【文章內(nèi)容簡介】 告、打點聯(lián)絡(luò)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(guān)沿輸送機(jī)安裝，一般每隔80100米按一個，應(yīng)安裝在易于觀察到、易于操作的地方。 煙霧傳感器 拉線急停開關(guān)KG9001AC型拉線急停開關(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，必須與本質(zhì)安全型電路連接 工作電流　。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(cè)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(hù)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(dāng)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(dāng)溫度達(dá)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(dá)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(zhuǎn)動的滾筒表面，接觸式溫度傳感器測量起來誤差太大，響應(yīng)時間太長，溫度變化的傳遞完全依靠空氣為介質(zhì)進(jìn)行熱交換，因而采用接觸式測量不適用于該次設(shè)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(yīng)速度快，測量精度高，安裝維護(hù)簡便等特點。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，則發(fā)出報警指令，同時啟動灑水閥灑水降溫。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，燃點等。 鋼線芯帶式輸送機(jī)以其強(qiáng)度高、運(yùn)量大和運(yùn)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(yīng)用。它之所以強(qiáng)度高是因為其內(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(jīng)濟(jì)損失，即使能修補(bǔ)，也浪費(fèi)很長的時間，給生產(chǎn)造成損失?？v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(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(yán)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(xì)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(jìn)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(dāng)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(dāng)物料重量克服平衡錘的重量，使裝置繞支點轉(zhuǎn)動，迫使限位開關(guān)動作（圖32）。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32(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(dāng)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(guān)，開關(guān)控制電動機(jī)停機(jī)。此外，帶寬檢測裝置和時間繼電器配合使用，當(dāng)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(chǎn)生超聲波的波導(dǎo)管，使之產(chǎn)生超聲波振蕩，再通過檢波器檢波后發(fā)出。當(dāng)輸送帶正常運(yùn)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(dǎo)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(jī)停機(jī)，避免輸送帶縱向撕裂事故繼續(xù)擴(kuò)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(zhuǎn)的輥輪和輸送帶接觸。