(完整版)膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)電氣工程及其自動(dòng)化畢業(yè)論文.doc

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書站名學(xué)生姓名年級專業(yè)一、設(shè)計(jì)（論文）題目：二、設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)與要求三、設(shè)計(jì)（論文）時(shí)間：年月日至年月日指導(dǎo)教師（簽名）成教院院長（簽名）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評定書站名年級專業(yè)學(xué)生姓名一、設(shè)計(jì)（論文）題目：二、設(shè)計(jì)（論文）共頁，附圖張三、審閱意見及評語根據(jù)學(xué)院教學(xué)管理的有關(guān)規(guī)定，同意（不同意）該生參加畢業(yè)答辯指導(dǎo)教師（簽名）職稱工作單位畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)（小組）決議站名年級專業(yè)學(xué)生姓名該生于年月日進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯設(shè)計(jì)（論文）題目：答辯委員會(huì)：主任委員（組長）委員（成員）答辯學(xué)生向答辯委員會(huì)（小組）提交如下資料：設(shè)計(jì)（論文）說明書共頁設(shè)計(jì)（論文）圖紙共頁指導(dǎo)教師

2、評閱意見共頁根據(jù)學(xué)生所提供的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）材料和指導(dǎo)教師意見以及在答辯過程中學(xué)生回答問題的情況， 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)（小組）作出如下決議：一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的總評語二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的總評成績：畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯委員會(huì)主席（組長）（簽名）委員（成員）（簽名）年月日摘要煤礦的運(yùn)輸系統(tǒng)對保證礦井正常生產(chǎn)起著非常重要的作用。為了保證煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)可靠安全運(yùn)行， 對帶式輸送機(jī)進(jìn)行集中監(jiān)視和控制很必要。本文以河南何莊煤礦膠帶輸送機(jī)為背景， 設(shè)計(jì)出了以 PLC技術(shù)為核心的集中控制系統(tǒng)，提高了運(yùn)輸系統(tǒng)的監(jiān)測和控制水平。文中首先介紹了本次設(shè)計(jì)的背景， 然后設(shè)計(jì)了膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和應(yīng)具有的控制

3、功能， 參數(shù)的檢測和故障保護(hù)裝置， 確定了各故障檢測傳感器的類型及安裝位置。在此基礎(chǔ)上采用 SIEMENS 的S7-300系列 PLC 對系統(tǒng)進(jìn)行硬件和軟件設(shè)計(jì)，其中包括PLC的模塊配置及外部連線， 梯形圖程序設(shè)計(jì)。 最后提出 PLC控制系統(tǒng)的主要干擾源，并設(shè)計(jì)了抗干擾的措施。關(guān)鍵詞： 膠帶輸送機(jī)； S7-300 ； 集中控制系統(tǒng)目錄1 引言 .1.1引言 .1.2膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng) .1.2.1膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)的重要性.1.2.2集中控制系統(tǒng)的發(fā)展及存在的問題.1.3本課題研究的主要內(nèi)容 .2 膠帶機(jī)集中控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì).2.1課題背景介紹 .2.2膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)的功能設(shè)

4、計(jì) .2.3膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .2.4膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成 .2.4.1膠帶輸送機(jī) . .2.4.2參數(shù)檢測及故障保護(hù)裝置 .12.4.3PLC 簡述 .12.4.4人機(jī)界面 HMI .23 膠帶輸送機(jī)集控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .23.1 SIMATIC S7-300 PLC 簡介 . .23.1.1SIMATIC S7-300 PLC簡介 .23.1.2模塊安裝 .23.2集控系統(tǒng) PLC的設(shè)計(jì) .23.2.1CPU 的選擇 .23.2.2數(shù)字量模塊選擇 .33.2.3模擬量模塊選擇 .33.2.4電源模塊的選擇 .33.3西門子 ET200M與 PROFIBUS-DP總線

5、.34 膠帶集中控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .44.1集中控制的流程圖 .44.2系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn) .44.2.1控制方式選擇 . .44.2.2模擬量的處理 . .45 控制系統(tǒng)的抗干擾措施 .45.1主要干擾源 . . 45.2抗干擾措施 . . 46 總結(jié) .4參考文獻(xiàn) : .5附錄 . .5致謝 . .51 引言1.1引言煤炭運(yùn)輸是煤炭生產(chǎn)過程中不可缺少的一部分。礦井中，運(yùn)輸線路比較長，巷道條件多種多樣，運(yùn)輸若不通暢，采掘工作或是其它的工作都無法進(jìn)行， 整個(gè)煤炭生產(chǎn)系統(tǒng)將處于癱瘓狀態(tài)。礦井運(yùn)輸機(jī)械的類型很多，按運(yùn)行方式不同，可分為連續(xù)運(yùn)行和往返運(yùn)行兩種。連續(xù)運(yùn)行式運(yùn)輸設(shè)備的特點(diǎn)是，一經(jīng)開動(dòng)就不需操作

