【正文】 ～ 60s 可調(diào)，瞬間復(fù)位。沿輸送機(jī)長度方向配置的跑偏、縱撕（或其它傳感器）等保護(hù)裝置和起動預(yù)告、打點(diǎn)聯(lián)絡(luò)用的信號器均可通過它們與 監(jiān)控 系統(tǒng)連接。 十、定子溫度檢測 定子超溫一般從電和磁兩方面來講。它之所以強(qiáng)度高是因?yàn)槠鋬?nèi)部縱向布置了許多鋼絲繩，但是在其寬度上，抗拉強(qiáng)度是很低的。這種檢測裝置結(jié)構(gòu)比較簡單，檢查方便，但是，只有物料落下后才可檢測到，當(dāng)裂口因?yàn)槔χ睾系揭黄?，物料無法落下時(shí)，卻無法檢測的到。當(dāng)輸送帶正常運(yùn)行時(shí)，超聲波送波、受波正常，發(fā)出正常信號；如果輸送帶撕裂，波導(dǎo)管因彎曲而破壞，這時(shí)送波和受波狀態(tài)不同，發(fā)出輸送帶縱向撕裂信號，使輸送機(jī)停機(jī)，避免輸送帶縱向撕裂事故繼續(xù)擴(kuò)大。 十二、語音系統(tǒng) 語音系統(tǒng)首先將各種語音錄下來，存儲在不同的地址中，我們通過這些地址對應(yīng)的開關(guān)量信號來選擇播 放的語音。西門子 PLC以其極高的性能價(jià)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。 二、 PLC的工作原理 CPU中的程序分為操作系統(tǒng)和用戶程序。循環(huán)程序處理過程可以被某些事件中斷，如果有中斷事件出現(xiàn)，當(dāng)前執(zhí)行的塊將停止執(zhí)行，并調(diào)用分配給該事件的組織塊。 PLC用戶程序由若干條指令組成，指令在存儲器中順序排列。觸摸屏是一種最直觀的操作設(shè)備，只要觸摸屏幕上的圖形對象，計(jì)算機(jī)便會執(zhí)行相應(yīng)的操作。下面我們簡要說明一下系統(tǒng)的功能： (1)膠帶輸送機(jī)在啟動前有 30秒的沿線預(yù)警， 30 秒預(yù)警后膠帶才可以正常啟動； (2)當(dāng)膠帶輸送機(jī)收到急停指令后，膠帶輸送機(jī)立刻急停，同時(shí)發(fā)出指令讓給煤機(jī)停止； (3)程序設(shè)計(jì)中，報(bào)警停車等故障信號自動保持，即一旦發(fā)出故障信號，即使經(jīng)維修后信號消失，計(jì)算機(jī)內(nèi)仍保留信號故障狀態(tài)，這時(shí)復(fù)位指令可以清除故障保持信號； (4)膠帶輸送機(jī)若故障停機(jī)，只有故障保持信號清除后，才允許再啟動； (5)系統(tǒng)支 持以下故障信號：拉線急停、堆煤、跑偏、打滑、超速、斷帶、煙霧、定子超溫、張緊下滑、滾筒超溫和縱撕等。 ：信號發(fā)出后，執(zhí)行定子超溫聲光報(bào)警和急停指令。一根 PROFIBUS總線電纜可以連接多個(gè) S7300。 中央處理單元模塊（ CPU）： SIMATIC S7300提供了多種不同性能的 CPU，以滿足不同用戶的需求，包括 CPU312IFM、 CPU31 CPU31 CPU31 CPU315 2DP等。如：快給進(jìn)和慢給進(jìn)驅(qū)動定位模塊 FM35電子凸輪控制模塊 FM35步進(jìn)電機(jī)定位模塊 FM35伺服電機(jī)位控模塊 FM35智能位控制模塊 SINUMERIK FMNC等。特別指出的是，其模擬量輸入模塊獨(dú)具特色，可以接入熱電偶、 熱電阻、 4～ 20mA電流、 0～ 10V電壓等 18種不同的信號，輸入量程范圍很寬。 電源模塊（ PS）：電源模塊用于將 SIMATIC S7300連接到 120/230V交流電源和 24/48/60/110V直流電源。編程器 PG用來為 S7300 PLC編制程序，使用編程電纜連接編程器和 CPU。 ：信號發(fā)出后，執(zhí)行斷帶聲光報(bào)警和急停指令。 系統(tǒng)有集控、手動、檢修三種工作模式。通過操作臺的各種控制按鈕，可以進(jìn)行工作方式選擇和就地控制帶式輸送機(jī)。在寫輸出模塊的階段， CPU將輸出過程映像區(qū)的狀態(tài)傳給輸出模塊。 PLC得電或由 STOP模式切換到 RUN模式時(shí)， CPU執(zhí)行啟動操作，清除沒有保持功能的位存儲器、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器，電源 擴(kuò)展機(jī)架 接觸器 電磁閥 電 源 模 塊 接 口 模 塊 輸入模塊 輸出模塊 CPU 模塊 通信接口 其它設(shè)備 其它 PLC 計(jì)算機(jī) 選擇開關(guān) 指示燈 限位開關(guān) 電源 按鈕 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 20 頁 清除中斷堆棧和塊堆棧的內(nèi)容，復(fù)位保存的硬件中斷等 。 