帶式輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，偏心激振器使輸送帶產(chǎn)生橫向強(qiáng)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(dāng)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(yīng)減弱，則放大器發(fā)出信號，繼電器動作，帶式輸送機(jī)停機(jī)。在本設(shè)計中，選擇使DJSBA1型縱撕傳感器。DJSBA1型縱撕傳感器為礦用隔爆裝本質(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，近落料點處。當(dāng)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(shè)定重量（）時，傳感器發(fā)出動作信號送至主控系統(tǒng)，立即停車并聲光報警。4 膠帶輸送機(jī)控制系統(tǒng)硬件選型 PLC硬件設(shè)計SIMATIC S7—300系列PLC是模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，各個單獨(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)計更加靈活滿足不同的應(yīng)用需求。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。通過PROFIBUS電纜可以實現(xiàn)S7300 CPU之間的通訊，以及與其他SIMATIC S7 PLC進(jìn)行通訊。一根PROFIBUS總線電纜可以連接多個S7300。S7300 PLC的主要組成部分有導(dǎo)軌（RACK）、電源模塊（PS）、中央處理單元模塊（CPU）、接口模塊（IM）、信號模塊（SM）、功能模塊（FM）。它通過MPI網(wǎng)的接口直接與編程器PG、操作員面板OP和其它S7 PLC 相連。 CPU的選擇 （1）I/O點數(shù)的確定經(jīng)過對各輸入輸出的大略計算，本設(shè)計中需要數(shù)字量輸入164點，數(shù)字量輸出69點，模擬量輸入通道14路，其具體分配見表表41模擬量輸入通道統(tǒng)計表模擬量輸入通道數(shù)皮帶機(jī)速度7滾筒溫度7總計14表42數(shù)字量輸入點數(shù)統(tǒng)計表數(shù)字量輸入點數(shù)操作臺控制方式選擇3總啟動按鈕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7主提升、走廊皮帶跑偏開關(guān)24其他皮帶跑偏開關(guān)48縱撕傳感器7煙霧傳感器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)5就地箱啟動按鈕7就地箱停止按鈕7就地箱急停按鈕7總計164表43數(shù)字量輸出點數(shù)統(tǒng)計表數(shù)字量輸出點數(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、停止2狀態(tài)指示燈10就地箱故障顯示燈35總計69考慮到前面的設(shè)計中I/O點數(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)計后得出的I/O總點數(shù)基礎(chǔ)上，增加10％到15％的裕量。考慮裕量后的I/O總點數(shù)即為I/O點數(shù)估計值。選定的PLC機(jī)型的I/O能力極限值必須大于I/O點數(shù)估計值，并應(yīng)盡量避免使PLC能力接近飽和，一般應(yīng)留有30％的裕量。 （2） 存儲器容量選擇PLC的I/O點數(shù)估算值大小，在很大程度上反映了PLC系統(tǒng)的功能要求，因此可以在I/O點數(shù)估算值的基礎(chǔ)上計算對PLC存儲器容量的需求。目前，大多用統(tǒng)計經(jīng)驗公式進(jìn)行存儲器容量估算。這種方法是以PLC處理每個信息量所需存儲器數(shù)的統(tǒng)計平均經(jīng)驗值為依據(jù)，乘以信息量數(shù)再考慮一定的裕量計算得到存儲器需要容量。作為一般應(yīng)用下的一種經(jīng)驗公式是：存儲器容量其中：DI為數(shù)字量輸入總點數(shù)； DO為數(shù)字量輸出總點數(shù)； AI/O為模擬量I/O通道總數(shù)。 DI點數(shù)估計值為164=189，DO點數(shù)估計值為69=80，AI通道估計值為14=17個。所以存儲器容量為: (18910+695+17100)/1024=（3） 響應(yīng)速度通過上面的計算，考慮系統(tǒng)通訊和冗余的要求，選用SIMATIC S7300系列中的CPU3152 DP是最合適的。其中最主要的原因是CPU3152 DP是S7300系列中唯一帶現(xiàn)場總線(PROFIBUS) SINEC L2DP接口的CPU模塊。內(nèi)置80KB RAM，隨機(jī)存儲器為48KB，最大數(shù)字量I/O點數(shù)為1024個，最大模擬量I/O通道數(shù)為128個。