【文章內容簡介】 輪也同時轉動，撥動跑偏開關的微動開關發(fā)出跑偏信號。 圖 23 跑偏開關 圖 24 速度傳感器 KG1007A2型膠帶防跑偏開關為本質安全型電氣設備，使用于煤礦有瓦斯、礦塵爆炸危險的環(huán)境。它體積比較小、重量輕、密封性能好；觸點動作后還留有較大的探桿轉動緩沖角， 探桿上裝有尼龍滾動護套，避免探桿和膠帶之 間的磨擦 ，使本身不易損壞，輸出開關量信號。它的轉動角度可以通過改變微調開關的位置來改變。在此設計中，我們要求跑偏信號發(fā)出傳送給 PLC，一級跑偏時發(fā)出聲光報警；二級跑偏時 PLC發(fā)出急停指令，語音報警，同時觸摸屏故障位置指示燈亮并啟動急停報警。 KG1007A－ 2型 防跑 偏開關技術參數(shù) 如下所示： 膠帶跑偏開關型號 : KG1007A－ 2型 外殼防護等級 : IP54 觸點容量 AC380V、 DC220V， 5A，煤礦井下使用時必須和本質安全型電路連接 探桿動作轉動最大角度 : 大于 70176。，雙向轉動 觸點動作時探桿 轉動角度 : 25176。（一級） 河南理工大學成人高等教育 畢業(yè)設計（論文） 第 2章 膠帶機集中控制系統(tǒng)的總體設計 10 40176。（二級） 引入電纜外徑 : 6～ 12mm,兩個出線口 重量 : 2kg 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行速度，因此我們給每條皮帶設置一個速度傳感器來檢測膠帶的速度。本設計中，我們選用常州聯(lián)力的 KJ5007A 型速度傳感器，輸出頻率信號，幅值 5V，頻率 f=200V（ V 為膠帶速度值），輸出電流信號 4～ 20mA。其工作原理是：帶式輸送機運行時，速度檢測傳感器由緊貼膠帶的滾輪帶動轉盤（帶有齒槽）在光電傳感器凹槽內轉動，光電傳感器光路通斷受齒槽控制，輸出相應的方波頻率信號，頻率信號經整形放大后，再經頻率 /電壓、電壓 /電流變換后輸出 4～ 20mA 的電流信號。 圖 25 速度檢測傳感器部分電路方框圖 打滑 驅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。摩擦牽引力降低的原因是輸送帶或滾筒沾泥水、輸送帶張力下降。采用自動調整的拉緊裝置是防止驅動滾筒打滑的有效方法。滾筒持續(xù)打滑得不到糾正，則會招致輸送帶著火，引起重大火災事故。采用阻燃輸送帶，驅動滾筒持續(xù)打滑也會冒煙污染空氣。因 此設置打滑保護裝置，自動監(jiān)視調整或停止。 在此設計中我們沒有選用專門的打滑檢測傳感器，是通過檢測膠帶的速度，把膠帶速度和滾筒速度做比較來實現(xiàn)的。理論上我們是將膠帶的實際運行速度與滾筒實際速度作比較，但是實際上，在滾筒速度不容易獲取的情況下，我們可讓膠帶實際速度與滾筒的額定轉速比較，監(jiān)測傳動滾筒和輸送帶之間的線速度之差，當檢測到輸送機速度滑差率大于或等于 8%時，立即發(fā)出聲光報警：當測得輸送機速度滑差率大于或等于 8%和運行時間大于或等于 20秒時使帶式輸送機與給煤機緊急停車，并發(fā)出聲光報警；或當測得輸送機速度滑差 率大于或等于 12%和運行時間整形放大 頻率 / 電壓變換 電壓 / 電流變換 光電傳感器轉盤電壓f vf 電流輸出河南理工大學成人高等教育 畢業(yè)設計（論文） 第 2章 膠帶機集中控制系統(tǒng)的總體設計 11 大于或等于 5秒時使帶式輸送機與給煤機緊急停車，并發(fā)出聲光報警。 