6、而連續(xù)運(yùn)行。普通膠帶機(jī)、鋼繩芯膠帶輸送機(jī)、 鋼繩牽引膠帶輸送機(jī)等均屬于此類運(yùn)輸設(shè)備。往返運(yùn)行式運(yùn)輸設(shè)備的特點(diǎn)是，在運(yùn)行區(qū)間，以一定的方式，作往返式周期性運(yùn)行， 運(yùn)行中需要操作換向。 機(jī)車運(yùn)輸及單繩牽引運(yùn)輸?shù)葘儆诖祟愡\(yùn)輸設(shè)備。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展， 礦井生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大， 運(yùn)輸系統(tǒng)也經(jīng)歷了不斷的變革和進(jìn)步，并以煤流運(yùn)輸?shù)倪B續(xù)化（輸送機(jī)化） ，設(shè)備大型化（使用長運(yùn)距、大運(yùn)營、高運(yùn)速、大功率輸送機(jī)） 、自動(dòng)化、高可靠性與安全性能來保證礦井的連續(xù)、高效生產(chǎn)。礦井膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)， 是由多條膠帶搭接或由煤倉轉(zhuǎn)載形成的煤流運(yùn)輸系統(tǒng)，因此它內(nèi)部的基本運(yùn)輸單元就是單臺(tái)膠帶機(jī)。 膠帶輸送機(jī)是選煤廣的主要運(yùn)輸設(shè)備

7、， 它可用于物料的水平或傾斜運(yùn)輸上。 由于膠帶輸送機(jī)的輸送能力變化范圍大、 運(yùn)輸距離長、貨載和輸送機(jī)間沒有相對運(yùn)動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)阻力小等，因而具有適應(yīng)性強(qiáng)、工作平穩(wěn)可靠、動(dòng)力消耗小、機(jī)件磨損小、 使用維修方便等優(yōu)點(diǎn)，在選煤廠中得到廣泛應(yīng)用。1.2膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)1.2.1膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)的重要性礦井膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)是原煤運(yùn)輸?shù)奈ㄒ煌緩?，是礦井生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，因此它的安全高效運(yùn)行受到很大程度的重視。 由于礦井膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)分布廣、信息分散以及控制要求高的特點(diǎn)， 隨著礦井生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，以及技術(shù)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(yùn)輸系統(tǒng)的控制和管理提出了更高的要求。以往

8、對膠帶輸送機(jī)都采用人工就地分臺(tái)控制，即每臺(tái)輸送機(jī)的控制均由一名司機(jī)就地操作， 這是一種最原始的控制方式。這種控制方式是直接操作輸送機(jī)的控制開關(guān)，操作最簡單， 不增加任何的控制元器件，維護(hù)工作較少，但需要人員太多，并因每個(gè)司機(jī)的思想素質(zhì)和技術(shù)素質(zhì)不等常有以外事故發(fā)生，影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。 而集中控制方式，是在整個(gè)運(yùn)輸線上新增一套集中控制裝置，在控制室內(nèi)集中操縱機(jī)構(gòu)，由一名司機(jī)來完成操作。這不但節(jié)省了大量的司機(jī)人員，也為及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障， 縮短停產(chǎn)時(shí)間和綜合自動(dòng)化創(chuàng)造了條件。目前，已經(jīng)成為礦井膠帶運(yùn)輸?shù)闹饕刂品绞健?.2.2集中控制系統(tǒng)的發(fā)展及存在的問題在煤礦中， 煤流的運(yùn)輸一般在幾百米到十幾公里之

