【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 輪也同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，撥動(dòng)跑偏開(kāi)關(guān)的微動(dòng)開(kāi)關(guān)發(fā)出跑偏信號(hào)。 圖 23 跑偏開(kāi)關(guān) 圖 24 速度傳感器 KG1007A2型膠帶防跑偏開(kāi)關(guān)為本質(zhì)安全型電氣設(shè)備，使用于煤礦有瓦斯、礦塵爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境。它體積比較小、重量輕、密封性能好；觸點(diǎn)動(dòng)作后還留有較大的探桿轉(zhuǎn)動(dòng)緩沖角， 探桿上裝有尼龍滾動(dòng)護(hù)套，避免探桿和膠帶之 間的磨擦 ，使本身不易損壞，輸出開(kāi)關(guān)量信號(hào)。它的轉(zhuǎn)動(dòng)角度可以通過(guò)改變微調(diào)開(kāi)關(guān)的位置來(lái)改變。在此設(shè)計(jì)中，我們要求跑偏信號(hào)發(fā)出傳送給 PLC，一級(jí)跑偏時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警；二級(jí)跑偏時(shí) PLC發(fā)出急停指令，語(yǔ)音報(bào)警，同時(shí)觸摸屏故障位置指示燈亮并啟動(dòng)急停報(bào)警。 KG1007A－ 2型 防跑 偏開(kāi)關(guān)技術(shù)參數(shù) 如下所示： 膠帶跑偏開(kāi)關(guān)型號(hào) : KG1007A－ 2型 外殼防護(hù)等級(jí) : IP54 觸點(diǎn)容量 AC380V、 DC220V， 5A，煤礦井下使用時(shí)必須和本質(zhì)安全型電路連接 探桿動(dòng)作轉(zhuǎn)動(dòng)最大角度 : 大于 70176。，雙向轉(zhuǎn)動(dòng) 觸點(diǎn)動(dòng)作時(shí)探桿 轉(zhuǎn)動(dòng)角度 : 25176。（一級(jí)） 河南理工大學(xué)成人高等教育 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2章 膠帶機(jī)集中控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 10 40176。（二級(jí)） 引入電纜外徑 : 6～ 12mm,兩個(gè)出線口 重量 : 2kg 速度檢測(cè) 檢測(cè)膠帶打滑、超速和斷帶故障，均需要知道膠帶的運(yùn)行速度，因此我們給每條皮帶設(shè)置一個(gè)速度傳感器來(lái)檢測(cè)膠帶的速度。本設(shè)計(jì)中，我們選用常州聯(lián)力的 KJ5007A 型速度傳感器，輸出頻率信號(hào)，幅值 5V，頻率 f=200V（ V 為膠帶速度值），輸出電流信號(hào) 4～ 20mA。其工作原理是：帶式輸送機(jī)運(yùn)行時(shí)，速度檢測(cè)傳感器由緊貼膠帶的滾輪帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)（帶有齒槽）在光電傳感器凹槽內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，光電傳感器光路通斷受齒槽控制，輸出相應(yīng)的方波頻率信號(hào)，頻率信號(hào)經(jīng)整形放大后，再經(jīng)頻率 /電壓、電壓 /電流變換后輸出 4～ 20mA 的電流信號(hào)。 圖 25 速度檢測(cè)傳感器部分電路方框圖 打滑 驅(qū)動(dòng)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(dòng)調(diào)整的拉緊裝置是防止驅(qū)動(dòng)滾筒打滑的有效方法。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。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。因 此設(shè)置打滑保護(hù)裝置，自動(dòng)監(jiān)視調(diào)整或停止。 在此設(shè)計(jì)中我們沒(méi)有選用專(zhuān)門(mén)的打滑檢測(cè)傳感器，是通過(guò)檢測(cè)膠帶的速度，把膠帶速度和滾筒速度做比較來(lái)實(shí)現(xiàn)的。理論上我們是將膠帶的實(shí)際運(yùn)行速度與滾筒實(shí)際速度作比較，但是實(shí)際上，在滾筒速度不容易獲取的情況下，我們可讓膠帶實(shí)際速度與滾筒的額定轉(zhuǎn)速比較，監(jiān)測(cè)傳動(dòng)滾筒和輸送帶之間的線速度之差，當(dāng)檢測(cè)到輸送機(jī)速度滑差率大于或等于 8%時(shí)，立即發(fā)出聲光報(bào)警：當(dāng)測(cè)得輸送機(jī)速度滑差率大于或等于 8%和運(yùn)行時(shí)間大于或等于 20秒時(shí)使帶式輸送機(jī)與給煤機(jī)緊急停車(chē)，并發(fā)出聲光報(bào)警；或當(dāng)測(cè)得輸送機(jī)速度滑差 率大于或等于 12%和運(yùn)行時(shí)間整形放大 頻率 / 電壓變換 電壓 / 電流變換 光電傳感器轉(zhuǎn)盤(pán)電壓f vf 電流輸出河南理工大學(xué)成人高等教育 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2章 膠帶機(jī)集中控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 11 大于或等于 5秒時(shí)使帶式輸送機(jī)與給煤機(jī)緊急停車(chē)，并發(fā)出聲光報(bào)警。 