[機(jī)點自動化類論文精品]首山皮帶運輸系統(tǒng)自動化設(shè)計

1、畢 業(yè) 設(shè) 計（論文） （說 明 書） 題 目： 首山皮帶運輸系統(tǒng)自動化設(shè)計首山皮帶運輸系統(tǒng)自動化設(shè)計 姓 名： 編 號： 指導(dǎo)老師： 學(xué)院 2010 年 03 月 20 日 畢 業(yè) 設(shè) 計 （論文） 任 務(wù) 書 姓名 專業(yè) 任 務(wù) 下 達(dá) 日 期 年 月 日 設(shè)計（論文）開始日期 年 月 日 設(shè)計（論文）完成日期 年 月 日 設(shè)計（論文）題目： a編制設(shè)計 b設(shè)計專題（畢業(yè)論文） 指 導(dǎo) 教 師 系（部）主 任 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會記錄 系 專業(yè)，學(xué)生 于 年 月 日 進(jìn)行了畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯。 設(shè)計題目： 專題（論文）題目： 指導(dǎo)老師： 答辯委員會根據(jù)學(xué)生提交的畢業(yè)設(shè)計

2、（論文）材料，根據(jù)學(xué)生答辯情況， 經(jīng)答辯委員會討論評定，給予學(xué)生 畢業(yè)設(shè)計（論文）成 績?yōu)?。 答辯委員會 人，出席 人 答辯委員會主任（簽字）： 答辯委員會副主任（簽字）： 答辯委員會委員： 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）評 語 第 頁 共 頁 學(xué)生姓名： 專業(yè) 年級 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 評 閱 人： 指導(dǎo)教師： （簽字） 年 月 日 成 績： 系（科）主任： （簽字） 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）及答辯評語： 摘要摘要 本篇畢業(yè)設(shè)計介紹了一種利用先進(jìn)的 plc 技術(shù)對煤礦井下皮帶運輸機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行技 術(shù)控制和保護(hù)的方案；并且敘述了井下皮帶運輸機(jī)的基本原理、井下皮帶運輸機(jī)監(jiān)控 保護(hù)系

3、統(tǒng)。 井下皮帶運輸機(jī)系統(tǒng)是工礦企業(yè)中較為龐大的一個公用系統(tǒng)，現(xiàn)階段的大多數(shù)企 業(yè)中，其輸送過程是通過皮帶輸送機(jī)來完成，整個輸煤系統(tǒng)有多臺輸送距離較長的皮 帶輸送機(jī)組成。輸煤系統(tǒng)的主要任務(wù)是由料斗和皮帶的傳遞將煤由給煤機(jī)輸送到洗煤 廠，再經(jīng)由皮帶機(jī)傳送到煤倉。在此次設(shè)計中主要概述了輸煤過程中對井下皮帶傳輸 機(jī)的控制和保護(hù)及井下皮帶輸送機(jī)。 井下皮帶輸送機(jī)系統(tǒng)的自動化設(shè)計，隨著各種先進(jìn)精確的諸多控制儀器的出現(xiàn)， 該設(shè)計方案也越來越先進(jìn)，越來越趨于完美，各種參考文獻(xiàn)也數(shù)不勝數(shù)。該系統(tǒng)用西 門子公司 s7-300 系列 plc 作為控制核心，整個系統(tǒng)采用了一臺 plc 控制 3 臺井下皮 帶運輸機(jī)，整

4、個控制系統(tǒng)設(shè)一個控制室。利用 plc 控制皮帶輸煤機(jī)，實現(xiàn)了順煤啟動、 順煤停止、故障停止、緊急停止的功能，并且有單臺啟動和一鍵兩種控制方式， 從而 實現(xiàn)了輸煤系統(tǒng)的自動化功能。 可編程控制器（簡稱 plc）由于其將系統(tǒng)的繼電器技術(shù)，計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù) 融為一體，以其可靠性高，穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)，以及編程簡單，維護(hù)方便，通 訊靈活等眾多優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程和裝置的自動控制中。plc 不僅能實現(xiàn) 復(fù)雜的邏輯控制，還能完成定時、計算和各種閉環(huán)控制功能。設(shè)置性能完善、質(zhì)量可 靠、技術(shù)先進(jìn)的可編程控制器 plc 控制皮帶運輸機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，可以實現(xiàn)高自動化的皮 帶機(jī)群的集中控制（包括遙控）及

5、保護(hù)。 關(guān)鍵字：可編程序控制器；輸煤自動控制系統(tǒng) ；井下皮帶輸送機(jī)； 目錄目錄 摘要摘要.5 目錄目錄.6 第一章第一章 概述概述.7 1.1 首山礦概述.7 1.2 綜合自動化系統(tǒng).8 1.2.1 綜合自動化系統(tǒng)概念.8 1.2.2 綜合自動化總體設(shè)計理念.8 第二章第二章 帶式輸送機(jī)帶式輸送機(jī).9 2.1 帶式輸送機(jī)的類型.9 2.2 各種帶式輸送機(jī)的特點.10 2.3 帶式輸送機(jī)的應(yīng)用.10 2.4 帶式輸送機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r.11 2.5 帶式輸送機(jī)的工作原理.12 2.6 帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)（以滾筒式結(jié)構(gòu)為例介紹）.12 第三章第三章 井下帶式輸送機(jī)控制裝置井下帶式輸送機(jī)控制裝置.17 3.

6、1 基本情況.18 3.1.1 總體設(shè)計.18 3.1.2 系統(tǒng)功能.18 3.2 井下帶式輸送機(jī)控制裝置.19 3.3 井下皮帶系統(tǒng)控制.20 3.4 監(jiān)測保護(hù)功能.20 3.5 上位監(jiān)控功能.21 3.7 聯(lián)網(wǎng)功能.21 3.8 擴(kuò)展功能.22 3.9 安全功能.22 第四章第四章 plc 控制設(shè)計及電氣原理圖控制設(shè)計及電氣原理圖.23 4.1s7-300 可編程控制器的情況 .23 4.2 井下遠(yuǎn)程 ktk（80）礦用隔爆兼本安型可編程控制裝置.23 4.2.1 主要功能特點：.24 4.2.2ktk（80）礦用隔爆兼本安型可編程控制裝置組成 .24 4.2.3 主要技術(shù)指標(biāo).24 4.