9、間，因此它的運(yùn)輸系統(tǒng)要有多臺(tái)膠帶輸送機(jī)、給煤機(jī)、煤倉等構(gòu)成，協(xié)調(diào)配合完成長距離運(yùn)輸任務(wù)。為保證運(yùn)輸系統(tǒng)的安全可靠，提高運(yùn)輸效率，對其進(jìn)行完善的管理和監(jiān)控是現(xiàn)代礦井煤流運(yùn)輸迫切需要的一項(xiàng)技術(shù)。隨著礦井功能和規(guī)模的不斷擴(kuò)大， 計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、新的工業(yè)控制器技術(shù)等新技術(shù)的應(yīng)用， 對膠帶輸送機(jī)的集中控制系統(tǒng)也得到了飛速發(fā)展。 從單臺(tái)控制系統(tǒng)到多臺(tái)的集中控制系統(tǒng)， 有價(jià)格相對較貴的 PLC構(gòu)成的系統(tǒng)和低廉的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。 目前，雖然市場上有著各式各樣方案構(gòu)成的集控系統(tǒng)， 但發(fā)展的方向是一致的， 那就是朝自動(dòng)化、智能化、信息化的方向發(fā)展。皮帶機(jī)的綜合自動(dòng)化控制是整個(gè)礦井實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的重要組成部分。

10、 目前對膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)存在的主要問題有：（ 1）在安全保護(hù)方面，為提高膠帶輸送機(jī)運(yùn)行的可靠性，安全性，減少故障，提高效率，多種檢測方法已應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)、液力偶合器、減速器和膠帶運(yùn)行系統(tǒng)故障檢測，但是這些系統(tǒng)是相互獨(dú)立的。（ 2）故障檢測系統(tǒng)誤報(bào)率高。誤報(bào)將造成膠帶輸送機(jī)不應(yīng)有的停機(jī)，使全礦井停產(chǎn)，對礦井生產(chǎn)造成極大影響。（ 3）皮帶機(jī)的控制、運(yùn)行、保護(hù)等信息不能較好的與礦井其他控制系統(tǒng)共享， 不能與整個(gè)礦井信息系統(tǒng)的集成。 視頻監(jiān)視系統(tǒng)不規(guī)范，沒有語音通訊功能，不能實(shí)現(xiàn)無人值守。1.3本課題研究的主要內(nèi)容礦井生產(chǎn)自動(dòng)化已經(jīng)成為一種趨勢，如何更好的實(shí)現(xiàn)礦井運(yùn)輸系統(tǒng)的集中安全控制管理是現(xiàn)在迫

11、切解決的問題。而皮帶機(jī)集中控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對整個(gè)皮帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)的遙測、遙信、遙控，提高生產(chǎn)效率、降低事故率，減少故障處理時(shí)間、 減少現(xiàn)場操作人員、 提高經(jīng)濟(jì)效益。本論文正是以此為目的， 以河南何莊煤礦主斜井與地面膠帶輸送機(jī)為背景，設(shè)計(jì)一種基于PLC的運(yùn)輸皮帶和給煤機(jī)的集中控制系統(tǒng)。本次設(shè)計(jì)主要內(nèi)容如下：（ 1）對膠帶運(yùn)輸控制系統(tǒng)概述。（ 2）以何莊煤礦主斜井與地面膠帶輸送機(jī)為背景，概述膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)的功能， 設(shè)計(jì)其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，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。（ 3）膠帶集控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，進(jìn)行 S7-300 PLC模塊選型和外部連線設(shè)計(jì)。為了使集控系統(tǒng)更加完善， 實(shí)現(xiàn)控

12、制的可觀化、 清晰化，加入了觸摸屏設(shè)計(jì)。它可以實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)的運(yùn)行情況和各種故障情況，進(jìn)行及時(shí)的報(bào)警顯示和記錄。（ 4）進(jìn)行系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。（ 5）最后分析控制系統(tǒng)產(chǎn)生干擾的原因，提出對應(yīng)抗干擾措施。2 膠帶機(jī)集中控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)2.1課題背景介紹河南何莊煤礦是年產(chǎn) 45萬噸的中型煤礦，采用帶式運(yùn)輸機(jī)及豎井箕斗提升作為主要運(yùn)輸方式， 其主運(yùn)輸系統(tǒng)包括帶式輸送機(jī)、 轉(zhuǎn)載機(jī)、豎井箕斗、原煤皮帶、振動(dòng)篩、精煤皮帶等。各條皮帶機(jī)都由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，正常運(yùn)行速度為2m/s，其中振動(dòng)篩為雙層的，每條皮帶機(jī)均設(shè)置跑偏、堆煤、煙霧、拉線急停、打滑、縱撕等保護(hù)。煤炭從井底煤倉經(jīng)上倉皮帶運(yùn)輸?shù)浇o煤機(jī)

