【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 這個(gè)電位差的數(shù)值與不加熱部位測(cè)量點(diǎn)的溫度有關(guān)，和這兩種導(dǎo)體的材質(zhì)有關(guān)。這種現(xiàn)象可以在很寬的溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)，如果精確測(cè)量這個(gè)電位差，再測(cè)出不加熱部位的環(huán)境溫度，就可以準(zhǔn)確知道加熱點(diǎn)的溫度。由于它必須有兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體，所以稱之為“熱電偶” 。不同材質(zhì)做出的熱電偶使用于不同的溫度范圍，它們的靈敏度也各不相同。熱電偶的靈敏度是指加熱點(diǎn)溫度變化 1℃時(shí)，輸出電位差的變化量。對(duì)于大多數(shù)金屬材料支撐的熱電偶而言，這個(gè)數(shù)值大約在 5～40 微伏／℃之間。熱電偶熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測(cè)元件之一，熱電偶工作原理是基于賽貝克(seeback)效應(yīng),即兩種不同成分的導(dǎo)體兩端連接成回路，如兩連接端溫度不同，則在回路內(nèi)產(chǎn)生熱電流的物理現(xiàn)象。其優(yōu)點(diǎn)是：。因熱電偶直接與被測(cè)對(duì)象接觸，不受中間介質(zhì)的影響。常用的熱電偶從50～+1600℃均可連續(xù)測(cè)量，某些特殊熱電偶最低可測(cè)到269℃（如金鐵鎳鉻） ，最高可達(dá)+2800℃（如鎢錸） 。，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開(kāi)頭的限制，外有保護(hù)套管，用起來(lái)非常方便。 2) 熱電偶測(cè)溫基本原理 將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體 A和 B焊接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)閉合回路，中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 13 頁(yè)如圖 。當(dāng)導(dǎo)體 A和 B的兩個(gè)接點(diǎn) 1和 2之間存在溫差時(shí)，兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),因而在回路中形成一個(gè)大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來(lái)工作的。圖 熱電偶結(jié)構(gòu)原理3）熱電偶的結(jié)構(gòu)形成 為了保證熱電偶可靠、穩(wěn)定地工作，對(duì)它的結(jié)構(gòu)要求如下： ① 組成熱電偶的兩個(gè)熱電極的焊接必須牢固； ② 兩個(gè)熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣，以防短路； ③ 補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶自由端的連接要方便可靠； ④ 保護(hù)套管應(yīng)能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離。4)熱電偶冷端的溫度補(bǔ)償由于熱電偶的材料一般都比較貴重（特別是采用貴重金屬時(shí)） ，而測(cè)溫點(diǎn)到儀表的距離都很遠(yuǎn)，為了節(jié)省熱電偶材料，降低成本，通常采用補(bǔ)償導(dǎo)線把熱電偶的冷端（自由端）延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi)，連接到儀表端子上。必須指出，熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的作用只起延伸熱電極，使熱電偶的冷端移動(dòng)到控制室的儀表端子上，它本身并不能消除冷端溫度變化對(duì)測(cè)溫的影響，不起補(bǔ)償作用。因此，還需采用其他修正方法來(lái)補(bǔ)償冷端溫度 ≠0℃時(shí)對(duì)測(cè)溫的影響。 0T在使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)必須注意型號(hào)相配，極性不能接錯(cuò)，補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶連接端的溫度不能超過(guò) 100℃。 、劃傷及縱向撕裂的檢測(cè)1跑偏的檢測(cè)皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行時(shí)皮帶跑偏是最常見(jiàn)的故障，皮帶跑偏輕則造成撤料、皮帶磨損。重則由于皮帶與機(jī)架劇烈摩擦引起皮帶軟化、燒焦甚至引起火災(zāi)，中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 14 頁(yè)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)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。皮帶跑偏的原因：安裝時(shí)引起的皮帶跑偏——皮帶機(jī)安裝質(zhì)量的好壞對(duì)皮帶跑偏的影響最大，由安裝誤差引起的皮帶跑偏最難處理，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，皮帶始終往張緊力大的一邊跑偏。(2)機(jī)架歪斜。機(jī)架歪斜包括機(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，并且很難調(diào)整。(3)導(dǎo)料槽兩側(cè)的橡膠板壓力不均勻。由于橡膠板壓力不均勻，造成皮帶兩邊運(yùn)行阻力不一致，引起皮帶跑偏。運(yùn)行中引起的皮帶跑偏：(1)滾筒、托輥粘料引起的跑偏。皮帶機(jī)在運(yùn)行一段時(shí)間后，由于礦料有的具有一定的粘性，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，引起皮帶兩側(cè)張緊力不均勻，造成皮帶跑偏。(2)皮帶松弛引起的跑偏。調(diào)整好的皮帶在運(yùn)行一段時(shí)間后，由于皮帶拉伸產(chǎn)生永久變形或老化，會(huì)使皮帶的張緊力下降，造成皮帶松弛，引起皮帶跑偏。(3)礦料分布不均勻引起的跑偏。如果皮帶空轉(zhuǎn)時(shí)不跑偏，重負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)就跑偏，說(shuō)明礦料在皮帶兩邊分布不均勻。礦料分布不均主要是礦料下落方向和位置不正確引起的，如果礦料偏到左側(cè)，則皮帶向右跑偏，反之亦然。(4)運(yùn)行中振動(dòng)引起的跑偏。皮帶機(jī)在運(yùn)行時(shí)的機(jī)械振動(dòng)是不可避免的，在皮帶運(yùn)行速度越快時(shí)，振動(dòng)越大，造成的皮帶跑偏也越大。在皮帶機(jī)中，托輥的徑向跳動(dòng)引起的振動(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)的偏移狀態(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)功能。