)備按次序自動(dòng)開(kāi)啟?，F(xiàn)場(chǎng)信號(hào)箱設(shè)起/停車按鈕，現(xiàn)場(chǎng)可隨時(shí)停車。若設(shè)備由集控開(kāi)啟，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。控制方式分集控自動(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)備按工藝要求次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(wú)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)主要信息在硬盤(pán)統(tǒng)計(jì)。對(duì)設(shè)備故障和工藝參數(shù)異常實(shí)時(shí)報(bào)警，并進(jìn)行聲光提醒。普通故障只報(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。煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第18頁(yè)第三章煤礦膠帶控制系統(tǒng)3.2膠帶自動(dòng)控制基本要求

1、次序自動(dòng)起動(dòng)要求自動(dòng)，而且還要有一定次序。這個(gè)次序是按煤流方向而定。在運(yùn)輸機(jī)線起動(dòng)過(guò)程中，為使轉(zhuǎn)載點(diǎn)不致積煤，普通應(yīng)按逆煤流方向次序自動(dòng)起動(dòng)。順槽中運(yùn)輸機(jī)線就是按照這種方式起動(dòng)。也有運(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)約電耗，還要求順煤流方向次序自動(dòng)起動(dòng)。

2、起動(dòng)延時(shí)在起動(dòng)開(kāi)始幾秒鐘內(nèi)，運(yùn)輸機(jī)拖動(dòng)電機(jī)起動(dòng)電流很大（普通為電動(dòng)機(jī)額定電流5-7倍），假如運(yùn)輸機(jī)線上若干臺(tái)運(yùn)輸機(jī)同時(shí)起動(dòng)，則電流過(guò)大，將引發(fā)電源總開(kāi)關(guān)因過(guò)電流而跳閘，或電網(wǎng)電壓急劇下降，使運(yùn)輸機(jī)不能正常起動(dòng)運(yùn)行。

為了防止這種不正常現(xiàn)象，要求運(yùn)輸機(jī)線上運(yùn)輸機(jī)，逐臺(tái)相互間隔一定時(shí)間起動(dòng)，也就是前一臺(tái)運(yùn)輸機(jī)起動(dòng)電流過(guò)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)時(shí)間，與運(yùn)輸機(jī)拖動(dòng)電機(jī)容量由關(guān)。普通來(lái)說(shuō)，電機(jī)容量越大，起動(dòng)延時(shí)時(shí)間要求越長(zhǎng)。依據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)輸機(jī)起動(dòng)延時(shí)能到達(dá)以下范圍，就已經(jīng)可靠：32千瓦膠帶輸送機(jī)：大于3秒75千瓦以上膠帶輸送機(jī)：大于5秒煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第19頁(yè)第三章煤礦膠帶控制系統(tǒng)3.2膠帶自動(dòng)控制基本要求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(guò)程中，如某臺(tái)運(yùn)輸機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)生故障停頓運(yùn)動(dòng)，發(fā)生故障運(yùn)輸機(jī)及后邊向它給煤全部運(yùn)輸機(jī)及時(shí)自動(dòng)停頓運(yùn)轉(zhuǎn)。4、完善信號(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)出開(kāi)啟預(yù)告信號(hào)，提醒運(yùn)輸機(jī)附近人員注意安全。（2）雙向聯(lián)絡(luò)：在停車期間或運(yùn)行期間，運(yùn)輸機(jī)線操縱人員與運(yùn)輸機(jī)線上維護(hù)人員雙方能相互用信號(hào)進(jìn)行工作聯(lián)絡(luò)。（3）事故自動(dòng)報(bào)警：在運(yùn)行期間，如運(yùn)輸機(jī)線某臺(tái)運(yùn)輸機(jī)因故障而停頓運(yùn)行，應(yīng)能馬上自動(dòng)發(fā)出事故警報(bào)信號(hào)，通知操縱人員和維護(hù)人員，方便及時(shí)進(jìn)行處理，縮短停產(chǎn)時(shí)間。（4）運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視：在開(kāi)啟和運(yùn)行過(guò)程中，運(yùn)輸機(jī)線操縱人員經(jīng)過(guò)監(jiān)視信號(hào)，能夠了解運(yùn)輸機(jī)開(kāi)啟和運(yùn)行是否正常；發(fā)生故障時(shí)，能夠判斷故障發(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)覺(jué)某臺(tái)運(yùn)輸機(jī)起動(dòng)或運(yùn)行不正常，他們能夠馬上就地停頓該臺(tái)運(yùn)輸機(jī)或全線運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行。（7）全部裝置應(yīng)符合安全要求。實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸機(jī)線自動(dòng)控制所采取元件及其它裝置，應(yīng)符合煤礦保安規(guī)程相關(guān)要求。煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第20頁(yè)第三章煤礦膠帶控制系統(tǒng)3.3皮帶控制系統(tǒng)控制功效