7、2.4 結(jié)構(gòu)特性.25 4.3 首山礦 plc 控制設(shè)計.26 致謝致謝.36 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).37 第一章第一章 概述概述 1.1 首山礦概述首山礦概述 首山一礦井田位于平頂山市東北，距平頂山市約 25km，行政區(qū)隸屬襄城縣管轄。 井田位于丘陵平原的過度部位。井田內(nèi)可采及局部可采煤層 5 層，可采儲量 308.49mt，主采戊 9-10 及己 16-17(含己 15)煤層為中厚及厚煤層，厚度穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單， 具備了建設(shè)現(xiàn)代化大型高產(chǎn)高效礦井的資源條件。礦井正常涌水量 405.34m3/h；最大 涌水量 486.41m3/h。地質(zhì)報告初步預(yù)測己及戊煤層為有瓦斯突出危險煤層，己煤層底 板埋深多

8、在 730m 以下，鉆孔實測巖溫 39.7050.57，全部處在二級高溫區(qū)，戊煤層 底板埋深多在 550m 以下，鉆孔實測巖溫 32.6242.99，大部處在二級高溫區(qū)，少部 處在一級高溫區(qū)。 采煤方法以走向長壁綜采一次采全高采煤法為主。礦區(qū)煤炭生產(chǎn)計劃目標(biāo)是到原 煤產(chǎn)量達(dá) 22.00mt/a，其中己組煤產(chǎn)量 10.76mt/a。設(shè)計礦井年工作日 300d,每天 4 班作 業(yè),每天凈提升 14h。 首山一礦在設(shè)計時對礦井安全生產(chǎn)綜合自動化（簡稱綜合自動化）方面考慮較少， 因此在礦井建設(shè)過程中對綜合自動化系統(tǒng)建設(shè)缺乏總體的規(guī)劃，對綜合自動化涉及的 范圍、目標(biāo)定位、綜合自動化的所起的作用、工程實施

9、等方面都沒有詳細(xì)的規(guī)劃。本 規(guī)劃將從明確綜合自動化系統(tǒng)概念開始，對綜合系統(tǒng)化的必要性、可行性、適用性、 實效性等方面進(jìn)行研究，并針對首山一礦的具體特點，規(guī)劃綜合自動化將要達(dá)到的目 標(biāo)、具備的性能、包括的內(nèi)容、工程實施的方案等方面進(jìn)行有針對性的研究，以期指 導(dǎo)首山一礦建設(shè)安全生產(chǎn)綜合自動化的工作。 1.2 綜合自動化系統(tǒng)綜合自動化系統(tǒng) 1.2.1 綜合自動化系統(tǒng)概念綜合自動化系統(tǒng)概念 綜合自動化系統(tǒng)是應(yīng)用現(xiàn)代電子技術(shù)和自動化技術(shù)對礦井生產(chǎn)過程實現(xiàn)全面監(jiān)控 的系統(tǒng)，把采掘生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、皮帶運輸監(jiān)控系統(tǒng)、輔助生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)等子 系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中監(jiān)控，實現(xiàn)生產(chǎn)及輔助生產(chǎn)各運行參數(shù)的統(tǒng)計并上傳至礦

10、區(qū)辦公局 域網(wǎng)，這樣使得煤礦生產(chǎn)和管理更加科學(xué)高效。 集成當(dāng)今先進(jìn)的計算機(jī)信息化、自動化和監(jiān)測監(jiān)控等技術(shù)，針對煤礦高危險、惡 劣環(huán)境的特點，通過系統(tǒng)優(yōu)化和創(chuàng)新，開發(fā)煤礦綜合自動化技術(shù)，在現(xiàn)場控制為主的 局部控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上，實現(xiàn)以地面集中操作、分布控制為主的全過程控制。即通過生 產(chǎn)現(xiàn)場的設(shè)備層、控制層與信息層的集成，實現(xiàn)控制與管理的數(shù)據(jù)通訊與共享；通過 開發(fā)基于中間件技術(shù)的控制軟件，將對生產(chǎn)過程的控制、監(jiān)測能力隨網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展而自 然延伸，直至實現(xiàn)通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的異地遠(yuǎn)程監(jiān)測與維護(hù)。 綜合自動化系統(tǒng)覆蓋了全礦的生產(chǎn)過程，使用 web 瀏覽功能或安裝客戶端軟件可 以使上級主管部門及時了解安全生產(chǎn)情況

11、，進(jìn)行遠(yuǎn)程實時監(jiān)察，及時處理生產(chǎn)過程中 的不安全因素生產(chǎn)過程。 1.2.2 綜合自動化總體設(shè)計理念綜合自動化總體設(shè)計理念 綜合自動化從去定義上來看應(yīng)包括兩個部分即“自動化”和“綜合” 。所謂自動化 主要指礦井生產(chǎn)過程中的涉及的有關(guān)生產(chǎn)、安全、管理等方面的自動化子系統(tǒng)或監(jiān)測 監(jiān)控系統(tǒng)，這是綜合自動化的基礎(chǔ)。所謂“綜合”是利用網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)將上述子系統(tǒng) 和監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的信息進(jìn)行有機(jī)的集成，并利用先進(jìn)的計算機(jī)軟件技術(shù)，建立礦井生 產(chǎn)的自動化模型，將各子系統(tǒng)的信息進(jìn)行有機(jī)的共享和融合，形成符合生產(chǎn)工藝和安 全保障的控制策略，并反饋控制各子系統(tǒng)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、智能聯(lián)動、綜合故障診斷、 專家決策、事故預(yù)警等

