【正文】 電流，影響系統(tǒng)正常工作?？刂破饔|點(diǎn)開關(guān)量輸出的場(chǎng)合，應(yīng)采用圖53所示的輸出端抗干擾電路以減清和消除干擾。根據(jù)功能要求對(duì)參數(shù)檢測(cè)和故障保護(hù)裝置中使用的傳感器進(jìn)行選擇。尤其是對(duì)膠帶運(yùn)輸?shù)墓に嚵鞒獭⒛z帶間的閉鎖關(guān)系、膠帶運(yùn)輸過程中的一些常見故障及檢測(cè)方法和處理措施有了很深的了解，為我以后的工作打下了很好的基礎(chǔ)。本論文以新疆哈密煤礦主斜井和地面皮帶輸送機(jī)為背景，研究設(shè)計(jì)了一種以S7300 PLC為核心的皮帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)。如果與輸入信號(hào)并聯(lián)的感性負(fù)載大時(shí)最好使用繼電器中轉(zhuǎn)。對(duì)隔離性能差的系統(tǒng)，將導(dǎo)致信號(hào)間相互干擾，引起共地系統(tǒng)總線回流，造成邏輯數(shù)據(jù)變化、誤動(dòng)和死機(jī)。所以，在實(shí)際應(yīng)用過程中，不僅要按照要求合理配置系統(tǒng)，正確配接線，還必須充分考慮各種異常情況，采取相應(yīng)抗干擾措施以確保PLC控制系統(tǒng)可靠穩(wěn)定地運(yùn)行。程序段1：調(diào)用上面兩段程序構(gòu)成的FC塊。 模擬量的處理 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，避免重大事故發(fā)生，或者盡量減少損失是非常必要的。 程序段2：?jiǎn)?dòng)報(bào)警信號(hào)。集控方式下，按下顯示屏上的啟動(dòng)/停止控制按鈕，各條皮帶按設(shè)好的程序起停，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。4 膠帶集中控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 集中控制的流程圖西門子的S7300系列PLC所用的編程語言是西門子開發(fā)的STEP7，這是一種可運(yùn)行于通用微機(jī)中，在WINDOWS環(huán)境下進(jìn)行編程的語言。ET200M通過RPOFIBUSDP與PLC控制柜連接通信。由于模塊的種類眾多，ET200M尤其適用于復(fù)雜的自動(dòng)化任務(wù)。 查閱西門子S7300的硬件手冊(cè)知道PS 307電源模塊(10 A)。S7300各個(gè)模塊使用的電源是通過S7300的背板總線傳送的，一部分模塊還需要從外部負(fù)載電源供電。在此項(xiàng)目中，我們的模擬量信號(hào)7滾筒紅外測(cè)溫0～10V電壓信號(hào)，7測(cè)速傳感器4～20mA電流信號(hào)。本項(xiàng)目輸出模塊的外部接線如附圖所示，它采用匯點(diǎn)式輸出方式。典型用戶輸出設(shè)備有繼電器、接觸器、電磁閥線圈以及信號(hào)燈等。晶體管輸出方式的模塊只能帶直流負(fù)載，屬于直流輸出模塊；可控硅輸出方式的模塊只能帶交流負(fù)載，屬于交流輸出模塊；繼電器觸點(diǎn)輸出方式的模塊可帶直流負(fù)載，也可帶交流負(fù)載，屬于交直流兩用輸出模塊。匯點(diǎn)式輸入接線如下圖，各輸入電路有一個(gè)公共端（匯集端）COM，可以是全部輸入端為一組，共用一個(gè)公共端和一個(gè)電源；也可以是將全部輸入點(diǎn)分為幾組，每組有一個(gè)公共端和獨(dú)立的一個(gè)電源。門檻電平越高，抗干擾能力越強(qiáng)，傳輸距離也越遠(yuǎn)。數(shù)字量輸入模塊有直流輸入方式和交流輸入方式。（3） 響應(yīng)速度PLC是為工業(yè)自動(dòng)化而設(shè)計(jì)的通用控制器，不同檔次的PLC的響應(yīng)速度一般能滿足起應(yīng)用范圍內(nèi)的需要?？紤]裕量后的I/O總點(diǎn)數(shù)即為I/O點(diǎn)數(shù)估計(jì)值。S7300是模塊化組合結(jié)構(gòu)，根據(jù)應(yīng)用對(duì)象不同，可選擇不同型號(hào)和不同數(shù)量的模塊，并可以將這些模塊安裝在同一個(gè)機(jī)架上（導(dǎo)軌）或多個(gè)機(jī)架上。