【正文】 覆蓋層，甚至破斷帶芯，形成窟窿。 與液力偶合器相比， CST裝置的優(yōu)點： (1)采用 CST可降低 30%的膠帶張力； (2)采用 CST后傳動效率可以提高 13%； 中國礦業(yè)大學 2021屆本科生畢業(yè)設計 第 11 頁 (3)采用 CST后，膠帶的安全系數(shù)可降低 ，但安全度不變。當離合器被軟鎖定時，任何瞬間的過載或沖擊載荷都將引起離合器的打滑，這時驅(qū)動系統(tǒng)的所有部件，包括聯(lián)軸器、軸承和齒輪等都將在沖擊或過載時受到保護，從而延長其壽命 [10]。膠帶正常運行時，根據(jù)系統(tǒng)中各 CST的功 率平衡要求，每臺 CST的離合器或者保持少量打滑狀態(tài)，或者維持壓力以無打滑方式輸出所要求的扭矩。由于驅(qū)動電機可以根據(jù)運行負載進行選擇而不必根據(jù)啟動負載選擇，所以 CST驅(qū)動系統(tǒng)可以選用功率較小的電機；在停車時，通過延長停車時間可以降低對膠帶的動態(tài)沖擊力。加速時間可以根據(jù)需要在規(guī)定范圍內(nèi)進行調(diào)整。驅(qū)動電機時， CST的輸出軸保持不動，當驅(qū)動電機達到全轉(zhuǎn)速時輸送機才逐漸加速到滿速度 。 CST的輸出轉(zhuǎn)矩由液壓控制系統(tǒng)控制。資料表明， 當兩塊盤狀平行板之間充滿了極薄的油膜（小于 20μ m）時，主動板依靠油膜的剪切力可以向從動板傳遞力矩，它所傳遞的力矩的大小與兩板的間距（即油膜的厚度）成反比。內(nèi)齒圈的轉(zhuǎn)動用多片型液體粘滯離合器控制，多型液體粘滯離合器是由若干個動片和靜片交叉疊合成，動片組經(jīng)外齒花鍵與行星輪系的內(nèi)齒圈連接，靜片組經(jīng)內(nèi)齒花鍵與固定在減速箱體上的軸套連接，離合器的離合由環(huán)型液壓缸操作。它是由多級齒輪減速器、濕式離合器及液壓控制系統(tǒng)組成。 目前大型帶式輸送機可控啟動裝置主要有：液力詞速裝置、 CST裝置、液體粘性傳動裝置、變頻調(diào)速裝置、交流電機軟啟動裝置等幾種。軟起動技術是改善起動條件的主要手段。輸送帶是具有粘彈性的彈性體，帶式輸送機系統(tǒng)可以認為是彈簧一質(zhì)量系統(tǒng)。 CST軟啟動 帶式輸送機正向高速度、大運量、大功率、長運距方向發(fā)展 ， 三相交流異步電動機以運行可靠、控制方便和價格低廉等因素被廣泛應用于帶式輸送機。 本膠帶輸送機由三臺電機和三臺 CST 裝置組成，驅(qū)動功率為 3? 1400 KW，且采用雙滾筒驅(qū)動。 輸送機的驅(qū)動有單滾筒驅(qū)動和多滾筒驅(qū)動，一般常采用單滾筒驅(qū)動， 功率大時可采用多滾筒驅(qū)動。因此驅(qū)動裝置主要有電動機、聯(lián)軸器、可控啟動傳輸 CST 裝置和傳動滾筒組成。驅(qū)動裝置一般采用電動機、液力偶合器、減速器及制動輪、傳動滾筒組成。 膠帶機的傳動裝置一般位于輸送帶的頭部、中部或是尾部，它是帶式輸送機的重要組成部分。物料是經(jīng)機尾裝料口落到上股膠帶上面，當膠帶帶著煤流運行到尾端時，自動將其卸落。它上下的兩股膠帶分別由上下的托輥來支承。帶式輸送機主要由以下幾種主要部件組成：輸送帶、驅(qū)動裝置、托輥、機架、拉緊裝置、制動裝置和清掃裝置。下面我們對監(jiān)控系統(tǒng)各部分進行詳細的介紹。 膠帶輸送機監(jiān)控系統(tǒng)設備構成 膠帶輸送機監(jiān)控系統(tǒng)主要由 PLC、人機界面等組成，它主要控制膠帶輸送機、可控啟動傳輸 CST、各種故障檢測和保護裝置，將各種信息在觸摸屏上集中顯示。 主斜井帶式輸送機監(jiān)控系統(tǒng) PLC，設置在東主井井口控制室，對主井帶式輸送機及附屬設備控制。本設計只設計主斜井帶式輸送機的監(jiān)控系統(tǒng)。 本礦井主運輸帶式輸送機系統(tǒng)，采用 PLC集中控制系統(tǒng)，并配置監(jiān)控計算機。 1順煤槽帶式輸送機、中車場轉(zhuǎn)載帶式輸送機采用調(diào)速液力偶合器， 2順煤槽帶式輸送機、主斜井帶式輸送機采用 CST軟啟動控制系統(tǒng)， CST主控器 隨 CST配帶。它可以實時顯示系統(tǒng)的運行情況和各種故障情況，進行及時的報警顯示和記錄。 (4)采用梯形圖方法編制程序，實現(xiàn)系統(tǒng)功能。 (2)以棗泉煤礦主斜井膠帶輸送機為背景，講述膠帶輸送機監(jiān)控系統(tǒng)的 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 7 頁 硬件構成，討論要監(jiān)控的故障對象、傳感器配置及對故障的處理措施，并給出了本監(jiān)控系統(tǒng)所需要的各種傳感器和執(zhí)行器。即在各單條皮帶設立分站監(jiān)控的基礎上加入主站設計，通過主站將各分站聯(lián)系控制起來。此監(jiān)控系統(tǒng)是以西門子 S7300 PLC為核心，實現(xiàn)膠帶輸送機和給煤機多種工作方式下的啟?？刂坪透鞣N故障監(jiān)測的膠帶運輸監(jiān)測控制系統(tǒng)。 