一、起動(dòng)流程

1、順煤流開(kāi)機(jī)；在膠帶機(jī)空載情況下，按照煤流次序由首設(shè)備端或故障機(jī)端向尾設(shè)備端開(kāi)機(jī)。其開(kāi)機(jī)過(guò)程為本條膠帶機(jī)接收到上游膠帶機(jī)發(fā)出開(kāi)機(jī)指令后，延遲略小于上游整條膠帶運(yùn)行時(shí)間后開(kāi)機(jī)，同時(shí)對(duì)下游膠帶機(jī)發(fā)出開(kāi)機(jī)指令。這種方式能夠防止隊(duì)列中多數(shù)膠帶機(jī)電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間空轉(zhuǎn)，到達(dá)節(jié)能目標(biāo)。

2、逆煤流開(kāi)機(jī)；在膠帶機(jī)重載情況下，按照逆煤流次序由尾設(shè)備端或故障機(jī)端向首設(shè)備端開(kāi)機(jī)。其開(kāi)機(jī)過(guò)程為本條膠帶機(jī)接收到下游膠帶機(jī)發(fā)出開(kāi)機(jī)指令后，延遲一個(gè)固定時(shí)間間隔后開(kāi)機(jī)(防止多臺(tái)電機(jī)同時(shí)開(kāi)啟，對(duì)電網(wǎng)電壓過(guò)分沖擊)，同時(shí)對(duì)上游膠帶機(jī)發(fā)出開(kāi)機(jī)指令。這是傳統(tǒng)皮帶機(jī)開(kāi)啟方式。膠帶機(jī)開(kāi)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)。

煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第21頁(yè)第三章煤礦膠帶控制系統(tǒng)3.3皮帶控制系統(tǒng)控制功效

二、停機(jī)流程

1、順煤流停機(jī)；正常情況下，按照煤流次序由首設(shè)備端向尾設(shè)備端逐臺(tái)延時(shí)停機(jī)；故障情況下，按照煤流次序，由故障機(jī)設(shè)備下游膠帶機(jī)開(kāi)始向尾設(shè)備端逐臺(tái)延時(shí)停機(jī)，盡可能確保多數(shù)設(shè)備空載停機(jī)。2、逆煤流急停機(jī)；用于故障狀態(tài)下一個(gè)急停機(jī)方式，按逆煤流次序，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)備端馬上停機(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)運(yùn)行或停頓狀態(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。

煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第22頁(yè)第三章煤礦膠帶控制系統(tǒng)3.3皮帶控制系統(tǒng)控制功效

四、膠帶運(yùn)輸機(jī)與從屬設(shè)備之間聯(lián)鎖

膠帶輸送線應(yīng)與從屬設(shè)備之間聯(lián)鎖，不一樣膠帶輸送線含有不一樣從屬設(shè)備，要依據(jù)實(shí)際情況詳細(xì)考慮。比如膠帶機(jī)開(kāi)啟前和膠帶機(jī)停頓后，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)@些從屬設(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

煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第23頁(yè)第三章煤礦膠帶控制系統(tǒng)3.3皮帶控制系統(tǒng)控制功效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(kāi)警燈皮帶速度連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間處于報(bào)警范圍時(shí)①停本機(jī)：②驅(qū)動(dòng)警鈴，打開(kāi)警燈煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第24頁(yè)第三章煤礦膠帶控制系統(tǒng)3.3皮帶控制系統(tǒng)控制功效(2)當(dāng)膠帶速度處于危險(xiǎn)范圍時(shí)①停本機(jī)：②驅(qū)動(dòng)警鈴，打開(kāi)警燈8、滾筒溫度過(guò)高滾筒溫度過(guò)高①停本機(jī)：②驅(qū)動(dòng)警鈴，打開(kāi)警燈；9、膠帶運(yùn)輸線出現(xiàn)煙霧膠帶運(yùn)輸線出現(xiàn)煙①停本機(jī)；②驅(qū)動(dòng)警鈴，打開(kāi)警燈，開(kāi)啟自動(dòng)灑水裝置煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第25頁(yè)第三章煤礦膠帶控制系統(tǒng)3.3皮帶控制系統(tǒng)控制功效10、堆煤

帶堆煤①停本機(jī)：②驅(qū)動(dòng)警鈴，打開(kāi)警燈；11、急停開(kāi)關(guān)動(dòng)作急停開(kāi)關(guān)動(dòng)作①停本機(jī)；②驅(qū)動(dòng)警鈴，打開(kāi)警燈。3.4軟開(kāi)啟當(dāng)前對(duì)帶式輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)可控開(kāi)啟有各種方式，各種軟開(kāi)啟裝置總體上能夠分為機(jī)械、機(jī)電一體化和電氣軟開(kāi)啟裝置三大類。電機(jī)調(diào)速開(kāi)啟可用繞線式感應(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)速等各種方式。機(jī)械調(diào)速裝置有調(diào)速型液力耦合器、CST可控開(kāi)啟傳輸及液體粘滯可控離合器三種。本設(shè)計(jì)軟開(kāi)啟裝置（變頻驅(qū)動(dòng)）使用特點(diǎn)做以下介紹。煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第26頁(yè)第三章煤礦膠帶控制系統(tǒng)3.4軟開(kāi)啟

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)2個(gè)繞組間有30°相位角，從而大幅度降低對(duì)電網(wǎng)諧波干擾。使用在長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)中壓變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，應(yīng)用于帶式輸送機(jī)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載調(diào)速驅(qū)動(dòng)過(guò)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)載軟開(kāi)啟、軟停車，能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)之間功率平衡，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(guò)程對(duì)機(jī)械和電氣系統(tǒng)沖擊，防止撒料與疊帶，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)帶式輸送機(jī)系統(tǒng)中能夠平衡各個(gè)電機(jī)輸出功率，控制精度高，波動(dòng)范圍小。下列圖2.1為變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與帶式輸送機(jī)示意圖。圖2.1變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)示意圖煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第27頁(yè)第三章煤礦膠帶控制系統(tǒng)3.4軟開(kāi)啟

變頻軟開(kāi)啟是由交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速發(fā)展而來(lái)。在一定程度上，變頻軟開(kāi)啟能夠看做交流電機(jī)變頻調(diào)速一個(gè)功效。因?yàn)閷?duì)煤礦帶式輸送機(jī)來(lái)講，其對(duì)開(kāi)啟方面要求比普通機(jī)械高得多，其開(kāi)啟平穩(wěn)、可靠性與快速性對(duì)企業(yè)安全生產(chǎn)有著主要意義。變頻軟開(kāi)啟器原理框圖以下列圖2.2所表示，經(jīng)過(guò)變頻軟開(kāi)啟器控制單元，能夠?qū)崿F(xiàn)判斷決議，正常運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速調(diào)整、皮帶機(jī)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)整等方面功效。同時(shí)控制單元還含有斷帶、堆煤、煙霧、打滑、溫度等保護(hù)功效。圖2.2變頻軟開(kāi)啟原理框圖煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第28頁(yè)第四章煤礦膠帶機(jī)保護(hù)4.1跑偏、劃傷及縱向撕裂保護(hù)

本設(shè)計(jì)中膠帶撕裂和跑偏保護(hù)選取傳感器是GVD1200（原型號(hào)KGV-1型）撕裂傳感器GEJ15/30（D）礦用本質(zhì)安全型跑偏傳感器

1跑偏檢測(cè)膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行時(shí)膠帶跑偏是最常見(jiàn)故障，膠帶跑偏輕則造成撤料、膠帶磨損;重則因?yàn)槟z帶與機(jī)架猛烈摩擦引發(fā)皮帶軟化、燒焦甚至引發(fā)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)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