信號(hào)模塊（SM）：信號(hào)模塊使不同的過程信號(hào)電平和S7300的內(nèi)部信號(hào)電平相匹配，主要有數(shù)字量輸入模塊SM32數(shù)字量輸出模塊SM32模擬量輸入模塊SM33，外部過程信號(hào)可以方便地連接在信號(hào)模塊的前連接器上。除CPU模塊外，每塊信號(hào)模塊都帶有總線處理器，安裝時(shí)先將總線連接器裝在CPU模塊并固定在導(dǎo)軌上，然后依次將各模塊裝入，通過背板總線將各模塊從物理上和電氣上連接起來。3 膠帶輸送機(jī)集控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) SIMATIC S7300 PLC簡(jiǎn)介 SIMATIC S7300 PLC簡(jiǎn)介 SIMATIC S7—300系列PLC是模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，各個(gè)單獨(dú)模塊之間可以進(jìn)行單獨(dú)組合和擴(kuò)展，從而使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加靈活滿足不同的應(yīng)用需求。觸摸屏用來監(jiān)視帶式輸送機(jī)的運(yùn)行工況?？捎糜诂F(xiàn)場(chǎng)控制，也可用于遠(yuǎn)距離控制。這種面向控制過程、面向問題的編程方式，與匯編語言相比，雖然增加了解釋程序和程序執(zhí)行時(shí)間，但對(duì)大多數(shù)機(jī)電控制設(shè)備來說，PLC的控制速度還是足夠快的。而PLC是通過在存儲(chǔ)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。在讀輸入模塊階段，PLC將所有外部輸入電路的接通/斷開狀態(tài)讀如輸入過程映像區(qū)。OB1是用于循環(huán)處理的組織塊，相當(dāng)于用戶程序的主程序，它可以調(diào)用其它的塊，或被中斷程序（組織塊）中斷?？梢缘刃橐粋€(gè)受控于外部用戶輸入設(shè)備的繼電器線圈（輸入繼電器）?？删幊绦蚩刂破骱?jiǎn)稱PLC，它的應(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(dòng)化的主要支柱之一。當(dāng)輸送帶發(fā)生縱向撕裂時(shí)，振動(dòng)接收器再受振動(dòng)的作用，輸出信號(hào)相應(yīng)減弱，則放大器發(fā)出信號(hào)，繼電器動(dòng)作，帶式輸送機(jī)停機(jī)。此外，帶寬檢測(cè)裝置和時(shí)間繼電器配合使用，當(dāng)接受到信號(hào)后，等待一段時(shí)間再發(fā)出動(dòng)作指令，以區(qū)分是輸送帶撕裂或是撕邊。由于輸送帶被撕裂后，表現(xiàn)特征各不相同，選用何種裝置進(jìn)行檢測(cè)，要根據(jù)具體情況而定，一般要選用幾種同時(shí)使用，以防范重大事故的發(fā)生。我們將檢測(cè)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(dòng)灑水閥灑水降溫。拉線急停開關(guān)沿輸送機(jī)安裝，一般每隔80100米按一個(gè)，應(yīng)安裝在易于觀察到、易于操作的地方。目前，煙霧傳感器大都采用金屬镅的離子式探測(cè)器，由不銹鋼的外殼構(gòu)成。此設(shè)計(jì)中我們采用常州自動(dòng)化研究所的物料探測(cè)傳感器。斷帶從大量的斷帶事故分析可知，帶式輸送機(jī)斷帶原因大概有以下幾種:(1)齒輪減速器損壞，液力耦合器噴液或電動(dòng)機(jī)逆轉(zhuǎn)；(2)輸送帶接頭質(zhì)量問題；(3)運(yùn)輸中因其他東西卷入而引起運(yùn)輸載荷突然增加；(4)啟動(dòng)和停車時(shí)應(yīng)力變化大；(5)輸送帶自身質(zhì)量不過關(guān)，輸送帶服務(wù)年限過長(zhǎng)，輸送帶長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)輸，日常維護(hù)不到位；(6)物料分配不均，輸送帶跑偏。采用阻燃輸送帶，驅(qū)動(dòng)滾筒持續(xù)打滑也會(huì)冒煙污染空氣。（一級(jí)） 40176。在皮帶正常工作時(shí)，跑偏開關(guān)的探桿在豎直位置。