超速 當膠帶負載忽然變輕或是膠帶忽然斷帶時，膠帶運行速度會馬上升高。膠帶一般正常運行速度是 2m/s，如果速度太高，會對膠帶旁邊的礦工造成危險；同時若膠帶旁邊有鋒銳的物體，可能會掛破膠帶，造成重大事故。同上，我們在此設計中沒有采用專門的超速傳感器，通過膠帶速度與設定值的比較，判定膠帶是否超速運行。當膠帶速度達到標準帶速的 105%時，發(fā)出聲光報警并命令皮帶緊急停車，這里標準帶速為 2m/s。 斷帶 從大量的斷帶事故分析可知，帶式輸送機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機逆轉； （ 2）輸送帶接頭質量問題； （ 3）運輸中因其他東西卷入而引起運輸載荷突然增加； （ 4）啟動和停車時應力變化大； （ 5）輸送帶自身質量不過關，輸送帶服務年限過長，輸送帶長時間超負荷運輸，日常維護不到位； （ 6）物料分配不均，輸送帶跑偏。 為了防止由這些原因引起的斷帶事故，除了進行人為的檢修和維護外，在輸送機沿線 上布置斷帶保護裝置尤為重要。因為它可以避免突發(fā)事故，隨時處于待命狀態(tài)。在滾筒實際轉速不能確定的情況下，我們通過檢測膠帶線速度與滾筒額定線速度差確定是否斷帶，當差值大于設定值時，發(fā)出斷帶信號，命令皮帶緊急停車，同時停給煤機，并發(fā)出聲光報警。 堆煤傳感器 當煤倉內有大煤塊塞住煤倉漏口時，會使煤流阻在煤倉內，無法向膠帶投放。由于煤倉特別大，如果沒有人及時發(fā)現(xiàn)煤倉堆煤，煤在煤倉內會越堆越多，最后會迫使使用大量人力物力來挖除煤倉內阻塞的大量煤，同時將運輸系統(tǒng)全部停下。這樣不僅浪費時 間降低工作效率，同時也費用大量人力物力，提高煤的生產成本。因此加入堆煤傳感器，及時報警危險煤位，處理煤倉內阻塞的煤。 此設計中我們采用常州自動化研究所的物料探測傳感器。 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；檢測輸送機溜槽阻塞或轉載點堆河南理工大學成人高等教育 畢業(yè)設計（論文） 第 2章 膠帶機集中控制系統(tǒng)的總體設計 12 積。傳感器可以延時動作 ，延時時間可調，避免由于大塊物料撞擊引起誤動作。這里我們選用 KG1006A 型 ，輸出觸點容量是 AC220V， 1A，電阻性負載；延時時間～ 60s 可 調，瞬間復位，輸出開關信號。 堆煤傳感器一般安裝在機頭下方適當?shù)奈恢?，且不易碰壞或被水和煤塵污染的地方。應保證正常煤流時不誤動作，機器振動不誤動作，不因滴水或煤塵集聚而誤動作，大塊煤矸石碰撞后不能使其損壞。 煙霧檢測傳感器 由于打滑摩擦等原因，膠帶機滾筒升高到一定溫度時，會使膠帶燃著，因此我們在滾筒處設置煙霧傳感器，當煙霧濃度大于一定值時，發(fā)出報警信號。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，都有一個共同的特點，即機電一體化。目前，煙霧傳感 器大都采用金屬镅的離子式探測器， 由不銹鋼的外殼構成。 