膠帶跑偏原因：安裝時(shí)引發(fā)膠帶跑偏——膠帶機(jī)安裝質(zhì)量好壞對(duì)皮帶跑偏影響最大，由安裝誤差引發(fā)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，膠帶一直往張緊力大一邊跑偏。(2)機(jī)架歪斜。機(jī)架歪斜包含機(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，而且極難調(diào)整。(3)導(dǎo)料槽兩側(cè)橡膠板壓力不均勻。因?yàn)橄鹉z板壓力不均勻，造成膠帶兩邊運(yùn)行阻力不一致，引發(fā)膠帶跑偏。

此次設(shè)計(jì)中膠帶機(jī)用到傳感器有：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煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第29頁(yè)第四章煤礦膠帶機(jī)保護(hù)4.1跑偏、劃傷及縱向撕裂保護(hù)

2運(yùn)行中引發(fā)皮帶跑偏：

(1)滾筒、托輥粘料引發(fā)跑偏。膠帶機(jī)在運(yùn)行一段時(shí)間后，因?yàn)榈V料有含有一定粘性，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，引發(fā)膠帶兩側(cè)張緊力不均勻，造成膠帶跑偏。

(2)膠帶松弛引發(fā)跑偏。調(diào)整好膠帶在運(yùn)行一段時(shí)間后，因?yàn)槟z帶拉伸產(chǎn)生永久變形或老化，會(huì)使膠帶張緊力下降，造成膠帶松弛，引發(fā)膠帶跑偏。

(3)礦料分布不均勻引發(fā)跑偏。假如膠帶空轉(zhuǎn)時(shí)偏，重負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)就跑偏，說(shuō)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發(fā)，假如礦料偏到左側(cè)，則膠帶向右跑偏，反之亦然。

(4)運(yùn)行中振動(dòng)引發(fā)跑偏。膠帶機(jī)在運(yùn)行時(shí)機(jī)械振動(dòng)是不可防止，在膠帶運(yùn)行速度越快時(shí)，振動(dòng)越大，造成膠帶跑偏也越大。在皮帶機(jī)中，托輥徑向跳動(dòng)引發(fā)振動(dòng)對(duì)皮帶跑偏影響最大。

跑偏開(kāi)關(guān)主要用于檢測(cè)實(shí)際運(yùn)行中帶式輸送機(jī)偏移狀態(tài)來(lái)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)功效;來(lái)預(yù)防因輸送機(jī)偏移傾斜使物料撒落。防跑偏傳感器在膠帶兩側(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)桿利用本身固定架固定在膠帶機(jī)架兩側(cè)，且距離槽形托輥外沿50-100mm范圍內(nèi)。跑偏開(kāi)關(guān)含有兩級(jí)動(dòng)作功效，一級(jí)動(dòng)作用于報(bào)警，二級(jí)動(dòng)作用于停機(jī)。煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第30頁(yè)第四章煤礦膠帶機(jī)保護(hù)4.1跑偏、劃傷及縱向撕裂保護(hù)

（1）輕微偏移報(bào)警:當(dāng)輸送機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生輕微偏移時(shí)，則開(kāi)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(guò)程中發(fā)生嚴(yán)重偏移時(shí)，則開(kāi)關(guān)輸出二級(jí)停機(jī)信號(hào)。

跑偏開(kāi)關(guān)由立輥、復(fù)位手柄(調(diào)偏再開(kāi)啟)、凸輪及行程開(kāi)關(guān)等組成(見(jiàn)圖5.1)。利用帶式輸送機(jī)跑偏時(shí)橫向位移觸碰到開(kāi)關(guān)立輥，使立輥產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，然后以立輥偏轉(zhuǎn)角確定膠帶跑偏量。當(dāng)立輥偏轉(zhuǎn)角到達(dá)12°時(shí)，一級(jí)開(kāi)關(guān)動(dòng)作并輸出輕跑偏報(bào)警信號(hào);當(dāng)立輥偏轉(zhuǎn)角到達(dá)30°時(shí)，二級(jí)開(kāi)關(guān)動(dòng)作并輸出重跑偏停機(jī)信號(hào)。煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第31頁(yè)第四章煤礦膠帶機(jī)保護(hù)4.1跑偏、劃傷及縱向撕裂保護(hù)