12、功能。 第二章第二章 帶式輸送機(jī)帶式輸送機(jī) 2.1 帶式輸送機(jī)的類型帶式輸送機(jī)的類型 1.按牽引方式不同 可分為滾筒驅(qū)動式和鋼絲繩牽引式兩類 2.按輸送帶的強(qiáng)度不同 可分為通用型和強(qiáng)力型 3.按帶式輸送機(jī)作用不同 可分為轉(zhuǎn)載式、伸縮式和固定式 4.按式輸送機(jī)的安裝方式不同 可分為落地式、吊掛式和組合式 2.2 各種帶式輸送機(jī)的特點各種帶式輸送機(jī)的特點 1.qd80 輕型固定式帶輸送機(jī) qd80 輕型固定式帶輸送機(jī)與 td型相比,其帶較薄、 載荷也較輕,運距一般不超過 100m,電機(jī)容量不超過 22kw。 2.它屬于高強(qiáng)度帶式輸送機(jī),其輸送帶的帶芯中有平行的細(xì)鋼繩，一臺運輸機(jī)運距 可達(dá)幾公里到幾

13、十公里。 3.u 形帶式輸送機(jī)它又稱為槽形帶式輸送機(jī),其明顯特點是將普通帶式輸送機(jī)的槽 形托輥角由提高到使輸送帶成 u 形.這樣一來輸送帶與物料間產(chǎn)生擠壓,導(dǎo)致物料對膠帶 的摩擦力增大,從而輸送機(jī)的運輸傾角可達(dá) 25。 4.管形帶式輸送機(jī) u 形帶式輸送帶進(jìn)一步的成槽,最后形成一個圓管狀,即為管形帶 式輸送機(jī),因為輸送帶被卷成一個圓管,故可以實現(xiàn)閉密輸送物料,可明顯減輕粉狀物料對 環(huán)境的污染,并且可以實現(xiàn)彎曲運行。 5.氣墊式帶輸送機(jī)其輸送帶不是運行在托輥上的,而是在空氣膜(氣墊)上運行,省去 了托輥,用不動的帶有氣孔的氣室盤形槽和氣室取代了運行的托輥,運動部件的減少,總的 等效質(zhì)量減少,阻力

14、減小,效率提高,并且運行平穩(wěn),可提高帶速.但一般其運送物料的塊度 不超過 300mm.增大物流斷面的方法除了用托輥把輸送帶強(qiáng)壓成槽形外,也可以改變輸 送帶本身,把輸送帶的運載面做成垂直邊的,并且?guī)в袡M隔板.一般把垂直側(cè)擋邊作成波狀,故 稱為波狀帶式輸送機(jī),這種機(jī)型適用于大傾角,傾角在 30以上,最大可達(dá) 90。 6.壓帶式帶輸送機(jī)它是用一條輔助帶對物料施加壓力.這種輸送機(jī)的主要優(yōu)點是:輸 送物料的最大傾角可達(dá) 90,運行速度可達(dá) 6m/s,輸送能力不隨傾角的變化而變化,可實 現(xiàn)松散物料和有毒物料的密閉輸送.其主要缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、輸送帶的磨損增大和能耗 較大。 7.鋼繩牽引帶式輸送機(jī)它是無際繩運

15、輸與帶式運輸相結(jié)合的產(chǎn)物,既具有鋼繩的高 強(qiáng)度、牽引靈活的特點,又具有帶式運輸?shù)倪B續(xù)、柔性的優(yōu)點。 2.3 帶式輸送機(jī)的應(yīng)用帶式輸送機(jī)的應(yīng)用 帶式輸送機(jī)是連續(xù)運輸機(jī)的一種，連續(xù)運輸機(jī)是固定式或運移式起重運輸機(jī)中主 要類型之一，其運輸特點是形成裝載點到裝載點之間的連續(xù)物料流，靠連續(xù)物料流的 整體運動來完成物流從裝載點到卸載點的輸送。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通等各企業(yè)中,連續(xù) 運輸機(jī)是生產(chǎn)過程中組成有節(jié)奏的流水作業(yè)運輸線不可缺少的組成部分。 連續(xù)運輸機(jī)可分為： 1.具有撓性牽引物件的輸送機(jī),如帶式輸送機(jī),板式輸送機(jī),刮板輸送機(jī),斗式輸送機(jī)、 自動扶梯及架空索道等。 2.不具有撓性牽引物件的輸送機(jī),如螺旋輸

16、送機(jī)、振動輸送機(jī)等。 3.管道輸送機(jī)(流體輸送),如氣力輸送裝置和液力輸送管道。 膠帶輸送機(jī)也叫皮帶輸送機(jī)或帶式輸送機(jī)，是組成有節(jié)奏的流水作業(yè)線所不可缺 少的經(jīng)濟(jì)型物流輸送設(shè)備。皮帶機(jī)按其輸送能力可分為重型皮帶機(jī)如礦用皮帶輸送機(jī)， 輕型皮帶機(jī)如用在電子塑料，食品輕工，化工醫(yī)藥等行業(yè)。皮帶輸送機(jī)具有輸送能力 強(qiáng)，輸送距離遠(yuǎn)，結(jié)構(gòu)簡單易于維護(hù)，能方便地實行程序化控制和自動化操作。運用 輸送帶的連續(xù)或間歇運動來輸送 100kg 以下的物品或粉狀、顆狀物品，其運行高速、 平穩(wěn)，噪音低，并可以上下坡傳送。 1）運行平穩(wěn)調(diào)速方便的皮帶既可以運煤，又可以在低速是拉人。 2）在低速階段可以下坡傳送。 3）輸送

17、量大，在同等的基建投資下是直接提升系統(tǒng)的很多倍。 皮帶輸送機(jī)具有輸送量大、結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、部件標(biāo)準(zhǔn)化等優(yōu)點，它廣泛應(yīng) 用于礦山、冶金、煤炭等部門，用來輸送松散物料或成件物品，根據(jù)輸送工藝要求， 可以單臺輸送，也可多臺組成或與其他輸送設(shè)備組成水平或傾斜的輸送系統(tǒng)，以滿足 不同布置形式的作業(yè)線需要。膠帶輸送即可在環(huán)境溫度20至40范圍內(nèi)使用， 輸送物料的溫度在 50以下。 2.4 帶式輸送機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r帶式輸送機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r 目前帶式輸送機(jī)已廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)經(jīng)濟(jì)各個部門,近年來在露天礦和地下礦的聯(lián) 合運輸系統(tǒng)中帶式輸送機(jī)又成為重要的組成部分.主要有:鋼繩芯帶式輸送機(jī)、鋼繩牽引 膠帶輸送機(jī)和排棄場的