來(lái)防止因輸送機(jī)偏移傾斜使物料撒落。跑偏開(kāi)關(guān)具有兩級(jí)動(dòng)作功能，一級(jí)動(dòng)作用于報(bào)警，二級(jí)動(dòng)作用于停機(jī)。（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)偏再啟動(dòng))、凸輪及行程開(kāi)關(guān)等組成(見(jiàn)中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 15 頁(yè)圖 )。利用帶式輸送機(jī)跑偏時(shí)的橫向位移觸碰到開(kāi)關(guān)立輥，使立輥產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，然后以立輥的偏轉(zhuǎn)角確定膠帶跑偏量。當(dāng)立輥偏轉(zhuǎn)角達(dá)到 12176。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)角達(dá)到 30176。時(shí)，二級(jí)開(kāi)關(guān)動(dòng)作并輸出重跑偏停機(jī)信號(hào)。圖 跑偏開(kāi)關(guān)的組成劃傷及縱向撕裂的檢測(cè)在運(yùn)輸線上，物料從溜槽落下，其鋒利部分往往扎透皮帶，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，成為引起大事故的原因。等到皮帶損傷到不能修理的程度，就得換皮帶，使運(yùn)輸線不得不停運(yùn)，造成很大損失。那么如何來(lái)檢測(cè)皮帶縱向撕裂事故，避免更大事故以及停產(chǎn)的發(fā)生呢?目前主要使采用縱向撕裂探測(cè)器來(lái)檢測(cè)?？v向撕裂檢測(cè)器采用攔索式方法，攔索通過(guò)滑板與開(kāi)關(guān)連接，使開(kāi)關(guān)隨著攔索的牽移而輸出停機(jī)信號(hào)。撕裂檢測(cè)器在正常狀態(tài)下攔索使開(kāi)關(guān)的觸發(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)生位移導(dǎo)致觸發(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 2030mm，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。新安裝的撕裂傳感器應(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起誤差。中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 16 頁(yè)第 3 章 基于 PLC 的下位機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) PLC 概述 PLC的概念及發(fā)展20世紀(jì)年代起，人們把各種繼電器、定時(shí)器、接觸器及其觸點(diǎn)按一定邏輯關(guān)系連接起來(lái)組成控制系統(tǒng)，控制各種生產(chǎn)機(jī)械，這就是大家熟悉的傳統(tǒng)繼電器接觸器控制系統(tǒng)。由于它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易掌握、價(jià)格便宜，在一定范圍內(nèi)能滿足控制要求，因而使用面甚廣，在工業(yè)控制領(lǐng)域中一直占主導(dǎo)地位。但是繼電接觸器控制系統(tǒng)有明顯的缺點(diǎn)：設(shè)備體積大，可靠性差，動(dòng)作速度慢，功能少，難于實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制，特別是它是靠硬連接邏輯構(gòu)成的系統(tǒng)，接線復(fù)雜，當(dāng)生產(chǎn)工藝或?qū)ο笮枰淖儠r(shí)，原有的接線和控制盤（柜）就要更換，所以通用性和靈活性較差 1968年，美國(guó)通用汽車公司（GM）根據(jù)市場(chǎng)形勢(shì)與生產(chǎn)發(fā)展的需要，提出了“多品種、小批量、不斷翻新汽車品牌型號(hào)”的戰(zhàn)略。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)戰(zhàn)略決策，依靠原有的工業(yè)控制裝置顯然不行，而必須有一種新的工業(yè)控制裝置，它可以隨著生產(chǎn)品種的改變，靈活方便地改變控制方案以滿足對(duì)控制的不同要求。1969 年，著名的美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）根據(jù) GM的功能要求，研制出了這種新的工業(yè)控制裝置，并在 GM公司的一條汽車自動(dòng)化生產(chǎn)線上首次運(yùn)行取得成功。根據(jù)這種新型工業(yè)控制裝置可以通過(guò)編程改變控制方案這一特點(diǎn)，以及專門用于邏輯控制的情況，稱這種新的工業(yè)控制裝置為可編程序控制器（Programmable LogicController） ，簡(jiǎn)稱 PLC。國(guó)際電工委員會(huì)曾于 1982年 11月頒發(fā)了可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)草案第一稿，1985 年一月發(fā)表了第二稿，1987 年 2月頒發(fā)了第三稿。該草案中對(duì)可編程控制器的定義是：“可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算邏輯操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)。它采用了可編程的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算數(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型機(jī)械的生產(chǎn)過(guò)程。而有關(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。 ”定義強(qiáng)調(diào)了 PLC應(yīng)直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境，它有很強(qiáng)的抗干擾能力，廣泛的適應(yīng)能力和應(yīng)用范圍。這也是區(qū)別于一般微機(jī)控制系統(tǒng)的一個(gè)重要特中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 17 頁(yè)征。從 1968年到現(xiàn)在，PLC 經(jīng)歷了四次換代：第一代 PLC大多用一位機(jī)開(kāi)發(fā)，用磁芯存儲(chǔ)器存儲(chǔ)，只有邏輯控制功能。在第二代 PLC產(chǎn)品中換成了8位微處理器及半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，PLC 產(chǎn)品開(kāi)始系列化。第三代 PLC產(chǎn)品隨著高性能微處理器及位片式 CPU在 PLC中大量使用，PLC 的處理速度大大提高，從而促使它向多功能及聯(lián)網(wǎng)通信方向發(fā)展。