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(huì)馬上升高。膠帶一般正常運(yùn)行速度是 2m/s，如果速度太高，會(huì)對(duì)膠帶旁邊的礦工造成危險(xiǎn)；同時(shí)若膠帶旁邊有鋒銳的物體，可能會(huì)掛破膠帶，造成重大事故。同上，我們?cè)诖嗽O(shè)計(jì)中沒(méi)有采用專(zhuān)門(mén)的超速傳感器，通過(guò)膠帶速度與設(shè)定值的比較，判定膠帶是否超速運(yùn)行。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(chē)，這里標(biāo)準(zhǔn)帶速為 2m/s。 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(wèn)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(chē)時(shí)應(yīng)力變化大； （ 5）輸送帶自身質(zhì)量不過(guò)關(guān)，輸送帶服務(wù)年限過(guò)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。 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?yàn)樗梢员苊馔话l(fā)事故，隨時(shí)處于待命狀態(tài)。在滾筒實(shí)際轉(zhuǎn)速不能確定的情況下，我們通過(guò)檢測(cè)膠帶線速度與滾筒額定線速度差確定是否斷帶，當(dāng)差值大于設(shè)定值時(shí)，發(fā)出斷帶信號(hào)，命令皮帶緊急停車(chē)，同時(shí)停給煤機(jī)，并發(fā)出聲光報(bào)警。 堆煤傳感器 當(dāng)煤倉(cāng)內(nèi)有大煤塊塞住煤倉(cāng)漏口時(shí)，會(huì)使煤流阻在煤倉(cāng)內(nèi)，無(wú)法向膠帶投放。由于煤倉(cāng)特別大，如果沒(méi)有人及時(shí)發(fā)現(xiàn)煤倉(cāng)堆煤，煤在煤倉(cāng)內(nèi)會(huì)越堆越多，最后會(huì)迫使使用大量人力物力來(lái)挖除煤倉(cāng)內(nèi)阻塞的大量煤，同時(shí)將運(yùn)輸系統(tǒng)全部停下。這樣不僅浪費(fèi)時(shí) 間降低工作效率，同時(shí)也費(fèi)用大量人力物力，提高煤的生產(chǎn)成本。因此加入堆煤傳感器，及時(shí)報(bào)警危險(xiǎn)煤位，處理煤倉(cāng)內(nèi)阻塞的煤。 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。 KG1006 系列物料探測(cè)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(cè)料倉(cāng)物料高度；檢測(cè)輸送機(jī)溜槽阻塞或轉(zhuǎn)載點(diǎn)堆河南理工大學(xué)成人高等教育 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2章 膠帶機(jī)集中控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 12 積。傳感器可以延時(shí)動(dòng)作 ，延時(shí)時(shí)間可調(diào)，避免由于大塊物料撞擊引起誤動(dòng)作。這里我們選用 KG1006A 型 ，輸出觸點(diǎn)容量是 AC220V， 1A，電阻性負(fù)載；延時(shí)時(shí)間～ 60s 可 調(diào)，瞬間復(fù)位，輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)。 堆煤傳感器一般安裝在機(jī)頭下方適當(dāng)?shù)奈恢?，且不易碰壞或被水和煤塵污染的地方。應(yīng)保證正常煤流時(shí)不誤動(dòng)作，機(jī)器振動(dòng)不誤動(dòng)作，不因滴水或煤塵集聚而誤動(dòng)作，大塊煤矸石碰撞后不能使其損壞。 煙霧檢測(cè)傳感器 由于打滑摩擦等原因，膠帶機(jī)滾筒升高到一定溫度時(shí)，會(huì)使膠帶燃著，因此我們?cè)跐L筒處設(shè)置煙霧傳感器，當(dāng)煙霧濃度大于一定值時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。煙霧傳感器可分為離子感煙式和光電感煙式兩類(lèi)，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。