18、連續(xù)輸送設(shè)施等。 這些輸送機(jī)的特點是輸送能力大(可達(dá) 30000t/h),適用范圍廣(可運送礦石,煤炭,巖石 和各種粉狀物料,特定條件下也可以運人),安全可靠,自動化程度高,設(shè)備維護(hù)檢修容易,爬 坡能力大(可達(dá) 16),經(jīng)營費用低,由于縮短運輸距離可節(jié)省基建投資。 目前,帶式輸送機(jī)的發(fā)展趨勢是:大運輸能力、大帶寬、大傾角、增加單機(jī)長度和水 平轉(zhuǎn)彎,合理使用膠帶張力,降低物料輸送能耗,清理膠帶的最佳方法等.我國已于 1978 年 完成了鋼繩芯帶式輸送機(jī)的定型設(shè)計.鋼繩芯帶式輸送機(jī)的適用范圍： 1.適用于環(huán)境溫度一般為 50c;在寒冷地區(qū)驅(qū)動站應(yīng)有采暖設(shè)施。 2.可做水平運輸,傾斜向上(16)和向

19、下運輸,也可以轉(zhuǎn)彎運輸;運輸距離長,單機(jī)輸送 可達(dá) 15km。 3.可露天鋪設(shè),運輸線可設(shè)防護(hù)罩或設(shè)通廊。 4.輸送帶伸長率為普通帶的 1/5 左右;其使用壽命比普通膠帶長;其成槽性好;運輸距 離大。 2.5 帶式輸送機(jī)的工作原理帶式輸送機(jī)的工作原理 帶式輸送機(jī)又稱膠帶運輸機(jī),其主要部件是輸送帶,亦稱為膠帶,輸送帶兼作牽引機(jī)構(gòu) 和承載機(jī)構(gòu).帶式輸送機(jī)組成及工作原理如圖 1-1 所示,它主要包括一下幾個部分：輸送 帶(通常稱為膠帶) 、托輥及中間架、滾筒拉緊裝置、制動裝置、清掃裝置和卸料裝置 等。 輸送帶 1 繞經(jīng)傳動滾筒 2 和機(jī)尾換向滾筒 3 形成一個無極的環(huán)形帶，輸送帶的上、 下兩部分都支

20、承在托輥上，拉緊裝置 5 給輸送帶以正常運轉(zhuǎn)所需要的拉緊力。工作時, 傳動滾筒通過它和輸送帶之間的摩擦力帶動輸送帶運行，物料從裝載點裝到輸送帶上， 形成連續(xù)運動的物流。在卸載點卸載，一般物料是裝載到上帶(承載段)的上面，在機(jī)頭 滾筒(在此,即是傳動滾筒)卸載，利用專門的卸載裝置也可在中間卸載。 普通型帶式輸送機(jī)的機(jī)身的上帶是用槽形托輥支撐，以增加物流斷面積,下帶為返 回段(不承載的空帶)一般下托輥為平托輥.帶式輸送機(jī)可用于水平、傾斜和垂直運輸。 對于普通型帶式輸送機(jī)傾斜向上運輸,其傾斜角不超過 18，向下運輸不超過 15。 輸送帶是帶式輸送機(jī)部件中最昂貴和最易磨損的部件。當(dāng)輸送磨損性強(qiáng)的物料時

21、, 如鐵礦石等,輸送帶的耐久性要顯著降低。 提高傳動裝置的牽引力可以從以下三個方面考慮： 1.增大拉緊力。增加初張力可使輸送帶在傳動滾筒分離點的張力增加，此法提高牽 引力雖然是可行的。但因增大必須相應(yīng)地增大輸送帶斷面，這樣導(dǎo)致傳動裝置的結(jié)構(gòu) 尺寸加大，是不經(jīng)濟(jì)的。故設(shè)計時不宜采用。但在運轉(zhuǎn)中由于運輸帶伸長，張力減小， 造成牽引力下降，可以利用拉緊裝置適當(dāng)?shù)卦龃蟪鯊埩?，從而增大，以提高牽引力?2.增加圍包角對需要牽引力較大的場合，可采用雙滾筒傳動，以增大圍包角。 3.增大摩擦系數(shù)其具體措施可在傳動滾筒上覆蓋摩擦系數(shù)較大的襯墊，以增大摩擦 系數(shù)。 通過對上述傳動原理的闡述可以看出，增大圍包角是增

22、大牽引力的有效方法。故 在傳動中擬采用這種方法。 2.6 帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)（以滾筒式結(jié)構(gòu)為例介紹）帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)（以滾筒式結(jié)構(gòu)為例介紹） 圖 2-1 帶式輸送機(jī) 1-卸載滾筒 2-輸送帶 3-傳動滾筒 4-導(dǎo)向滾筒 5-拉緊滾筒 6-拉緊裝置 7-緊繩裝置 8-上托輥 9-下托輥 10-機(jī)身鋼絲繩 11-清掃器 12-機(jī)尾滾筒 2.7 帶式輸送機(jī)的保護(hù)措施 1、防跑偏保護(hù)裝置 防跑偏保護(hù)裝置的作用原理： 圖 2-2 示防跑偏保護(hù)裝置 它由防偏傳感器的動觸頭和固定觸頭接觸，通過控制箱控制帶式輸送機(jī)斷電停機(jī)。 一般利用帶柄的滾式行程開關(guān)隊輸送帶的跑偏進(jìn)行檢測。 皮帶輸送機(jī)跑偏的處理方法： 1）自