本設計我們采用常州自動化研究所的 KGN11型煙霧傳感器 ，它 為礦用本質安全型，用于監(jiān)測煤礦井下因機械磨擦、電纜發(fā)熱、煤層自然等原因引起的火災事故 ，輸出 0/5mA的開關量信號， 紅色 LED電源指示，報警時閃爍，頻率 1Hz. 當檢測到煙霧濃度超過設定值時，發(fā)出灑水指令，啟動灑 水 裝置 對主滾筒進行降溫 滅火，并 進行聲光報警。 煙霧傳感器應懸掛在輸送機頭風流方向后 23米處，以保證主滾筒因摩擦產生煙霧時立即起作用。若風速超過 5m/s時應安裝防風罩，根據(jù)實際情況而定。為 保證煙霧傳感器正常工作，必須對其定期打掃和清洗。 拉線急停開關 在皮帶輸送機運行過程中，總有一些無法監(jiān)測到而又非常惡劣的事情發(fā)生，當遇到這種緊急情況時，可以采用手動的拉線急停開關，使輸送帶緊急停車，避免發(fā)生重大事故。我們采用常州自動化研究所的 KG9001AC型編碼式拉繩急停閉鎖開關 ， 可用作輸送機沿線電纜接線盒，并具有故障位置識別電路，識別各種不同故障及故障發(fā)生的地點。沿輸送機長度方向配置的跑偏、縱撕（或其它傳感器）等保護裝置和起動預告、打點聯(lián)絡用的信號器均可通過它們與 監(jiān)控 系統(tǒng)連 接。 拉線急停開關沿輸送機安裝，一般每隔 80100米按一個，應安裝在易于觀察到、易于操作的地方。 河南理工大學成人高等教育 畢業(yè)設計（論文） 第 2章 膠帶機集中控制系統(tǒng)的總體設計 13 圖 26 煙霧傳感器 圖 27 拉線急停開關 KG9001AC型 拉線急停開關的 技術參數(shù) 如下所示 ： 拉力 150177。20N 行程 8～ 10mm 復位形式 人工復位 工作電壓 DC10～ 15V，煤礦井下使用時，必須與本質安全型電路連接 工作電流 監(jiān)控狀態(tài)下不大于 。動態(tài)狀態(tài)下不大于 40mA 輸出信號 2 路集電極開路輸出 位置識別地址 0～ 63 引入電纜外徑 KG9001AC 兩側出線口 （ 2個 ） 15～ 20mm；下部出線口 （ 4個 ） 6～ 12mm 出廠時拉繩配置長度 235m 外殼防護等級 IP54 重量 紅外溫度傳感器 由于滾筒和膠帶的摩擦作用，當滾筒溫度過高時，會使膠帶燃著。因此，我們要及時監(jiān)測滾筒溫度，當溫度達到一定值時報警。 溫度傳感器從使用上可分為接觸式和非接觸式兩大類，接觸式目前使用較為廣泛，而非接觸式測量是通過檢測被測物體所發(fā)出的紅外線， 來達到測溫的目的。根據(jù)課題項目的具體要求，被測對象是一直轉動的滾筒表面，接觸式溫度傳感器測量起來誤差太大，響應時間太長，溫度變化的傳遞完全依靠空氣為介質進行熱交換，因而采用接觸式測量不適用于該次設計，為此，選用了 RAYTEK非接觸式紅外熱敏元件作為測溫元件，溫度傳感器的輸出信號為 0～ 10V模擬量電壓信號，測量范圍為 32～ 535度。它具有響應速度快，測量精度高，安裝維護簡便等特點。我們將檢測到的紅外溫度與設定值比較，當溫度大于設定值時，則發(fā)出報警指令，同時啟動灑水閥灑水降溫。河南理工大學成人高等教育 畢業(yè)設計（論文） 第 2章 膠帶機集中控制系統(tǒng)的總體設計 14 一般我們的設定值要根據(jù)考慮周邊情 況，如：膠帶的制作材料，燃點等。 