第四代 PLC產(chǎn)品不僅全面使用16位、32 位高性能微處理器，高性能位片式微處理器，RISC（Reduced instruction set puter）精簡(jiǎn)指令系統(tǒng) CPU等高級(jí) CPU，而且在一臺(tái)PLC中配置多個(gè)處理器，進(jìn)行多通道處理。同時(shí)生產(chǎn)了大量?jī)?nèi)含微處理器的智能模板，使得第四代 PLC產(chǎn)品成為具有邏輯控制功能、過(guò)程控制功能、運(yùn)動(dòng)控制功能、數(shù)據(jù)處理功能、聯(lián)網(wǎng)通信功能的真正名符其實(shí)的多功能控制器。同一時(shí)期，由 PLC組成的 PLC網(wǎng)絡(luò)也得到飛速發(fā)展。PLC 與 PLC網(wǎng)絡(luò)成為工廠企業(yè)中首選的工業(yè)控制裝置，由 PLC組成的多級(jí)分布式 PLC網(wǎng)絡(luò)成為 CIMS（puterintegrated manufacturing system）系統(tǒng)不可或缺的基本組成部分。人們高度評(píng)價(jià) PLC及其網(wǎng)絡(luò)的重要性，認(rèn)為它是現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱之一。今天我們常用的 PLC（Programmable LogicController） 是微型電子計(jì)算機(jī)與常規(guī)控制元件如繼電器等互相結(jié)合形成的新型工業(yè)自動(dòng)化控制裝置。它是在一位機(jī)、順序控制器和計(jì)算機(jī)控制的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的把繼電器控制簡(jiǎn)單易行、成本低、容易掌握等優(yōu)點(diǎn)和計(jì)算機(jī)的功能完善、靈活方便、通用性好等特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)拋棄了傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言和表達(dá)形式。 而是以計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)構(gòu)成人們習(xí)慣的繼電器模型，進(jìn)而得到以繼電器電路梯形圖為基礎(chǔ)的形象編程語(yǔ)言和模塊化軟件對(duì)于繼電器、計(jì)時(shí)器、定時(shí)器和輸入信號(hào)等內(nèi)部資源它可以自如地使用軟件構(gòu)成的邏輯功能多次進(jìn)行調(diào)用。不但能代替繼電器控制簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)順序 而且能夠控制模擬量 還具有通訊及聯(lián)網(wǎng)功能可形成分布式控制系統(tǒng) 監(jiān)測(cè)其它的控制器 并能與上位機(jī)進(jìn)行通訊聯(lián)系收集生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)向各主管部門傳送重要信息。本文在充分考慮輸煤系統(tǒng)的作用和運(yùn)行可靠性基礎(chǔ)上，提出了基于西門子公司 S7200 PLC可編程序控制器的輸煤控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案，該方案不僅降低了開(kāi)發(fā)的工作量，而且降低了維護(hù)的工作量，同時(shí)也對(duì)以后的升級(jí)提供了條件。本課題利用 PLC可編程序控制器及相關(guān)的檢測(cè)設(shè)備，解決傳統(tǒng)繼電接觸器控制存在的問(wèn)題并實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通訊，負(fù)責(zé)皮帶輸送機(jī)（單機(jī)）的起停及相關(guān)控制，將皮帶機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)上傳上位機(jī)，課題主要根據(jù)煤礦井下主煤流的生產(chǎn)工藝的，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)一個(gè)基于 PLC煤礦主煤流遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)分站，包括主要功能設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、傳感器選型設(shè)計(jì)和軟件中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 18 頁(yè)設(shè)計(jì)，具有就地集中控制、顯示、遠(yuǎn)程通信等功能。 PLC的主要特點(diǎn)1可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的 F系列 PLC平均無(wú)故障時(shí)間高達(dá)30萬(wàn)小時(shí)。一些使用冗余 CPU的 PLC的平均無(wú)故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)。從PLC的機(jī)外電路來(lái)說(shuō)，使用 PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開(kāi)關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC 帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除 PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。 2配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng) PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代 PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來(lái) PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使 PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC 等各種工業(yè)控制中。加上 PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用 PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。 3易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用 PLC的少量開(kāi)關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開(kāi)了方便之門。 4系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造 PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來(lái)。更重要的