控制部分：等效于一個(gè)受控于內(nèi)部邏輯的一個(gè)線圈，接點(diǎn)可用于驅(qū)動外部輸出設(shè)備的繼電器。 一、 PLC 的系統(tǒng)構(gòu)成 PLC的硬件系統(tǒng)由 CPU、 I/O擴(kuò)展機(jī)及外部設(shè)備組成。 在本設(shè)計(jì)中，我們選擇使用安徽寶龍的 BJSBA1 型縱撕傳感器。 超聲波檢測器。 漏料檢測器。定子溫度的比較值設(shè)定與繞組的絕緣材料等有關(guān)。我們將檢測到的紅外溫度與設(shè)定值比較，當(dāng)溫度大于設(shè)定值時(shí)，則發(fā)出報(bào)警指令，同時(shí)啟動灑水閥灑水降溫。 八、拉線急停開關(guān) 當(dāng)遇到緊急情況時(shí)，可以采用手動的拉線急停開關(guān)，使輸送帶緊急停車，避免發(fā)生重大事故。 KG1006 系列物料探測傳感器包括 KG1006A 型和 KG1006C 型，適用于煤炭、冶金、化工、建材的功能行業(yè)惡劣環(huán)境，主要用途是監(jiān)測料倉物料高度；檢測 輸送機(jī)溜槽阻塞或轉(zhuǎn)載點(diǎn)堆積。 為了防止由這些原因引起的斷帶事故，除了進(jìn)行人為的檢修和維護(hù)外，在輸送機(jī)沿線上布置斷帶保護(hù)裝置尤為重要。因此設(shè)置打滑保護(hù)裝置，自動監(jiān)視調(diào)整或停止。 二 、速度檢測 檢測膠帶打滑、超速和斷帶故障，均需要知道膠帶的運(yùn)行速度，因此我們設(shè)置一個(gè)速度傳感器來檢測膠帶的速度。 我們一般在機(jī)頭、機(jī)中和機(jī)尾皮帶最容易跑偏的地方分別安裝一對防跑偏保護(hù)裝置。如果使用中膠帶張緊力過大或膠帶 鋪設(shè)距離太短，撓曲次數(shù)超過了極限值，也容易造成膠帶提前老化損傷。 與液力偶合器相比， CST裝置的優(yōu)點(diǎn)： (1)采用 CST可降低 30%的膠帶張力； (2)采用 CST后傳動效率可以提高 13%； 中國礦業(yè)大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁 (3)采用 CST后，膠帶的安全系數(shù)可降低 ，但安全度不變。加速時(shí)間可以根據(jù)需要在規(guī)定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。內(nèi)齒圈的轉(zhuǎn)動用多片型液體粘滯離合器控制，多型液體粘滯離合器是由若干個(gè)動片和靜片交叉疊合成，動片組經(jīng)外齒花鍵與行星輪系的內(nèi)齒圈連接，靜片組經(jīng)內(nèi)齒花鍵與固定在減速箱體上的軸套連接，離合器的離合由環(huán)型液壓缸操作。輸送帶是具有粘彈性的彈性體，帶式輸送機(jī)系統(tǒng)可以認(rèn)為是彈簧一質(zhì)量系統(tǒng)。因此驅(qū)動裝置主要有電動機(jī)、聯(lián)軸器、可控啟動傳輸 CST 裝置和傳動滾筒組成。它上下的兩股膠帶分別由上下的托輥來支承。 主斜井帶式輸送機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) PLC，設(shè)置在東主井井口控制室，對主井帶式輸送機(jī)及附屬設(shè)備控制。它可以實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)的運(yùn)行情況和各種故障情況，進(jìn)行及時(shí)的報(bào)警顯示和記錄。此監(jiān)控系統(tǒng)是以西門子 S7300 PLC為核心，實(shí)現(xiàn)膠帶輸送機(jī)和給煤機(jī)多種工作方式下的啟停控制和各種故障監(jiān)測的膠帶運(yùn)輸監(jiān)測控制系統(tǒng)。因此，礦井膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)是合理的，它 通過功能分散、危險(xiǎn)分散，提高了礦井膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)的可靠性。