主要有以下幾種原因：(1)安裝質(zhì)量原因：a機(jī)架、滾筒沒有調(diào)整平直；b托輥軸線與輸送帶中心線不垂直；c機(jī)架與地面連接強(qiáng)度不夠，機(jī)架不穩(wěn)定；d導(dǎo)料槽和卸料槽的導(dǎo)料擋板安裝位置不當(dāng)，受力不均。因此，在輸送同樣高度條件下，膠帶輸送機(jī)所需廠房面積或成長(zhǎng)度較大。傳動(dòng)裝置一般由驅(qū)動(dòng)裝置和傳動(dòng)滾筒組成。PLC控制柜內(nèi)部由S7300 PLC模塊、接線端子、電源模塊、變壓器及各種模塊組成；集中控制臺(tái)和觸摸屏是人機(jī)的交流界面，控制臺(tái)面板上有各條皮帶機(jī)的起?？刂瓢粹o，總啟、總停按鈕，起車預(yù)警按鈕、集控/就地/檢修工作方式的轉(zhuǎn)換開關(guān)，系統(tǒng)緊急停車按鈕；觸摸屏則詳細(xì)顯示各條皮帶及給煤機(jī)運(yùn)行情況，同時(shí)也顯示出所有皮帶上的各種保護(hù)傳感器的動(dòng)作情況、故障位置等。7) 膠帶運(yùn)輸機(jī)就地控制箱上設(shè)啟停、起動(dòng)預(yù)警按鈕，設(shè)備啟動(dòng)前發(fā)出預(yù)警信號(hào)，提示有關(guān)人員應(yīng)立即遠(yuǎn)離設(shè)備；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)停車信號(hào)后，可作急停處理，實(shí)施故障停車操作。；信號(hào)發(fā)出后，執(zhí)行打滑聲光報(bào)警指令, 再執(zhí)行急停指令。啟動(dòng)順序?yàn)椋耗┟汗伟鍣C(jī)、過橋皮帶、大小塊皮帶、振動(dòng)篩、走廊皮帶、主提升皮帶、給煤機(jī)；停止順序與此相反。 運(yùn)輸工藝流程圖 如圖所示，煤炭從井底煤倉經(jīng)給煤機(jī)運(yùn)到主提升皮帶，通過主斜井中的主提升皮帶運(yùn)至地面，經(jīng)地面的走廊皮帶輸送機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)到振動(dòng)篩，振動(dòng)篩為雙層的，經(jīng)篩分后分成大塊煤、中塊煤和末煤三種。為了使集控系統(tǒng)更加完善，實(shí)現(xiàn)控制的可觀化、清晰化，加入了觸摸屏設(shè)計(jì)。(3)皮帶機(jī)的控制、運(yùn)行、保護(hù)等信息不能較好的與礦井其他控制系統(tǒng)共享，不能與整個(gè)礦井信息系統(tǒng)的集成。隨著礦井功能和規(guī)模的不斷擴(kuò)大，計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、新的工業(yè)控制器技術(shù)等新技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)膠帶輸送機(jī)的集中控制系統(tǒng)也得到了飛速發(fā)展。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(duì)膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)的控制和管理提出了更高的要求。普通膠帶機(jī)、鋼繩芯膠帶輸送機(jī)、鋼繩牽引膠帶輸送機(jī)等均屬于此類運(yùn)輸設(shè)備。連續(xù)運(yùn)行式運(yùn)輸設(shè)備的特點(diǎn)是，一經(jīng)開動(dòng)就不需操作而連續(xù)運(yùn)行。 膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng) 膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)的重要性 礦井膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)是原煤運(yùn)輸?shù)奈ㄒ煌緩剑堑V井生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，因此它的安全高效運(yùn)行受到很大程度的重視。為保證運(yùn)輸系統(tǒng)的安全可靠，提高運(yùn)輸效率，對(duì)其進(jìn)行完善的管理和監(jiān)控是現(xiàn)代礦井煤流運(yùn)輸迫切需要的一項(xiàng)技術(shù)。