23、動托輥調(diào)偏：當(dāng)輸送帶跑偏范圍不大時，可在輸送帶跑偏處，安裝調(diào)心托輥。 2）單側(cè)立輥調(diào)偏：輸送帶始終向一側(cè)跑偏，可在跑偏的一側(cè)跑偏范圍內(nèi)加裝若干 立輥，使輸送帶復(fù)位。 3）適度拉緊調(diào)偏：當(dāng)輸送帶跑偏忽左忽右方向不定時，說明輸送帶過松，可適當(dāng) 調(diào)整拉緊裝置以消除跑偏。 4）調(diào)整滾筒調(diào)偏：輸送帶在滾筒處跑偏，檢查滾筒是否異常或竄動，調(diào)整滾筒至 水平位置正常轉(zhuǎn)動，消除跑偏。 5）校正輸送帶接頭調(diào)偏：輸送帶跑偏始終一個方向而且最大跑偏在接頭處，可 校正輸送帶接頭與輸送帶中線垂直消除跑偏。 6）墊高托輥調(diào)偏：距離一定，可在跑偏方向的對側(cè)墊高托輥若干組，消除跑偏。 7）調(diào)整托輥調(diào)偏：輸送帶跑偏方向一定，檢查

24、發(fā)現(xiàn)托輥中線與輸送帶中線不垂直， 就可調(diào)整托輥，消除跑偏。 8）消除煤泥調(diào)偏：輸送帶跑偏點不變，發(fā)現(xiàn)托輥、滾筒粘著煤泥，就要消除煤泥 調(diào)偏。 9）校正給料調(diào)偏：輸送帶輕載不跑偏，重載跑偏，可調(diào)整給料重量及位置消除跑 偏。 10）校正支架調(diào)偏：輸送帶跑偏方向、位置固定，跑偏嚴(yán)重，可調(diào)整支架的水平 和垂直度。 2、防滑保護(hù)裝置 防滑保護(hù)裝置的作用原理： 管式打滑保護(hù)裝置一般將傳感器的磁鐵安裝在導(dǎo)向滾筒的側(cè)面，用螺栓固定。傳 感器安裝在導(dǎo)向滾筒相近處。如輸送帶在運行中發(fā)生斷帶、打滑時，導(dǎo)向滾筒的速度 將發(fā)生變化，通過傳感器反映的導(dǎo)向滾筒轉(zhuǎn)速降至設(shè)定值時，保護(hù)裝置發(fā)出信號，讓 帶式輸送機(jī)停止運行。 防

25、止輸送帶打滑具體措施有： 1）經(jīng)常檢查輸送帶的張緊程度，適度拉緊輸送帶。 2）經(jīng)常檢查輸送帶接頭狀況。 3）采取有效的防淋水措施。 4）保證清掃裝置、防打滑裝置的可靠運行。 5）裝載量要控制，嚴(yán)禁超載運行。 6）停機(jī)時要拉清輸送帶上的煤，且不得再裝載。 3、堆煤保護(hù)裝置 堆煤保護(hù)裝置，又叫煤位保護(hù)裝置。它是一種用來檢測煤倉是否裝滿或轉(zhuǎn)載點是否堆 積堵塞的裝置。當(dāng)發(fā)生堆煤時，堆煤保護(hù)裝置控制帶式輸送機(jī)停機(jī)。 堆煤保護(hù)裝置的作用原理： 碳極式堆煤保護(hù)裝置，由堆煤傳感器和控制箱構(gòu)成。堆煤傳感器（一條電纜或特制的 煤位探頭）置于煤倉或轉(zhuǎn)載點某一高度處作為固定觸頭，以煤作為動觸頭，當(dāng)煤堆到 一定高度與堆

26、煤傳感器相接觸時，控制箱便控制帶式輸送機(jī)斷電停機(jī)。 圖 2-3 堆煤保護(hù)裝置 4、煙溫報警滅火系統(tǒng)裝置 煙溫報警滅火系統(tǒng)裝置主要由控制箱、傳感器、聲光報警器和噴水裝置組成。 一般煙霧保護(hù)的傳感器為光敏和氣敏元件，它的安裝位置一般在機(jī)頭卸載滾筒下 風(fēng)口的 5m 范圍內(nèi)的巷道內(nèi)。 溫度保護(hù)通常采用熱電偶元件或熱敏電阻作為監(jiān)視溫度的傳感器。 對于運動部件（如傳動滾筒）是利用鐵磁材料的磁導(dǎo)率與溫度的變化關(guān)系，用磁 感應(yīng)脈沖發(fā)送器作為傳感器，一旦溫度過高，保護(hù)裝置動作，輸送機(jī)便停止運行。 煙溫報警滅火系統(tǒng)裝置能夠連續(xù)監(jiān)測礦井帶式輸送機(jī)系統(tǒng)溫度和煙霧的變化情況。 當(dāng)帶式輸送機(jī)周圍溫度和煙塵濃度達(dá)到設(shè)定值時

27、，裝置中的報警器發(fā)出聲光報警，同 時斷電停機(jī)，灑水滅火。 圖 2-4 煙溫報警滅火系統(tǒng)裝置 先導(dǎo)式電磁閥 原理：通電時，電磁力把先導(dǎo)孔打開，上腔室壓力迅速下降，在關(guān)閉件周圍形成上低 下高的壓差，流體壓力推動關(guān)閉件向上移動，閥門打開；斷電時，彈簧力把先導(dǎo)孔關(guān) 閉，入口壓力通過旁通孔迅速腔室在關(guān)閥件周圍形成下低上高的壓差，流體壓力推動 關(guān)閉件向下移動，關(guān)閉閥門。 圖 2-5 煙溫報警滅火系統(tǒng)裝置 5、沿線保護(hù)裝置 沿線保護(hù)裝置的作用就是在帶式輸送機(jī)的任何部位都可以人為地停止輸送機(jī)的運 轉(zhuǎn)，及時控制帶式輸送機(jī)事故的發(fā)生和擴(kuò)展。 1） 、按鈕式沿線保護(hù)裝置，即每隔 40-50m 安裝 1 個緊急停止按