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。 本設(shè)計(jì)我們采用常州自動(dòng)化研究所的 KGN11型煙霧傳感器 ，它 為礦用本質(zhì)安全型，用于監(jiān)測(cè)煤礦井下因機(jī)械磨擦、電纜發(fā)熱、煤層自然等原因引起的火災(zāi)事故 ，輸出 0/5mA的開(kāi)關(guān)量信號(hào)， 紅色 LED電源指示，報(bào)警時(shí)閃爍，頻率 1Hz. 當(dāng)檢測(cè)到煙霧濃度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，發(fā)出灑水指令，啟動(dòng)灑 水 裝置 對(duì)主滾筒進(jìn)行降溫 滅火，并 進(jìn)行聲光報(bào)警。 煙霧傳感器應(yīng)懸掛在輸送機(jī)頭風(fēng)流方向后 23米處，以保證主滾筒因摩擦產(chǎn)生煙霧時(shí)立即起作用。若風(fēng)速超過(guò) 5m/s時(shí)應(yīng)安裝防風(fēng)罩，根據(jù)實(shí)際情況而定。為 保證煙霧傳感器正常工作，必須對(duì)其定期打掃和清洗。 拉線急停開(kāi)關(guān) 在皮帶輸送機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，總有一些無(wú)法監(jiān)測(cè)到而又非常惡劣的事情發(fā)生，當(dāng)遇到這種緊急情況時(shí)，可以采用手動(dòng)的拉線急停開(kāi)關(guān)，使輸送帶緊急停車(chē)，避免發(fā)生重大事故。我們采用常州自動(dòng)化研究所的 KG9001AC型編碼式拉繩急停閉鎖開(kāi)關(guān) ， 可用作輸送機(jī)沿線電纜接線盒，并具有故障位置識(shí)別電路，識(shí)別各種不同故障及故障發(fā)生的地點(diǎn)。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(guò)它們與 監(jiān)控 系統(tǒng)連 接。 拉線急停開(kāi)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。 河南理工大學(xué)成人高等教育 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2章 膠帶機(jī)集中控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 13 圖 26 煙霧傳感器 圖 27 拉線急停開(kāi)關(guān) KG9001AC型 拉線急停開(kāi)關(guān)的 技術(shù)參數(shù) 如下所示 ： 拉力 150177。20N 行程 8～ 10mm 復(fù)位形式 人工復(fù)位 工作電壓 DC10～ 15V，煤礦井下使用時(shí)，必須與本質(zhì)安全型電路連接 工作電流 監(jiān)控狀態(tài)下不大于 。動(dòng)態(tài)狀態(tài)下不大于 40mA 輸出信號(hào) 2 路集電極開(kāi)路輸出 位置識(shí)別地址 0～ 63 引入電纜外徑 KG9001AC 兩側(cè)出線口 （ 2個(gè) ） 15～ 20mm；下部出線口 （ 4個(gè) ） 6～ 12mm 出廠時(shí)拉繩配置長(zhǎng)度 235m 外殼防護(hù)等級(jí) IP54 重量 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(guò)高時(shí)，會(huì)使膠帶燃著。因此，我們要及時(shí)監(jiān)測(cè)滾筒溫度，當(dāng)溫度達(dá)到一定值時(shí)報(bào)警。 溫度傳感器從使用上可分為接觸式和非接觸式兩大類(lèi)，接觸式目前使用較為廣泛，而非接觸式測(cè)量是通過(guò)檢測(cè)被測(cè)物體所發(fā)出的紅外線， 來(lái)達(dá)到測(cè)溫的目的。根據(jù)課題項(xiàng)目的具體要求，被測(cè)對(duì)象是一直轉(zhuǎn)動(dòng)的滾筒表面，接觸式溫度傳感器測(cè)量起來(lái)誤差太大，響應(yīng)時(shí)間太長(zhǎng)，溫度變化的傳遞完全依靠空氣為介質(zhì)進(jìn)行熱交換，因而采用接觸式測(cè)量不適用于該次設(shè)計(jì)，為此，選用了 RAYTEK非接觸式紅外熱敏元件作為測(cè)溫元件，溫度傳感器的輸出信號(hào)為 0～ 10V模擬量電壓信號(hào)，測(cè)量范圍為 32～ 535度。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)。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。河南理工大學(xué)成人高等教育 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2章 膠帶機(jī)集中控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 14 一般我們的設(shè)定值要根據(jù)考慮周邊情 況，如：膠帶的制作材料，燃點(diǎn)等。 