縱撕檢測 鋼線芯帶式輸送機以其強度高、運量大和運距長等優(yōu)點，受到各企業(yè)的青睞，也得到越來越廣泛的應用。它之所以強度高是因為其內部縱向布置了許多鋼絲繩，但是在其寬度上，抗拉強度是很低的。因此正因為這一特點，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濟損失，即使能修補，也浪費很長的時間，給生產造成損失。 縱向撕裂，其原因是多方面的，主要有：一些料棒插入到輸送帶中；大塊長型矸石掉到輸送帶上；機架上某些固定件掛住輸送帶；各種鐵絲 鉤住輸送帶等。就發(fā)生縱撕的地點來看，大部分是在裝載處，因此縱撕檢測傳感器一般放在裝載點前 10m處。 輸送帶縱撕事故如此嚴重，提出了多種檢測和監(jiān)視裝置，下面我們收集多方面資料比較詳細的介紹幾種常見類型。由于輸送帶被撕裂后，表現(xiàn)特征各不相同，選用何種裝置進行檢測，要根據(jù)具體情況而定，一般要選用幾種同時使用，以防范重大事故的發(fā)生。 （ 1）漏料檢測器。當輸送帶被撕裂后，物料會通過裂口掉到下面的托盤上，根據(jù)平衡原理，當物料重量克服平衡錘的重量，使裝置繞支點轉動，迫使限位開關動作（圖 28）。這種檢測裝置結構比 較簡單，檢查方便，但是，只有物料落下后才可檢測到，當裂口因為拉力重合到一起，物料無法落下時，卻無法檢測的到。 1— 回空帶； 2— 托盤； 3— 支點： 4— 平衡錘； 5— 承載帶 圖 28 漏料檢測器 （ 2）帶寬檢測器。它是利用與輸送帶邊緣相接觸的檢測輥或是利用超音波距離測量來檢測輸送帶寬度。這就避免了上面漏料檢測器的失誤。當輸送帶寬度變小時，兩個檢測輥之間的距離變小，通過萬向節(jié)把撕帶的信息傳遞給開關，開關河南理工大學成人高等教育 畢業(yè)設計（論文） 第 2章 膠帶機集中控制系統(tǒng)的總體設計 15 控制電動機停機。此外，帶寬檢測裝置和時間繼電器配合使用，當接受到信號后，等待一段時間再發(fā)出動 作指令，以區(qū)分是輸送帶撕裂或是撕邊。 （ 3）超聲波檢測器。在輸送帶容易撕裂的地方的托輥之間安裝能夠產生超聲波的波導管，使之產生超聲波振蕩，再通過檢波器檢波后發(fā)出。當輸送帶正常運行時，超聲波送波、受波正常，發(fā)出正常信號；如果輸送帶撕裂，波導管因彎曲而破壞，這時送波和受波狀態(tài)不同，發(fā)出輸送帶縱向撕裂信號，使輸送機停機，避免輸送帶縱向撕裂事故繼續(xù)擴大。 （ 4）振動檢測器。它的激振器是一個偏心圓盤，布置在兩個承載托輥之間的輸送帶上的無載邊。在輸送帶的另一邊安裝振動接收器，它通過自由回轉的輥輪和輸送帶 接觸。帶式輸送機運轉時，偏心激振器使輸送帶產生橫向強迫振動，振動接收器受輸送帶振動的作用，發(fā)出信號并輸入放大器。當輸送帶發(fā)生縱向撕裂時，振動接收器再受振動的作用，輸出信號相應減弱，則放大器發(fā)出信號，繼電器動作，帶式輸送機停機。 在本設計中，我們選擇使 DJSBA1 型縱撕傳感器。 DJSBA1 型縱撕 傳感器 為礦用隔爆妝本質安全型，適用于煤礦井下有瓦斯、煤塵爆炸性氣體環(huán)境中。安裝于輸送機膠帶下方，近落料點處。當膠帶發(fā)生縱向撕裂時，物料灑落在傳感器上面，物料超過設定重量 （ ） 時，傳感器發(fā)出動作信號送至主控系 統(tǒng)，立即