28、鈕，并接入帶式 輸送機(jī)控制系統(tǒng)。通常安裝在帶式輸送機(jī)機(jī)巷的外邦上。 2） 、拉線式沿線保護(hù)裝置，又稱沿線急停開關(guān)。它用鐵絲或鋼絲繩控制一個小的 行程開關(guān)，行程開關(guān)接入帶式輸送機(jī)控制系統(tǒng)。這種保護(hù)裝置通常安裝在帶式輸送機(jī) 機(jī)架上靠人行道一側(cè)。 圖 2-6 沿線保護(hù)裝置 第三章第三章 井下帶式輸送機(jī)控制裝置井下帶式輸送機(jī)控制裝置 3.1 基本情況基本情況 首山一礦前期主要采兩種煤，即己組和戊組煤，此兩種煤質(zhì)差異很大，因此采用 的是分采分運的方式進(jìn)行生產(chǎn)，井下主運皮帶目前已經(jīng)基本安裝完畢，主運皮帶主要 有 6 條，包括，己組上倉、己組上山、戊組上倉、已戊配倉和兩條巖石皮帶，沿線還 有兩個主要的給煤機(jī)

29、、若干翻板等。其中己組上倉和戊組上倉的電控已經(jīng)完成設(shè)計， 皮帶驅(qū)動采用隔爆變頻器，但其控制系統(tǒng)主要是完成對單條皮帶的保護(hù)和控制，沒有 對皮帶相關(guān)的給煤機(jī)、變頻器、翻板、除鐵器等進(jìn)行控制，不能完成所有皮帶的集中 協(xié)調(diào)控制。 3.1.1 總體設(shè)計總體設(shè)計 增加各節(jié)點煤倉的煤位檢測。 可在皮帶機(jī)頭增加人員探測裝置，防止人員靠近傳動部位。 增加一套井下皮帶運輸系統(tǒng)系主控制 plc，完成對給煤機(jī)、變頻器的控制，現(xiàn)有 集控的 plc 控制箱作為分站控制器，主控 plc 采用現(xiàn)場通訊方式與分站 plc 進(jìn)行通 訊，完成各皮帶的流程控制，包括順煤流啟停，一鍵啟停，根據(jù)煤倉的控制策略等功 能。 增加各節(jié)點煤倉的

30、煤位檢測。 在各溜煤嘴下口可增加防撕檢測，能及時檢測穿透皮帶的尖銳物，防止大規(guī)模皮 帶撕裂。 在各運輸皮帶距離皮帶機(jī)頭 50 米和 30 米分別配置物料檢測器，以判斷皮帶的運 輸狀況，為皮帶的順煤流啟停提供依據(jù)。 主控 plc 采用以太網(wǎng)方式接入綜合自動化系統(tǒng)。 在已組、戊組上倉的皮帶分別設(shè)置兩臺皮帶秤，用于計量原煤產(chǎn)量（含巖石） 。在 兩條巖石皮帶上分別設(shè)置皮帶秤用于計量巖石量，并配合主運皮帶的皮帶秤計算準(zhǔn)確 的原煤產(chǎn)量。 3.1.2 系統(tǒng)功能系統(tǒng)功能 圖 3-1 系統(tǒng)功能 操作控制分遠(yuǎn)程集控、就地集控和就地手動三種操作方式?？梢酝ㄟ^各種邏輯閉 鎖設(shè)置實現(xiàn)皮帶運輸機(jī)輕載啟動，有效減少電機(jī)及各

31、方面損耗，實現(xiàn)節(jié)能增效。 1、遠(yuǎn)程集控操作方式 遠(yuǎn)程集控方式的控制操作在工控機(jī)上進(jìn)行。系統(tǒng)在進(jìn)入集控方式后，根據(jù)鍵盤/鼠 標(biāo)的輸入自動啟動/停止皮帶機(jī)的運行狀況，所有的皮帶機(jī)保護(hù)自動投入運行，并能實 現(xiàn)必要的聯(lián)鎖及保護(hù)報警。 運行過程中，若設(shè)備出現(xiàn)故障或事故，能立即停止該設(shè)備，系統(tǒng)設(shè)置“緊急停車” 按鈕，在按下“緊急停車”按鈕后，立即停止所有設(shè)備。 系統(tǒng)啟動前，請將機(jī)頭控制箱的轉(zhuǎn)換開關(guān)應(yīng)處于程控位置。 2、就地集控操作方式 就地集控操作方式在井下皮帶操作臺操作，系統(tǒng)可設(shè)置每條皮帶機(jī)的聯(lián)鎖/解鎖狀 態(tài)。聯(lián)鎖自動方式下，皮帶機(jī)可按正常閉鎖關(guān)系實現(xiàn)啟動、停機(jī)及自動閉鎖停機(jī)；解 鎖手動方式下，皮帶機(jī)在

32、無閉鎖關(guān)系的狀態(tài)下啟停機(jī)。 3、手動操作方式 當(dāng)啟動皮帶機(jī)的機(jī)頭礦用隔爆兼本安型可編程控制裝置的轉(zhuǎn)換開關(guān)處于手動位置 時，可在機(jī)頭控制箱上實現(xiàn)就地啟停機(jī)。此方式用作檢修試驗，一般不作為正常使用 方式。 3.2 井下帶式輸送機(jī)控制裝置井下帶式輸送機(jī)控制裝置 控制裝置由就地控制裝置與遠(yuǎn)程可編程控制器控制裝置兩部分構(gòu)成。 采用就地控制方式時，操作人員可通過機(jī)旁就地操作箱對皮帶進(jìn)行控制，這種方 式為單臺皮帶的啟停； 采用遠(yuǎn)程自動啟動或停止各臺電機(jī)時，操作人員通過地面集控室的工控機(jī)發(fā)送控 制指令，實現(xiàn)皮帶組的起、停順序控制與單臺皮帶單獨控制。 3.3 井下皮帶系統(tǒng)控制井下皮帶系統(tǒng)控制 井下主煤流控制分就

33、地控制和遠(yuǎn)程控制兩種。就地是指在井下設(shè)備現(xiàn)場控制臺實 現(xiàn)控制，這里不做說明。遠(yuǎn)程控制分為單臺啟動和一鍵啟動兩種。 1、單臺啟動 當(dāng)控制方式顯示為遠(yuǎn)控時，操作員可以對設(shè)備進(jìn)行開停控制。井下皮帶開機(jī)先后 順序為 12010 皮帶，己煤下山皮帶，己煤上倉皮帶，己煤上倉給煤機(jī)。操作員可根據(jù) 以上順序依次開啟主煤流上的各個設(shè)備。 在主界面下選擇分部控制進(jìn)入各條皮帶的分部控制界面。 分布控制界面上可對井下主煤流系統(tǒng)的各個設(shè)備進(jìn)行控制。皮帶各個設(shè)備根據(jù)煤 流順序設(shè)計閉鎖保護(hù)，保證操作員誤操作時不會出現(xiàn)堆煤現(xiàn)象。 2、一鍵啟動 井下皮帶系統(tǒng)除了能夠分部控制以外，還具備一鍵啟停的功能。 在設(shè)備全部打在遠(yuǎn)控方式時