最大配置4個機(jī)架，32塊模塊。滿足設(shè)計需要。 數(shù)字量輸入模塊SM321：數(shù)字量輸入模塊用于將現(xiàn)場過程送來的數(shù)字信號電平轉(zhuǎn)換成S7300內(nèi)部信號電平。數(shù)字量輸入模塊有直流輸入方式和交流輸入方式。直流輸入模塊各輸入點所對應(yīng)的電路都相同，它們有一個公共的端子，即有一個公共匯入集點，因此直流輸入方式又稱為直流匯點輸入方式。交直流輸入模塊各輸入電路都相同，但它們各個輸入電路可能有一個公共端子，稱為匯點輸入方式；也可能沒有公共端子，而是彼此獨(dú)立，互不影響，稱為分隔式輸入方式。輸入模塊的選擇時應(yīng)注意以下幾方面：，其傳輸距離不宜太遠(yuǎn)；，一般來講，同時接通點數(shù)不要超過輸入點數(shù)的60%；，應(yīng)考慮其門檻電平的大小。門檻電平越高，抗干擾能力越強(qiáng)，傳輸距離也越遠(yuǎn)。綜合考慮以上幾點，本次設(shè)計中選用直流32點輸入的輸入模塊SM321（6ES7 3211BL000AA0）。操作臺輸入開關(guān)量有23個點，遠(yuǎn)程I/O主提升皮帶輸入開關(guān)量有38個，其他皮帶輸入開關(guān)量點數(shù)都少于20個。故操作臺輸入模塊SM321選1塊，主提升皮帶遠(yuǎn)程I/O選2塊，其余皮帶遠(yuǎn)程I/O各選1塊，一共選9塊輸入模塊SM321。輸入模塊是通過輸入端子與外部用戶輸入設(shè)備相連接的。輸入模塊通常有若干個輸入點。每一個輸入點能接受一個來自用戶輸入設(shè)備所發(fā)出的開關(guān)信號。輸入模塊與外部用戶輸入設(shè)備的接線分匯點式輸入接線和分隔式輸入接線兩種基本接線形式。匯點式輸入接線如下圖，各輸入電路有一個公共端（匯集端）COM，可以是全部輸入端為一組，共用一個公共端和一個電源；也可以是將全部輸入點分為幾組，每組有一個公共端和獨(dú)立的一個電源。匯點式輸入接線即可以用于直流輸入模塊，也可用于交流輸入模塊。直流輸入模塊的電源一般由PLC本身的電源供給，交流輸入模塊的電源由用戶提供。本項目輸入模塊的外部接線如附圖所示，它采用匯點式直流輸入方式。 （a） （b）圖41 匯點式輸入接線（a 直流模塊 b 交流模塊） SM322數(shù)字量輸出模塊的作用是將S7300的輸出信號傳給外部負(fù)載（即用戶輸出設(shè)備），并將S7300內(nèi)部低電平信號轉(zhuǎn)換成外部所需要電平的輸出信號。因此每一個輸出點的輸出電路可等效為一個輸出繼電器，可直接用于驅(qū)動電磁閥、接觸器、小型電機(jī)、燈和電動機(jī)啟動器。按負(fù)載回路使用電源的不同，可分為直流輸出模塊、交流輸出模塊和交直流兩用輸出模塊三種。按輸出開關(guān)器件的種類不同又可分為晶體管輸出方式、可控硅輸出方式和繼電器觸點輸出方式三種。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。從響應(yīng)速度來看，晶體管響應(yīng)最快，繼電器最慢；從安全隔離效果和應(yīng)用靈活性角度來看，以繼電器觸點輸出型最佳。數(shù)字量輸出模塊SM322有七種型號輸出模塊可供選擇，即16點晶體管輸出、32點晶體管輸出、16點可控硅輸出、8點晶體管輸出、8點可控硅輸出、8點繼電器輸出和16點繼電器輸出模塊。模塊的每個輸出點有一個綠色發(fā)光二極管顯示輸出狀態(tài)，輸出邏輯“1”時，二極管發(fā)光。 模塊是通過輸出端子與外部用戶輸出設(shè)備連接的。輸出模塊通常有若干個輸出點，每一個輸出點能驅(qū)動一個用戶輸出設(shè)備（負(fù)載）。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燈等。輸出模塊與外部用戶輸出設(shè)備的接線分為匯點式輸出接線和分隔式輸出接線兩種基本接線形式。 圖42 匯點式輸出接線 圖43分隔式輸出接線 ，各輸出回路有一個公共端，可以是全部輸出信號為一組，共用一個公共端和一個電源；也可以將全部輸出點分為幾組，每組有一個公共端和獨(dú)立的一個電源。負(fù)載電源可以是直流也可以是交流，但必須是有用戶提供。匯點式輸出接線既可以用于直流輸出模塊，也可用于交流輸出模塊。，每個輸出回路有兩個接線端，由單獨(dú)一個電源供電。相對于電源來說，每個輸出點之間是相互隔離的。負(fù)載電源可以是交流，也可以是直流，它必須由用戶提供。本項目輸出模塊的外部接線如附圖所示，它采用匯點式輸出方式。 模擬量輸入模塊SM331的輸入測量范圍很寬，它可以直接輸入電壓、電流、電阻、熱電偶等信號，根據(jù)型號的不同，各模擬量輸入范圍的數(shù)字化表示以及數(shù)字量與不同的模擬輸出范圍間的對應(yīng)可以從技術(shù)手冊中查到。模塊與S7300 CPU及負(fù)載電壓之間是光電隔離的。 SM331主要是由A/D轉(zhuǎn)換部件、模擬切換開關(guān)、補(bǔ)償電路、恒流源、光電隔離部件、邏輯電路等組成