論文主要工作 礦井生產(chǎn)自動化已經(jīng)成為一種趨勢，如何更好的實現(xiàn)礦井運輸系統(tǒng)的集中安全控制管理是現(xiàn)在迫切解決的問題?，F(xiàn)場總線是連接現(xiàn)場裝置與控制室之間的全數(shù)字式、開放的、雙向多點通信數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡總線，它按國際標準化標準提供網(wǎng)絡服務。 現(xiàn)場總線是整個分布式控制系統(tǒng)的核心和關鍵。因此，礦井膠帶運輸系統(tǒng)采用分布式結構是合理的，它 通過功能分散、危險分散，提高了礦井膠帶運輸系統(tǒng)的可靠性。同時由于工作面的遷移，使得采區(qū)、順槽等分支經(jīng)常變更，只有采用積木式控制系統(tǒng)結構，才能滿足運輸系統(tǒng)在規(guī)模、結構上的差異，才能滿足分支系統(tǒng)經(jīng)常變更的需要。中心 站還可以與礦局域網(wǎng)連接，作為企業(yè)網(wǎng)的一個節(jié)點，向總部發(fā)送或接受各種信息。這個特點保證了膠帶運輸系統(tǒng)運行連續(xù)性和合理性。在此系統(tǒng)中，各分站是通過現(xiàn)場總線通訊網(wǎng)絡傳送各種信息，由中心站協(xié)調(diào)控制中心站PLC 控制分站 1生產(chǎn)過程 1 生產(chǎn)過程 2 生產(chǎn)過程 3PLC 控制分站 2PLC 控制分站 2礦局域 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 6 頁 協(xié)調(diào)工作。由于分站的監(jiān)控對象是單條膠帶輸送機，可以將分站設置在驅(qū)動部件信息較為集中 的地方，這樣站點和控制對象的距離較近，節(jié)約了信號電纜，減少了傳輸損耗，減輕了電磁干擾，簡化了傳輸手段和抗干擾措施，提高了可靠性，節(jié)約了投資。這一針對性對礦井膠帶運輸系統(tǒng)來說，就是每條膠帶輸送機設置一個 PLC控制分站，獨立自主完成對單條膠帶輸送機的控制、顯示和操作。下圖是礦井 膠帶運輸系統(tǒng)分布式控制的兩極結構模型。 基于 PLC的分散控制系統(tǒng)及現(xiàn)場總線 隨著計算機技術、網(wǎng)絡通信技術和過程控制技術的發(fā)展，自動化技術的不斷興起，控制要求的日趨復雜，工業(yè)控制系統(tǒng)向著分布式控制系統(tǒng)不斷發(fā)展。這種結構的重心是中 心計算機和通訊信道，但一旦出現(xiàn)故障，將導致整個系統(tǒng)癱瘓；其次，系統(tǒng)PL C遠程 I / O設備遠程 I / O 遠程 I / O設備設備中心工業(yè)控制計算機智能分站傳感器 、 執(zhí)行器 傳感器 、 執(zhí)行器 傳感器 、 執(zhí)行器智能分站智能分站 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 5 頁 的數(shù)據(jù)存儲空間小，響應時間慢，不利于實時控制。它的主要特點是采用了地面中心站 分站 傳感器和執(zhí)行器結構形式。這種結構在礦井監(jiān) 控系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。因此，此種系統(tǒng)一般要求主 PLC具有硬件冗余的雙機熱備，同時，通訊線也應具有雙線熱備功能。但是智能遠程 I/O站沒有獨立運行的能力，正常工作完全依賴主機。它所有的控制功能集中由主 PLC來實現(xiàn)，方便了程序的編制和修改分析。但是它的控制范圍小，只能對小型礦井或者相對集中的幾條膠帶輸送機進行控制，同時由于控制的相對集中，致使輸入輸出點較多，所以連接線多而密集，增加了故障點。 基于 PLC的集中控制技術 這種控制技術是直接對控制對象 進行控制，此類型有兩種形式，一種是用 PLC直接對膠帶機及給煤機等進行控制。 膠帶輸送機監(jiān)控系統(tǒng)幾種常見技術 計算機技術、網(wǎng)絡技術、新的工業(yè)控制器技術的出現(xiàn)及應用，使得礦井生產(chǎn)自動化得到了很好的發(fā)展，現(xiàn)代化的監(jiān)控技術也應用到礦井監(jiān)控系統(tǒng)中來。這就形成了以分布式微處理機為基礎的第四代煤礦 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 3 頁 監(jiān)控系統(tǒng)。由英國煤炭研究院推出的 MINOS系統(tǒng)軟件應用成功。從技術特性來看，主要是從信息傳輸方式的進步來劃分監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展階段。 (4)在膠帶輸送機運行控制中，給膠帶輸送機配料的倉下閘門控制，長期以來一直只能由操作工人靠觀察來手工調(diào)節(jié)，勞動環(huán)境惡劣，強度大，同時也成為膠帶運輸系統(tǒng)減員提效的瓶 頸。誤報將造成膠帶輸送機不應有的停機，使全礦井停產(chǎn)，對礦井生產(chǎn)造成極大影響。