13、，然后經(jīng)過豎井箕斗提升至地面的原煤皮帶， 原煤皮帶輸送機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)到振動(dòng)篩后轉(zhuǎn)運(yùn)至精煤皮帶，然后運(yùn)輸?shù)矫簣觥?.2膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)本膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)具有的功能如下所述：（ 1） 本系統(tǒng)有集控、就地、檢修三種工作模式。一般系統(tǒng)運(yùn)行在集控工作模式下， 當(dāng)組成生產(chǎn)流水線時(shí)， 本機(jī)根據(jù)前后閉鎖關(guān)系自動(dòng)啟停，同時(shí)檢測各檢測保護(hù)設(shè)備的狀況；運(yùn)行就地工作模式時(shí)，操作員手動(dòng)操作按鈕啟動(dòng)/ 停止膠帶機(jī)，但所有保護(hù)設(shè)備均投入使用；運(yùn)行檢修工作模式時(shí)，操作員手動(dòng)啟動(dòng)/ 停止膠帶，保護(hù)設(shè)備可有選擇性的投入使用， 在檢修模式下， 我們使膠帶低速運(yùn)行。工作方式的改變，只有在膠帶輸送機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行，膠帶輸送機(jī)

14、運(yùn)作時(shí)，不能改變其工作方式；（ 2） 程序設(shè)計(jì)中，報(bào)警停車等故障信號自動(dòng)保持， 即一旦發(fā)出故障信號，即使經(jīng)維修后信號消失，計(jì)算機(jī)內(nèi)仍保留信號故障狀態(tài)，這時(shí)復(fù)位指令可以清除故障保持信號；（ 3）皮帶輸送機(jī)按照逆煤流啟動(dòng)，順煤流延時(shí)停車，并具有閉鎖功能；（ 4） 系統(tǒng)具有膠帶機(jī)低速打滑、機(jī)頭堆煤、超溫灑水、煙霧、滾筒超溫、沿線急停和跑偏等多種保護(hù)。 下面簡單介紹它們信號發(fā)生后的動(dòng)作情況：a. 拉線開關(guān)：信號發(fā)出后馬上發(fā)出急停指令， 系統(tǒng)可以識(shí)別哪個(gè)急停開關(guān)動(dòng)作，發(fā)出拉線開關(guān)聲光報(bào)警。b. 堆煤：信號發(fā)出后，執(zhí)行堆煤聲光報(bào)警指令和急停指令。c. 跑偏：信號發(fā)出后，執(zhí)行跑偏聲光報(bào)警指令， 此為一級動(dòng)作

15、，當(dāng)報(bào)警時(shí)間超出一定時(shí)間段時(shí)，同時(shí)再執(zhí)行急停指令，此為二級動(dòng)作。d. 打滑；信號發(fā)出后，執(zhí)行打滑聲光報(bào)警指令 , 再執(zhí)行急停指令。e. 超速：信號發(fā)出后，執(zhí)行超速聲光報(bào)警和急停指令。f. 斷帶：信號發(fā)出后，執(zhí)行斷帶聲光報(bào)警和急停指令。g. 縱撕：信號發(fā)出后，執(zhí)行縱撕聲光報(bào)警和急停指令。h. 滾筒超溫：信號發(fā)出后， 執(zhí)行滾筒超溫聲光報(bào)警、 灑水指令和急停指令。i. 煙霧：信號發(fā)出后，執(zhí)行煙霧聲光報(bào)警、灑水指令和急停指令。（5） 對設(shè)備故障和工藝參數(shù)的異常實(shí)時(shí)報(bào)警，并進(jìn)行聲光提示，系統(tǒng)狀態(tài)對位顯示，更便于維護(hù)。（6） 可與工業(yè)電視系統(tǒng)配合，實(shí)時(shí)監(jiān)視皮帶機(jī)重點(diǎn)部位運(yùn)行情況，以確保人員及設(shè)備的安全；具