3、劃傷及縱向撕裂檢測(cè)

在運(yùn)輸線上，物料從溜槽落下，其尖銳部分往往扎透皮帶，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，成為引發(fā)大事故原因。等到皮帶損傷到不能修理程度，就得換膠帶，使運(yùn)輸線不得不停運(yùn)，造成很大損失。那么怎樣來(lái)檢測(cè)皮帶縱向撕裂事故，防止更大事故以及停產(chǎn)發(fā)生呢?當(dāng)前主要使采取縱向撕裂探測(cè)器來(lái)檢測(cè)。縱向撕裂檢測(cè)器采取攔索式方法，攔索經(jīng)過(guò)滑板與開(kāi)關(guān)連接，使開(kāi)關(guān)伴隨攔索牽移而輸出停機(jī)信號(hào)。撕裂檢測(cè)器在正常狀態(tài)下攔索使開(kāi)關(guān)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)生位移造成觸發(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(kāi)關(guān)也處于動(dòng)作狀態(tài)即可。新安裝撕裂傳感器應(yīng)每隔5日按上述方法重新調(diào)整2～4次，以消除因攔索伸縮而引發(fā)誤差值。煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第32頁(yè)第四章煤礦膠帶機(jī)保護(hù)4.2溫度傳感器

本設(shè)計(jì)中溫度保護(hù)選取傳感器是：GWP100（D）礦用本質(zhì)安全型溫度傳感器。該傳感器采取熱電偶式傳感器，熱電偶工作原理是基于賽貝克(seeback)效應(yīng),即兩種不一樣成份導(dǎo)體兩端連接成回路，如兩連接端溫度不一樣，則在回路內(nèi)產(chǎn)生熱電流物理現(xiàn)象。熱電偶傳感器優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量精度高,測(cè)量范圍廣,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便.溫度傳感器安裝：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)生過(guò)高溫度。溫度傳感器利用溫度保護(hù)本身固定架，固定在驅(qū)動(dòng)滾筒兩側(cè)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)備發(fā)燒部位。4.3堆煤傳感器

選取BFW-I型堆煤傳感器。BFW-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)造成煤散落，當(dāng)出堆煤情況時(shí)，會(huì)使堆煤開(kāi)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)。煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第33頁(yè)第四章煤礦膠帶機(jī)保護(hù)4.3堆煤傳感器

本系統(tǒng)選取BFW-1料流檢測(cè)裝置，主要用于膠帶機(jī)輸送物料檢測(cè)，并能夠發(fā)出有載運(yùn)行信號(hào)，若皮帶寬且速度快時(shí)采取門(mén)式支架安裝，若膠帶窄且速度低時(shí)采取單臂式支架；而且采取鏈球與煤料接觸，降低了煤對(duì)檢測(cè)器直接沖擊，延長(zhǎng)了使用壽命。

堆煤傳感器安裝：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(cāng)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)煤流方向上。煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第34頁(yè)第四章煤礦膠帶機(jī)保護(hù)4.4速度傳感器

本設(shè)計(jì)中速度保護(hù)選取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。光電式速度傳感器利用光電投射式原理，投射式光電轉(zhuǎn)速傳感器讀數(shù)盤(pán)和測(cè)量盤(pán)有間隔相同縫隙。測(cè)量盤(pán)隨被測(cè)物體轉(zhuǎn)動(dòng)，每轉(zhuǎn)過(guò)一條縫隙，從光源投射到光敏元件（光電式傳感器）上光線產(chǎn)生一次明暗改變,光敏元件即輸出電流脈沖信號(hào)。速度傳感器安裝:將摩擦滾輪安裝在上膠帶下方或下皮帶上方或直接安裝在從動(dòng)滾輪上。4.5煙霧傳感器