34、，操作員就可以對主煤流系統(tǒng)進(jìn)行一鍵開停的快捷方 便控制。 在啟動過程中，如有緊急情況，可按“一鍵停止按鈕” ，系統(tǒng)會自動取消整個啟動 過程，開啟的設(shè)備會立即停止。 按下“一鍵停止按鈕” ，整個系統(tǒng)的設(shè)備就會停止運行。 煤流系統(tǒng)運行界面主要用于實時監(jiān)測各條皮帶的運行參數(shù)和保護(hù)狀態(tài)皮帶系統(tǒng)正 常運轉(zhuǎn)在該界面上顯示煤流狀態(tài)。參數(shù)包括皮帶帶速，電機(jī)電流，拉線編碼和皮帶各 項保護(hù)：拉線，跑偏，打滑，堆煤，煙霧灑水，縱撕，開關(guān)過流等。 另外，畫面還顯示皮帶，給煤機(jī)等的操作方式，以便操作員進(jìn)行操作。 主界面上有集中一鍵啟動系統(tǒng)按鈕，當(dāng)各個設(shè)備操作方式為遠(yuǎn)控時，操作員可通 過一鍵控制按鈕控制整個井下主煤流系統(tǒng)

35、的啟停。 3.4 監(jiān)測保護(hù)功能監(jiān)測保護(hù)功能 為確保系統(tǒng)安全運行，在配備相應(yīng)檢測保護(hù)裝置基礎(chǔ)上，系統(tǒng)對被測設(shè)備能夠?qū)?現(xiàn)各種檢測與保護(hù)功能。例如，皮帶機(jī)速度、打滑、拉繩急停閉鎖、跑偏、縱向撕裂、 溫度等檢測與保護(hù)功能。 皮帶機(jī)的檢測及保護(hù)信號包括閉鎖、跑偏、電機(jī)殼溫度、煙霧、速度、灑水、縱 撕、堆煤等。 這些保護(hù)功能已經(jīng)設(shè)計，不在本方案中 3.5 上位監(jiān)控功能上位監(jiān)控功能 上位機(jī)軟件運行在控制決策中心的監(jiān)控平臺上，具備強(qiáng)大功能，包括搶先多任務(wù)、 多線程、即插即用硬件兼容性等。上位機(jī)監(jiān)控軟件集成在綜合自動化整體系統(tǒng)中。 系統(tǒng)通過友善的人機(jī)界面和一系列形象生動的畫面，來顯示實時生產(chǎn)畫面、趨勢 畫面、

36、報表畫面、復(fù)合窗口畫面等。其典型的特點： 生動形象的流程圖顯示： 利用系統(tǒng)提供的基本圖形功能和已有的圖庫以及圖形的動態(tài)屬性可組合成實時動 態(tài)生產(chǎn)流程畫面。 實時數(shù)據(jù)的多態(tài)顯示： 在一個畫面上可將數(shù)據(jù)用數(shù)值、棒圖、折線圖、儀表單元圖、二維顯示圖、顏色 的變化、閃爍、反轉(zhuǎn)來進(jìn)行顯示。 靈活的復(fù)合窗口： 用戶不必進(jìn)行畫面的切換，就可以顯示所需要的復(fù)合窗口（小型顯示框） ，例如報 警窗口，輔助窗口（操作指令說明） 、儀表圖窗口、過程參量窗口等。復(fù)合窗口可以與 其他畫面組合，特別是與流程圖組合，可構(gòu)成用戶用起來很方便的操作畫面。 易于操作： 系統(tǒng)生成的所有操作畫面均經(jīng)過漢化處理，對于某些操作設(shè)備有操作幫

37、助信息， 使操作者更容易掌握。在流程圖畫面上，制作上相應(yīng)的控制按鈕，通過鼠標(biāo)點擊畫面 上的按鈕，就可完成相應(yīng)的控制。 3.6 管理功能管理功能 系統(tǒng)能實現(xiàn)實時采集數(shù)據(jù)的記錄與統(tǒng)計,人工輸入數(shù)據(jù)的記錄與統(tǒng)計以及信息查詢 顯示與打印功能。顯示與打印的信息包括： 工藝設(shè)備的運行狀態(tài)如：設(shè)備開停等； 設(shè)備故障狀態(tài)如：故障停機(jī)，皮帶保護(hù)信號等。 3.7 聯(lián)網(wǎng)功能聯(lián)網(wǎng)功能 系統(tǒng)可與上一級系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)匯接，可以輸出設(shè)備狀況、運行方式、時間等數(shù)據(jù)。 也可以接受上一級系統(tǒng)發(fā)來的數(shù)據(jù)和指令等信息。 3.8 擴(kuò)展功能擴(kuò)展功能 礦用隔爆兼本安型可編程控制裝置內(nèi)部 plc 留有備用容量和接口，可以很方便地 進(jìn)行擴(kuò)展，采用

38、分布式結(jié)構(gòu)使系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)展性，例如皮帶機(jī)隨生產(chǎn)的發(fā)展增多， 可方便增加皮帶機(jī)監(jiān)控分站，而不需要對原設(shè)備進(jìn)行改動。同時采用 profibus 工業(yè) 現(xiàn)場總線進(jìn)行各分站間的通訊，使得系統(tǒng)的擴(kuò)展更為方便。 3.9 安全功能安全功能 礦用隔爆兼本安型可編程控制裝置內(nèi)部 plc 與被控設(shè)備之間采用中間繼電器柜隔 離，以保證輸入/輸出信號的安全。 另外對于皮帶驅(qū)動方式可以進(jìn)行變頻或軟啟動的改造。改造后可以提供與 plc 通 訊 485 接口，并于皮帶綜保進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。還可以具有漏電閉鎖保護(hù)、過載保護(hù)、斷 相保護(hù)、短路保護(hù)、過電壓保護(hù)、電流截止保護(hù)、可控硅溫度過高保護(hù)等各種故障保 護(hù)功能。 井下皮帶運輸