縱撕檢測(cè) 鋼線芯帶式輸送機(jī)以其強(qiáng)度高、運(yùn)量大和運(yùn)距長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，受到各企業(yè)的青睞，也得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。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。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(huì)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(zhǎng)的時(shí)間，給生產(chǎn)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(zhǎng)型矸石掉到輸送帶上；機(jī)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(diǎn)來(lái)看，大部分是在裝載處，因此縱撕檢測(cè)傳感器一般放在裝載點(diǎn)前 10m處。 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(jiàn)類(lèi)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(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。 （ 1）漏料檢測(cè)器。當(dāng)輸送帶被撕裂后，物料會(huì)通過(guò)裂口掉到下面的托盤(pán)上，根據(jù)平衡原理，當(dāng)物料重量克服平衡錘的重量，使裝置繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，迫使限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作（圖 28）。這種檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)比 較簡(jiǎn)單，檢查方便，但是，只有物料落下后才可檢測(cè)到，當(dāng)裂口因?yàn)槔χ睾系揭黄穑锪蠠o(wú)法落下時(shí)，卻無(wú)法檢測(cè)的到。 1— 回空帶； 2— 托盤(pán)； 3— 支點(diǎn)： 4— 平衡錘； 5— 承載帶 圖 28 漏料檢測(cè)器 （ 2）帶寬檢測(cè)器。它是利用與輸送帶邊緣相接觸的檢測(cè)輥或是利用超音波距離測(cè)量來(lái)檢測(cè)輸送帶寬度。這就避免了上面漏料檢測(cè)器的失誤。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(guò)萬(wàn)向節(jié)把撕帶的信息傳遞給開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)河南理工大學(xué)成人高等教育 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2章 膠帶機(jī)集中控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 15 控制電動(dòng)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。 （ 3）超聲波檢測(cè)器。在輸送帶容易撕裂的地方的托輥之間安裝能夠產(chǎn)生超聲波的波導(dǎo)管，使之產(chǎn)生超聲波振蕩，再通過(guò)檢波器檢波后發(fā)出。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(hào)；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(hào)，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。 （ 4）振動(dòng)檢測(cè)器。它的激振器是一個(gè)偏心圓盤(pán)，布置在兩個(gè)承載托輥之間的輸送帶上的無(wú)載邊。在輸送帶的另一邊安裝振動(dòng)接收器，它通過(guò)自由回轉(zhuǎn)的輥輪和輸送帶 接觸。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。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)。 在本設(shè)計(jì)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(zhì)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(jī)膠帶下方，近落料點(diǎn)處。當(dāng)膠帶發(fā)生縱向撕裂時(shí)，物料灑落在傳感器上面，物料超過(guò)設(shè)定重量 （ ） 時(shí)，傳感器發(fā)出動(dòng)作信號(hào)送至主控系 統(tǒng)，立即