煙霧傳感器普通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)采取KGQ-1型煙霧傳感器。KGQ-1對(duì)因摩擦發(fā)燒或其它原因產(chǎn)生煙霧進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)有少許煙霧時(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(kāi)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)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)開(kāi)關(guān)信號(hào)。含有抗腐蝕能力強(qiáng)敏感元件、高靈敏度檢測(cè)電路、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單防塵機(jī)構(gòu)，還含有功耗小、成本低、管理維護(hù)簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。對(duì)火災(zāi)早期各類燃燒物質(zhì)阻燃階段產(chǎn)生不可見(jiàn)及可見(jiàn)煙霧，檢測(cè)穩(wěn)定可靠，且能有效地預(yù)防粉塵干擾所引發(fā)非火災(zāi)誤報(bào)警。煙霧傳感器安裝：煙霧保護(hù)傳感器應(yīng)布置在驅(qū)動(dòng)裝置上方5m內(nèi)下風(fēng)口，距驅(qū)動(dòng)滾筒1米內(nèi)距離。煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第35頁(yè)第五章膠帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1PLC硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，除了現(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)有設(shè)備之外，還需要對(duì)應(yīng)就地控制箱等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，另外，還需要為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備提供對(duì)應(yīng)保護(hù)設(shè)備。為實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控要求，完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)控制和上位監(jiān)控功效，將監(jiān)控系統(tǒng)分成兩大部分：下層過(guò)程控制級(jí)，上層監(jiān)控管理級(jí)。煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第36頁(yè)第五章膠帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1PLC硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1.1控制系統(tǒng)I/O點(diǎn)數(shù)確定煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第37頁(yè)第五章膠帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1PLC硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1.2PLC硬件配置依據(jù)控制系統(tǒng)要求及I/O點(diǎn)數(shù)估算系統(tǒng)PLC選取SIEMENS企業(yè)S7-300。表3.3.2PLC配置清單煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第38頁(yè)第五章膠帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1PLC硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1.2PLC硬件配置

（1）CPUS7-300[21][22][27]CPU模塊類型各種多樣，有CPU312IFM、CPU313、CPU314、CPU314IFM、CPU315/315-2DP、CPU316-2DP、CPU318-2DP等8種不一樣中央處理單元可供選擇。CPU312IFM、CPU314IFM是帶有集成數(shù)字和模擬輸入/輸出緊湊型CPU，用于要求快速響應(yīng)并含有許多特殊功效裝置。CPU313、CPU314、CPU315模塊不帶集成I/O端口，其存放容量、指令執(zhí)行速度、可擴(kuò)展點(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)遞增而增加[13]。315-2DP、CPU316-2DP、CPU318-2DP都含有現(xiàn)場(chǎng)總線擴(kuò)展功效。所以我們考慮系統(tǒng)以后擴(kuò)展，可選擇帶總線擴(kuò)展功效CPU，考慮它們性價(jià)比，最終我們選取315-2DP。CPU315-2DP是含有中到大容量程序存放器和PROFIBUS-DP主/從接口CPU，它用于包含分布式及集中式I/O任務(wù)中。CPU315-2DP含有48KBRAM，內(nèi)置80KB裝載存放器（RAM），可用存放器卡擴(kuò)充裝載存放器，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，其它特征與CPU314相同。CPU315-2DP是帶現(xiàn)場(chǎng)總線（PROFIBUS）SINECL2-DP接口CPU模塊，其它特征與CPU315模塊相同。煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第39頁(yè)第五章膠帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1PLC硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1.2PLC硬件配置

（2）電源框架PS307是西門(mén)子S7-300專配24V直流電源，這一系統(tǒng)共有2A、5A、10A三種不一樣額定輸出電流電源，其工作原理和備用參數(shù)均相同。在這個(gè)系統(tǒng)中，選擇PS3075A電源，它安裝在導(dǎo)軌1號(hào)槽，在CPU左側(cè)，用電源連接線連接到CPU上面。

PS3075A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。含有防短路和開(kāi)路保護(hù)功效。一個(gè)帶有保護(hù)罩開(kāi)關(guān)可用來(lái)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，跳閘特征為C類。當(dāng)輸出正常額定電壓24V時(shí)，綠色LED燈亮；當(dāng)輸出電途經(jīng)載時(shí)，則LED燈閃爍，輸出電流長(zhǎng)久在5到6.5A之間時(shí)，輸出電壓下降，縮短電源使用壽命，當(dāng)輸出電流超出6.5A時(shí)，電壓跌落，過(guò)后能夠自動(dòng)恢復(fù)；當(dāng)輸出短路時(shí)，則LED燈暗下來(lái)，輸出電壓為0V，短路故障排除后，電壓能夠自動(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(guò)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24V×5%，上升時(shí)間最大為2.5S。PS3072A輸人功率是58W，效率是83%[22]。煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第40頁(yè)第五章膠帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1PLC硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1.2PLC硬件配置