39、集控系統(tǒng)列表如下： 序號名 稱型 號 數(shù) 量 單 位 備注 1plc 監(jiān)控主站 1臺 2電源繼電器箱 1臺 3以太網(wǎng)通訊模塊 1塊 3plc 控制軟件 1套 4物位計 8套 5煤倉煤位檢測雷達(dá) 4套 6防撕檢測 4套 7通訊電纜 5.0km 8控制電纜 1.0km 9電子皮帶秤ics-17j 4臺 防爆 第四章第四章 plc 控制設(shè)計及電氣原理圖控制設(shè)計及電氣原理圖 4.1s7-300 可編程控制器的情況可編程控制器的情況 首山礦井下皮帶運輸控制核心部分采用德國西門子公司生產(chǎn)的 s7-300 可編程控制 器，配以檢測保護(hù)裝置和控制設(shè)備，構(gòu)成一套完整的控制系統(tǒng)。通過該裝置可以實現(xiàn) 輸送機(jī)遠(yuǎn)程聯(lián)鎖

40、與單臺兩種控制方式。 1.s7-300 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)： 圖 4-1 s7-300 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu) 2.s7-300 可編程控制器的外形圖: 圖 4-2 s7-300 可編程控制器的外形圖 4.2 井下遠(yuǎn)程井下遠(yuǎn)程 ktk（80）礦用隔爆兼本安型可編程控制裝置）礦用隔爆兼本安型可編程控制裝置 4.2.1 主要功能特點：主要功能特點： 1.可以采集或接入各種參數(shù)、保護(hù)信號 （開關(guān)量和模擬量） ，并具有擴(kuò)展功能。 2.可以方便定義和修改所有被測模擬參數(shù)的報警值、保護(hù)動作值。 3.實現(xiàn)多路控制輸出，啟動或停止有關(guān)設(shè)施（有的輸出帶延時，且延時時間可以調(diào)） 。 4.實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)、參數(shù)、運

41、行狀態(tài)的就地顯示，并可以上傳地面中心站。 5.實現(xiàn)故障位置、原因、類型等的就地顯示，比可以上傳地面中心站。 6.具有檢修時的安全閉鎖功能。 7.與地面斷開后系統(tǒng)仍能正常運行在就地或自動方式下。 8.控制裝置可接收各類傳感器信號。 9.提供電流和溫度的時時檢測。 10.具有以太網(wǎng)接口功能。 4.2.2ktk（80）礦用隔爆兼本安型可編程控制裝置組成）礦用隔爆兼本安型可編程控制裝置組成 ktk（80）礦用隔爆兼本安型可編程控制裝置內(nèi)由 s7-300 系列 plc 可編程控器、 電源組件、中間隔離繼電器組成?？刂蒲b置與控制裝置之間由 profibus 協(xié)議通訊， 控制裝置與工控機(jī)之間通過 tcp/i

42、p 協(xié)議進(jìn)行通訊，實現(xiàn)實時監(jiān)控。 4.2.3 主要技術(shù)指標(biāo)主要技術(shù)指標(biāo) 電源： 輸入電壓：ac 127v 或 220v 或 660v 電壓允許波動：+15%-20%：50hz 紋波：300mv 一組本安電源：dc12v,過壓保護(hù)值小于 15v,最高開路電壓小于 13v,最大短路電 流小于 750ma 一組非安電源：dc24v 基本配置： 1.基本配置 一個中央處理單元（cpu）本體：30 點輸入，16 點輸出。 一個 4 點輸入模擬量模,一個通訊模塊 2 模塊電源 a. ac220v 輸入 b. dc24v 輸出 2.信號轉(zhuǎn)換 24 路本安開關(guān)量信號（無電位接點）轉(zhuǎn)換成非安無電位接點輸出。 點

43、容量 250v/5a （阻性） 3. 隔離電路 plc 輸入/輸出，均有隔離措施。隔離路數(shù)為 12 路。接點容量 250v/5a （阻 性） 4.邏輯控制電路 作為本控制裝置的手動操作控制。此時，可編程控制器為脫機(jī)狀態(tài)。 4.2.4 結(jié)構(gòu)特性結(jié)構(gòu)特性 控制裝置為礦用隔爆兼本質(zhì)安全型。標(biāo)志為“e x di bi”,本產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)分接線盒 與箱體和機(jī)芯兩大部分，箱體的門蓋采用快開門時結(jié)構(gòu)。 接線盒：由傳感器輸入；開關(guān)輸入；控制負(fù)載輸出；電源等幾部分構(gòu)成 箱體和機(jī)芯：由 s7-300 系列 plc 可編程控器、電源組件、中間隔離繼電器構(gòu)成 s7-300plc 構(gòu)成 中央處理器模塊(cpu) 各種型號的

44、 cpu 有不同的性能，例如有的 cpu 集成了數(shù)字量和模擬量的 io 通道，有的 cpu 集成了 profibusdp 的通信接口。cpu 面板上有狀態(tài)指示燈、 模式轉(zhuǎn)換開關(guān)、24v 電源端子、電池盒和存儲卡插槽。 有的 cpu 上集成有 profibusdp 通訊接口等。 電源模塊(ps) 電源模塊用于將 220v 交流電轉(zhuǎn)換為 24v 直流電，供給 cpu 和其他模塊使用。 電源模塊的額定輸出電流有 2a、5a 和 10a 3 種，電源模塊的面板上有工作開關(guān)和狀 態(tài)指示燈，當(dāng)電源過載時指示燈會閃爍。 信號模塊(sm) 信號模塊包括了數(shù)字量和模擬量的 io 模塊，它們作為 plc 的過程輸入和 輸出通道。信號模塊主要有數(shù)字量輸入模塊 sm321、數(shù)字量輸出模塊 s