膠帶輸送機監(jiān)控系統(tǒng)是煤炭監(jiān)控系統(tǒng)的一小部分， 目前膠帶輸送機運行監(jiān)控系統(tǒng)存在的主要問題有 [4]： (1)在安全保護方面，為提高膠帶輸送機運行的可靠性，安全性，減少故障，提高效率，多種檢測方法已應用于電動機、液力偶合器、減速器和膠帶運行系統(tǒng)故障檢測，但是 這些系統(tǒng)是相互獨立的。由于礦井膠帶運輸系統(tǒng)分布 廣、信息分散以及控制要求高的特點，隨著礦井生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，以及技術水平的不斷提高，現(xiàn)代化礦井也需要現(xiàn)代化的管理，因此對膠帶運輸系統(tǒng)的控制和管理提出了更高的要求。煤礦綜合自動化監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)和專家分析系統(tǒng)已成為一種發(fā)展趨勢 [3]。為適應現(xiàn)代工業(yè)控制的實際需要，工業(yè)組態(tài)軟件的開發(fā)和使用將成為今后計算機監(jiān)控系統(tǒng)軟件的主流。目前國內(nèi) KJ系列監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)大都缺乏統(tǒng)一標準。中心站計算機和各分站曾集散型積木結 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 2 頁 構。第三階段是目前應用最多的中心站和分站之間的半雙工時分總線方式。第一階段是每個傳感器需一對傳感線連接到地面的星型結構。 在 80 年代，國內(nèi)開始了煤礦監(jiān)測監(jiān)控技術的研究，至今已得到了廣泛的應用和發(fā)展。在煤礦中，煤流運輸一般在幾公里到十幾公里之間，因此它的運輸系統(tǒng)要有多臺膠帶輸送機、給煤機、煤倉等構成，協(xié)調(diào)配合完成長距離運輸任務 [2]。正是在這種環(huán)境下，膠帶輸送機系統(tǒng)由于具有輸送距離長、運量大、連續(xù)輸送等優(yōu)點，而且運行可靠，易于實現(xiàn)自動化和集中化控制，目前，特別是在高產(chǎn)高效礦井，它已成為煤炭開采機電一體化技術與裝備 的關鍵設備。機車運輸及單繩牽引運輸?shù)葘儆诖祟愡\輸設備 [1][2]。普通膠帶機、鋼繩芯膠帶輸送機、鋼繩牽引膠帶輸送機等均屬于此類運輸設備。 礦井運輸機械的類型很多，按運行方式不同，可分為連續(xù)運行和往返運行兩種。 關鍵詞： 膠帶輸送機； S7300； PROTOOL； 監(jiān)控系統(tǒng) ABSTRACT In order to make sure that the belt line of well works securely and reliably, it is necessary to monitor and control the belt conveyor. On the basis of ZaoQuan mine belt conveyor fixed in its main slant well, a monitoring system aiming at one strap and single stage coal feeder is designed, and a distributed controlling structure mainly based on PLC is used in the system. The monitor system is posed of operation flat and PLC. The former one is used to control flat and display running information realtime and the later one is used to collect field information and control belt realtime. In this paper, first of all, the hardware parts of the monitoring system is particularly analyzed, and then the general fault types, sensor models, system connections are also introduced. Hardware and software of the system station are designed with S7300 PLC, including the module setting of PLC and its outer interfaced wires, as well as parts of the main software. The monitoring display system is designed based on PROTOOL software of the SIMATIC touch screen. At last, an idea of the monitoring system in allusion to the belt conveyors is