誤報(bào)將造成膠帶輸送機(jī)不應(yīng)有的停機(jī)，使全礦井停產(chǎn)，對(duì)礦井生產(chǎn)造成極大影響。 (3)膠帶集控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，進(jìn)行S7300 PLC模塊選型和外部連線設(shè)計(jì)。其中箭頭指示煤流方向。皮帶按逆煤流啟動(dòng)，順煤流停車。：信號(hào)發(fā)出后，執(zhí)行跑偏聲光報(bào)警指令，此為一級(jí)動(dòng)作，當(dāng)報(bào)警時(shí)間超出一定時(shí)間段時(shí)，同時(shí)再執(zhí)行急停指令，此為二級(jí)動(dòng)作。6) 可與工業(yè)電視系統(tǒng)配合，實(shí)時(shí)監(jiān)視皮帶機(jī)重點(diǎn)部位運(yùn)行情況，以確保人員及設(shè)備的安全；具有喊話、打點(diǎn)通訊功能，基本實(shí)現(xiàn)無人值守。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖以SIEMENS公司S7300系列PLC作為核心控制器件，具有防潮、抗干擾能力強(qiáng)、易擴(kuò)展，基本免維護(hù)，實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通信，以循環(huán)掃描的方式，檢測(cè)傳感器及被控設(shè)備的信號(hào)，發(fā)出程序指令，完成對(duì)皮帶機(jī)的集中監(jiān)控，使各個(gè)皮帶協(xié)調(diào)完成工作。帶式輸送機(jī)主要由以下幾種主要部件組成：傳動(dòng)裝置、膠帶、機(jī)架、滾筒、托輥、拉緊裝置、清掃器、裝料和卸料裝置等。膠帶機(jī)的傳動(dòng)裝置一般位于輸送帶的頭部、中部或是尾部，它是帶式輸送機(jī)的重要組成部分。超過這些數(shù)值，運(yùn)輸物料和膠帶之間就會(huì)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使物料下滑。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。本設(shè)計(jì)中采用煤炭科學(xué)總院常州自動(dòng)化研究所的KG1007A2型膠帶二級(jí)防跑偏開關(guān)，其跑偏信號(hào)通過接入臨近拉線急停開關(guān)傳輸。雙向轉(zhuǎn)動(dòng) 觸點(diǎn)動(dòng)作時(shí)探桿轉(zhuǎn)動(dòng)角度: 25176。滾筒持續(xù)打滑得不到糾正，則會(huì)招致輸送帶著火，引起重大火災(zāi)事故。當(dāng)膠帶速度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)帶速的105%時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警并命令皮帶緊急停車，這里標(biāo)準(zhǔn)帶速為2m/s。因此加入堆煤傳感器，及時(shí)報(bào)警危險(xiǎn)煤位，處理煤倉內(nèi)阻塞的煤。煙霧傳感器可分為離子感煙式和光電感煙式兩類，但不管是離子式還是光電式的，都有一個(gè)共同的特點(diǎn)，即機(jī)電一體化。沿輸送機(jī)長(zhǎng)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(dòng)預(yù)告、打點(diǎn)聯(lián)絡(luò)用的信號(hào)器均可通過它們與監(jiān)控系統(tǒng)連接。它具有響應(yīng)速度快，測(cè)量精度高，安裝維護(hù)簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。輸送帶縱撕事故如此嚴(yán)重，提出了多種檢測(cè)和監(jiān)視裝置，下面我們收集多方面資料比較詳細(xì)的介紹幾種常見類型。當(dāng)輸送帶寬度變小時(shí)，兩個(gè)檢測(cè)輥之間的距離變小，通過萬向節(jié)把撕帶的信息傳遞給開關(guān)，開關(guān)控制電動(dòng)機(jī)停機(jī)。