（3）數(shù)字量輸入模塊依據(jù)計(jì)算，系統(tǒng)數(shù)字量輸入點(diǎn)數(shù)為23，為了系統(tǒng)留有余量，選取SM321數(shù)字量輸入模塊。該模塊含有32點(diǎn)輸入，電氣隔離為16組，額定輸入電壓24VDC，適合用于開(kāi)關(guān)及2-/3-/4線靠近開(kāi)關(guān)。圖3.3.2SM321接線圖及方框圖煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第41頁(yè)第五章膠帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1PLC硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1.2PLC硬件配置

（5）模擬量輸入模塊模擬量輸入模塊SM331輸入測(cè)量范圍很寬，它能夠直接輸入電壓、電流、電阻、熱電偶等信號(hào)，依據(jù)型號(hào)不一樣，各模擬量輸入范圍數(shù)字化表示以及數(shù)字量與不一樣模擬輸出范圍間對(duì)應(yīng)能夠從技術(shù)手冊(cè)中查到。模塊與S7-300CPU及負(fù)載電壓之間是光電隔離。SM331主要是由A/D轉(zhuǎn)換部件、模擬切換開(kāi)關(guān)、賠償電路、恒流源、光電隔離部件、邏輯電路等組成。A/D轉(zhuǎn)換部件是模塊關(guān)鍵，其轉(zhuǎn)換原理采取積分方法，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。全部模擬量輸入通道共用一個(gè)轉(zhuǎn)換部件，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，將各通道按次序一個(gè)個(gè)轉(zhuǎn)換。輸入模塊循環(huán)時(shí)間是指這一通道開(kāi)始轉(zhuǎn)換模擬量輸入值到下次開(kāi)始轉(zhuǎn)換時(shí)間，它是模塊中全部活動(dòng)輸入通道轉(zhuǎn)換時(shí)間總和。所以為了縮短循環(huán)時(shí)間，應(yīng)該使用S7組態(tài)工具屏蔽不用模擬量通道，使其不占用循環(huán)時(shí)間。圖3.3.4SM331接線圖及方框圖煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第42頁(yè)第五章膠帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1PLC硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1.2PLC硬件配置

（6）模擬量輸出模塊模擬量輸出模塊選取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接線圖及方框圖煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第43頁(yè)第五章膠帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.2PLC皮帶控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)5.2.1控制系統(tǒng)程序及工作方式

S7-300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中程序，提供了一套系統(tǒng)運(yùn)行和調(diào)度機(jī)制；用戶程序是用戶自己編制程序。S7用戶程序是結(jié)構(gòu)化用戶程序，它主要由開(kāi)啟程序、主程序和各種終端響應(yīng)程序等不一樣程序模塊組成?？刂葡到y(tǒng)軟件流程圖以下：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)依據(jù)生產(chǎn)工藝流程預(yù)先編制程序來(lái)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)也采取手動(dòng)按鈕經(jīng)過(guò)PLC分別控制啟停，不過(guò)保護(hù)可依據(jù)需要有選擇進(jìn)行投入，各故障投入選擇可在顯示器內(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)按鈕經(jīng)過(guò)PLC分別控制它們啟停，保護(hù)也均投入。此時(shí)，其它控制方式閉鎖，這也是按照現(xiàn)場(chǎng)情況優(yōu)先考慮結(jié)果，此時(shí)單條膠帶閉鎖運(yùn)行，與其它膠帶之間沒(méi)有聯(lián)鎖關(guān)系。煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第44頁(yè)第五章膠帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.2PLC皮帶控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)5．2.2控制方式選擇