在此系統(tǒng)中，各分站是通過現(xiàn)場總線通訊網(wǎng)絡(luò)傳送各種信息，由中心站協(xié)調(diào)控制中心站PLC 控制分站 1生產(chǎn)過程 1 生產(chǎn)過程 2 生產(chǎn)過程 3PLC 控制分站 2PLC 控制分站 2礦局域 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁 協(xié)調(diào)工作。 基于 PLC的分散控制系統(tǒng)及現(xiàn)場總線 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和過程控制技術(shù)的發(fā)展，自動化技術(shù)的不斷興起，控制要求的日趨復(fù)雜，工業(yè)控制系統(tǒng)向著分布式控制系統(tǒng)不斷發(fā)展。因此，此種系統(tǒng)一般要求主 PLC具有硬件冗余的雙機(jī)熱備，同時(shí)，通訊線也應(yīng)具有雙線熱備功能。 基于 PLC的集中控制技術(shù) 這種控制技術(shù)是直接對控制對象 進(jìn)行控制，此類型有兩種形式，一種是用 PLC直接對膠帶機(jī)及給煤機(jī)等進(jìn)行控制。從技術(shù)特性來看，主要是從信息傳輸方式的進(jìn)步來劃分監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展階段。由于礦井膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)分布 廣、信息分散以及控制要求高的特點(diǎn)，隨著礦井生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，以及技術(shù)水平的不斷提高，現(xiàn)代化礦井也需要現(xiàn)代化的管理，因此對膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)的控制和管理提出了更高的要求。中心站計(jì)算機(jī)和各分站曾集散型積木結(jié) 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 2 頁 構(gòu)。在煤礦中，煤流運(yùn)輸一般在幾公里到十幾公里之間，因此它的運(yùn)輸系統(tǒng)要有多臺膠帶輸送機(jī)、給煤機(jī)、煤倉等構(gòu)成，協(xié)調(diào)配合完成長距離運(yùn)輸任務(wù) [2]。 礦井運(yùn)輸機(jī)械的類型很多，按運(yùn)行方式不同，可分為連續(xù)運(yùn)行和往返運(yùn)行兩種。 另外，完成一篇與課題相關(guān)的 3000 字英文翻譯。監(jiān)控系統(tǒng)由操作臺和可編程控制器組成，操作臺用來后臺管理和實(shí)時(shí)顯示運(yùn)行信息，可編程控制器主要來完成現(xiàn)場信號的采集和實(shí)時(shí)控制。往返運(yùn)行式運(yùn)輸設(shè)備的特點(diǎn)是，在運(yùn)行區(qū)間，以一定 的方式，作往返式周期性運(yùn)行，運(yùn)行中需要操作換向。隨著新材料技術(shù)、電子傳感技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)、 控制技術(shù)、微計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)從其通訊方式上劃分，先后經(jīng)歷了三個(gè)階段。這主要表現(xiàn)在通訊協(xié)議、分站、傳感器和斷電儀等設(shè)備外圍接口方面；另外是監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)軟件。 (2)故障檢測系統(tǒng)誤報(bào)率高。美國以其擁有的雄厚高科技優(yōu)勢，率先把計(jì)算機(jī)技術(shù)、大規(guī)模集成電路技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)等現(xiàn)代高新科技用于煤礦監(jiān)控系統(tǒng)，使煤炭監(jiān)控技術(shù)躋身于高科技之列。 圖 基于 PLC的集中控制結(jié)構(gòu) 另一種結(jié)構(gòu)是以 PLC為核心，且配備了遠(yuǎn)程 I/O點(diǎn)。如我國自己研發(fā)的 KJ1和 KJ4系統(tǒng)，美國的 DAN6400和 FEMCO等。 圖 分布式控制結(jié)構(gòu) 分布式控制系統(tǒng)中，各 PLC控制分站是通過現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)接口連接在一起， PLC控制分站具有獨(dú)立工作能力，可自主完成既定的任務(wù)，如數(shù)據(jù)采集、處理、監(jiān)視、操作和控制等?？