帶式輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，偏心激振器使輸送帶產(chǎn)生橫向強(qiáng)迫振動(dòng)，振動(dòng)接收器受輸送帶振動(dòng)的作用，發(fā)出信號(hào)并輸入放大器。1987年，美國(guó)電氣制造協(xié)會(huì)（NEMA）對(duì)可編程序控制器下了定義：可編程序控制器是一種帶有指令存儲(chǔ)器、數(shù)字的或模擬的輸入輸出接口，以位運(yùn)算為主，能完成邏輯、順序、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算功能，用于控制機(jī)器和生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制裝置。我們可以認(rèn)為PLC的等效電路如下：輸入部分：用于接受外部輸入信號(hào)，與外部輸入設(shè)備連接。PLC采用循環(huán)執(zhí)行用戶程序的方式，這種運(yùn)行方式也稱為掃描工作方式。在循環(huán)程序處理中，CPU并不直接訪問I/O模塊中的輸入地址區(qū)域和輸出地址區(qū)域，而是訪問CPU內(nèi)部的過程映像區(qū)。如果因?yàn)楣に嚿仙僭S變化，需要改變電氣控制系統(tǒng)時(shí)，原先整個(gè)電氣控制系統(tǒng)將被全部拆除，而重新進(jìn)行布線、焊接、固定等工作，耗費(fèi)大量人力、物力、和時(shí)間。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(shí)際，電氣技術(shù)人員易于編程，程序修改靈活方便。可控制一臺(tái)單機(jī)、一條生產(chǎn)線，也可控制一個(gè)機(jī)群、多條生產(chǎn)線。這里我們選用觸摸屏和操作臺(tái)。在觸摸屏上，我們主要顯示皮帶的運(yùn)行狀況和給煤機(jī)的運(yùn)行信號(hào)，膠帶的速度和各個(gè)故障的狀態(tài)及故障出現(xiàn)的具體位置，同時(shí)也可以查詢到各皮帶滾筒的溫度，以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)皮帶，減少故障查找環(huán)節(jié)，提高工作效率。電源模塊、CPU、及其它信號(hào)模塊都可方便地安裝在導(dǎo)軌上。S7300通過分布式的主機(jī)架和3個(gè)擴(kuò)展機(jī)架，可操作多達(dá)32個(gè)模塊。電源和CPU必須安裝在導(dǎo)軌的左側(cè)（水平安裝）或低部（垂直安裝）。 模擬量輸入通道數(shù)皮帶機(jī)速度1*7滾筒溫度1*7總計(jì)14數(shù)字量輸入點(diǎn)數(shù)操作臺(tái)控制方式選擇3總啟動(dòng)按鈕1總停止按鈕1起車預(yù)警按鈕1急停按鈕1給煤機(jī)啟停按鈕2各皮帶啟停按鈕14堆煤傳感器1*7主提升、走廊皮帶跑偏開關(guān)2*12其他皮帶跑偏開關(guān)8*6縱撕傳感器1*7煙霧傳感器1*7走廊皮帶拉線急停開關(guān)2主提升皮帶拉線急停開關(guān)20其他皮帶拉線急停開關(guān)1*5就地箱啟動(dòng)按鈕1*7就地箱停止按鈕1*7就地箱急停按鈕1*7總計(jì)164數(shù)字量輸出點(diǎn)數(shù)皮帶電機(jī)開7灑水裝置電磁閥7皮帶電機(jī)關(guān)7警鈴1給煤機(jī)啟動(dòng)、停止2狀態(tài)指示燈10就地箱故障顯示燈5*7總計(jì)69考慮到前面的設(shè)計(jì)中I/O點(diǎn)數(shù)可能有疏漏，并考慮到I/O端的分組情況以及隔離與接地要求，應(yīng)在統(tǒng)計(jì)后得出的I/O總點(diǎn)數(shù)基礎(chǔ)上，增加10％到15％的裕量。所以存儲(chǔ)器容量為: (18910+695+17100)/1024= 工程實(shí)踐中，大多采用粗略估算，加大裕量，實(shí)際選型時(shí)參考此值采用就高不就低的原則。數(shù)字量輸入模塊的選擇及外部連線數(shù)字量輸入模塊SM321：數(shù)字量輸入模塊用于將現(xiàn)場(chǎng)過程送來的數(shù)字信號(hào)電平轉(zhuǎn)換成S7300內(nèi)部信號(hào)電平。輸入模塊的選擇時(shí)應(yīng)注意以下幾方面：，其傳輸距離不宜太遠(yuǎn)；，一