我們經(jīng)過(guò)控制臺(tái)三位置選擇開(kāi)關(guān)來(lái)選擇系統(tǒng)工作方式，任何時(shí)候只能處于一個(gè)工作方式。膠帶和給煤機(jī)在運(yùn)行時(shí)候，工作方式不可改變。在觸摸平屏上能夠由顯示燈來(lái)表示系統(tǒng)當(dāng)前工作方式。監(jiān)控系統(tǒng)是對(duì)單條膠帶和與其配正確給煤機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，集控方式下，按下顯示器上開(kāi)啟/停頓控制按鈕，允許膠帶開(kāi)啟或停頓。若是多膠皮帶集中控制，開(kāi)啟允許信號(hào)能夠由逆煤流前一條皮帶開(kāi)啟一段時(shí)間后給出，停頓信號(hào)能夠由順煤流前一條皮帶停頓一段時(shí)間后給出，時(shí)間設(shè)定與膠帶運(yùn)行速度相關(guān)，以膠帶上煤流全部卸載完成為最正確。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(shuō)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開(kāi)啟信號(hào)Q0.2后，不能再選擇其它工作方式。M0.7、M0.6、M0.5分別是三種方式下自保信號(hào)，起自保作用。煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第45頁(yè)第五章膠帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.2PLC皮帶控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)5．2.2控制方式選擇（2）就地方式啟停控制程序段1：I0.3是CST開(kāi)啟按鈕，I0.4是CST停頓按鈕，M4.0是故障急停信號(hào)。有任何故障發(fā)出急停指令時(shí)不允許開(kāi)啟CST。。程序段2：開(kāi)啟報(bào)警信號(hào)。當(dāng)M0.4閉合時(shí)，脈沖定時(shí)器T9開(kāi)始計(jì)時(shí)，發(fā)出30S報(bào)警指令Q0.0。同時(shí)開(kāi)啟接通延時(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開(kāi)啟指令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開(kāi)啟指示燈。煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第46頁(yè)第五章膠帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.2PLC皮帶控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)5．2.2控制方式選擇程序段4：給煤機(jī)開(kāi)啟控制。I4.0是給煤機(jī)手動(dòng)開(kāi)啟按鈕信號(hào)，I4.2是給煤機(jī)運(yùn)行返回信號(hào)。Q4.0是給煤機(jī)開(kāi)啟信號(hào)，Q1.1是給煤機(jī)開(kāi)啟指示燈。程序段5：給煤機(jī)停頓控制。I4.1是給煤機(jī)手動(dòng)停頓按鈕信號(hào)，Q4.1是給煤機(jī)停頓信號(hào)。就地工作方式下，操作員經(jīng)過(guò)控制臺(tái)上手動(dòng)按鈕來(lái)控制膠帶啟停。控制臺(tái)共設(shè)置了四個(gè)手動(dòng)控制膠帶運(yùn)行按鈕：CST開(kāi)啟按鈕，CST停頓按鈕，CST慢動(dòng)按鈕，CST急停按鈕。在此工作方式下，只有CST開(kāi)啟按鈕，CST停頓按鈕，CST急停按鈕有效。按下開(kāi)啟按鈕后給PLC送入開(kāi)啟允許信號(hào)，按下停頓按鈕給PLC送入停頓允許信號(hào)。檢修工作方式下，我們也是經(jīng)過(guò)操作臺(tái)上手動(dòng)按鈕來(lái)控制膠帶，不過(guò)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，膠帶才能夠運(yùn)行。開(kāi)啟允許信號(hào)發(fā)出后，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和設(shè)備工藝需求，在開(kāi)啟運(yùn)行皮帶沿線發(fā)出預(yù)警聲響，時(shí)間普通是30秒。只有在無(wú)故障開(kāi)啟情況下，預(yù)警才會(huì)成功。煤礦膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)講義課件第47頁(yè)第五章膠帶PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.2PLC皮帶控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)5.2.3各種常見(jiàn)故障診療（1）1.模擬量數(shù)據(jù)處理程序段1：將采集到數(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)輸中主要角色，讓煤礦無(wú)法忽略它運(yùn)行情況，所以，有效監(jiān)測(cè)故障，及時(shí)采取預(yù)防辦法，防止重大事故發(fā)生，或者盡可能降低損失是非常必要。膠帶常見(jiàn)故障有以下幾個(gè)：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)榱朔乐挂恍o(wú)法監(jiān)測(cè)而又非常惡劣事