偟膩碚f，就是控制各膠帶分站，通過網(wǎng)絡(luò)傳遞各種信息，由集控中心站使得各膠帶輸送機(jī)的運(yùn)行得到統(tǒng)一的集中管理，從而使運(yùn)行更加合理?，F(xiàn)場總線技術(shù)的不斷發(fā)展和完善使得控制的實(shí)時(shí)性、可靠性、安全性將得到極大的提高。本論文是針對單條皮帶和單臺給煤機(jī)設(shè)計(jì)，它主要內(nèi)容如下： (1)對膠帶運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)的幾種主要類型進(jìn)行概述。除原煤帶式輸送機(jī)外，各帶式輸送機(jī)均采用帶以太網(wǎng)接口的 PLC控制，由 CPU通過 I/O及設(shè)備網(wǎng)絡(luò)對現(xiàn)場設(shè)備控制及數(shù)據(jù)采集。膠帶機(jī)系統(tǒng)電纜連接圖如附圖 8所示。主動滾筒與電機(jī)相連，當(dāng)電機(jī) 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁 轉(zhuǎn)動時(shí)，帶動滾筒轉(zhuǎn)動， 膠帶通過膠帶和滾筒之間的摩擦力也被帶動運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸功能。多滾筒驅(qū)動的優(yōu)點(diǎn)就是能夠傳遞較大的功率，帶動較大的負(fù)載，并能降低輸送帶的張力；其缺點(diǎn)就是可能會出現(xiàn)功率不平衡問題，從而增加了電動機(jī)的備用功率。軟起動技術(shù)是在一定的起動時(shí)間內(nèi) ， 控制起動加速度 ， 確保帶式輸送機(jī)按所要求的加速度曲線平穩(wěn)起動 ， 達(dá)到額定的運(yùn)行速度 ， 同時(shí)使電機(jī)的起動電流和輸送帶的起動張力控制在允許范圍內(nèi)。據(jù)此調(diào)節(jié)離合器環(huán)型液壓缸的壓力，改變動靜片間油膜的厚度，就能控制它所傳遞的轉(zhuǎn)矩，當(dāng)輸出軸的轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載的靜阻力時(shí)，負(fù)載就加速；轉(zhuǎn)矩平衡時(shí)，負(fù)載就穩(wěn)定運(yùn)行 [1]。當(dāng)一驅(qū)動系統(tǒng)中有多臺 CST時(shí)，控制系統(tǒng)可以確保每臺驅(qū)動電機(jī)分擔(dān)相同的負(fù)載，合理的功率平衡可以有效地延長整個(gè)驅(qū)動系統(tǒng)各部件的壽命。特別是當(dāng)物料中夾帶尖銳物體，很容易劃破膠帶，造成膠帶縱斯。 一、跑偏 膠帶輸送機(jī)跑偏的根本原因是輸送帶在運(yùn)行過程中，橫向受力不平衡。當(dāng)皮帶跑偏時(shí)，皮帶碰到跑偏開關(guān)的探桿，并帶動探桿軸轉(zhuǎn)動，此時(shí)與探桿固定在一軸上的凸輪也同時(shí)轉(zhuǎn)動，撥動跑偏開關(guān)的微 動開關(guān)發(fā)出跑偏信號。 圖 速度檢測傳感器部分電路方 框圖 三、打滑 驅(qū)動滾筒打滑的原因是滾筒的摩擦牽引力降低、超載或帶子被卡住。 四、超速 當(dāng)膠帶負(fù)載忽然變輕或是膠帶忽然斷帶時(shí)，膠帶運(yùn)行速度會馬上升高。 六、堆煤傳感器 當(dāng)煤倉內(nèi)有大煤塊塞住煤倉漏口時(shí) ，會使煤流阻在煤倉內(nèi)，無法向膠帶投放。堆煤傳感器安裝在帶式輸送機(jī)頭部漏斗壁上，調(diào)節(jié)其固定位置，不要被煤流打到。 圖 煙霧傳感器 圖 拉線急停開關(guān) 九、紅外溫度傳感器 由于滾筒和膠帶的摩擦作用，當(dāng)滾筒溫度過高時(shí)，會使膠帶燃著。從電的方面來說 ，主要原因是 (1)電機(jī)長時(shí)間過負(fù)荷； (2)線圈繞組中出現(xiàn)相間或匝間短路； (3)線圈絕緣層損傷； (4)內(nèi)部放電；從磁的方面來說，主要原因是電磁磁耗、渦流損耗過大。因此正因?yàn)檫@一特點(diǎn)，使其容易發(fā)生縱向撕裂事故，而且一旦事故發(fā)生，就會造成非常重大的經(jīng)濟(jì)損失，即使能修補(bǔ)，也浪費(fèi)很長的時(shí)間，給生產(chǎn)造成損失。 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁 1— 回空帶； 2— 托盤；