16、有喊話、打點(diǎn)通訊功能，基本實(shí)現(xiàn)無人值守。（ 7） 膠帶運(yùn)輸機(jī)就地控制箱上設(shè)啟停、起動(dòng)預(yù)警按鈕， 設(shè)備啟動(dòng)前發(fā)出預(yù)警信號，提示有關(guān)人員應(yīng)立即遠(yuǎn)離設(shè)備； 現(xiàn)場可隨時(shí)停車，若設(shè)備由集控啟動(dòng)，控制系統(tǒng)接到現(xiàn)場停車信號后，可作急停處理，實(shí)施故障停車操作。（ 8）具有聯(lián)網(wǎng)功能，能與全礦井自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)可靠的聯(lián)接、實(shí)現(xiàn)全局監(jiān)控。2.3膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)中需要集中控制的皮帶共有7 條，各條皮帶分布較廣，現(xiàn)場控制點(diǎn)分散，并且現(xiàn)場的環(huán)境比較惡劣。所以，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線技術(shù)，組成主從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 根據(jù)工藝流程劃分，系統(tǒng)以 PLC為控制主站，以每條皮帶就地箱配備的遠(yuǎn)程I/O

17、 ET200M為從站，共設(shè) 7 個(gè)從站，這樣就節(jié)約了大量電纜等材料。本系統(tǒng)由集中控制臺(tái)、 PLC控制柜、觸摸屏、就地箱、各種保護(hù)傳感器及執(zhí)行器組成。完成一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)多條皮帶多個(gè)設(shè)備全過程的控制、監(jiān)測，構(gòu)成一個(gè)完善的集中控制系統(tǒng)。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2-1 所示。圖 2-1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖以 SIEMENS公司 S7-300 系列 PLC作為核心控制器件， 具有防潮、抗干擾能力強(qiáng)、易擴(kuò)展，基本免維護(hù)，實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通信，以循環(huán)掃描的方式，檢測傳感器及被控設(shè)備的信號，發(fā)出程序指令，完成對皮帶機(jī)的集中監(jiān)控，使各個(gè)皮帶協(xié)調(diào)完成工作。PLC控制柜內(nèi)部由S7-300 PLC 模塊、接線端子、電源模塊、變壓器及各種模塊

18、組成；集中控制臺(tái)和觸摸屏是人機(jī)的交流界面，控制臺(tái)面板上有各條皮帶機(jī)的起?？刂瓢粹o，總啟、總停按鈕，起車預(yù)警按鈕、集控/ 就地/ 檢修工作方式的轉(zhuǎn)換開關(guān)， 系統(tǒng)緊急停車按鈕； 觸摸屏則詳細(xì)顯示各條皮帶及給煤機(jī)運(yùn)行情況， 同時(shí)也顯示出所有皮帶上的各種保護(hù)傳感器的動(dòng)作情況、故障位置等。就地控制箱上有控制皮帶的啟動(dòng)、停止按鈕，急停按鈕，內(nèi)部配SIMATIC ET200M遠(yuǎn)程 I/O ，完成現(xiàn)場皮帶的數(shù)據(jù)采集和控制。每個(gè)遠(yuǎn)程 I/O 站可以處理 256 個(gè)開關(guān)量或 64 個(gè)模擬量，它與 CPU的通信速率最高可達(dá)12Mbps，通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)1200 米。ET200M遠(yuǎn)程單元通過IM153-2 總線接口模

19、塊連接到PROFIBUS總線上。2.4 膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成膠帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)主要由PLC、人機(jī)界面等組成，它主要控制膠帶輸送機(jī)、 各種參數(shù)檢測和故障保護(hù)裝置，將各種信息在觸摸屏上集中顯示。下面我們對集控系統(tǒng)各部分進(jìn)行詳細(xì)的介紹。2.4.1膠帶輸送機(jī)帶式輸送機(jī)是以膠帶作為牽引機(jī)構(gòu)和承載機(jī)構(gòu)的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械，又稱為膠帶輸送機(jī)， 它在礦山的物料運(yùn)輸， 特別是煤的輸送方面得到了廣泛應(yīng)用。帶式輸送機(jī)主要由以下幾種主要部件組成：傳動(dòng)裝置、膠帶、機(jī)架、滾筒、托輥、拉緊裝置、清掃器、裝料和卸料裝置等。1- 膠帶； 2- 傳動(dòng)滾筒； 3- 尾部滾筒； 4- 上托輥； 5- 下托輥；6- 拉緊裝置；

20、 7- 給料裝置； 8 排料裝置； 9- 機(jī)架圖 2-2 膠帶輸送機(jī)膠帶輸送機(jī)的基木結(jié)構(gòu)見圖 2-2 所示。膠帶 1 繞過傳動(dòng)滾筒 2 及尾部滾筒 3 形成無級循環(huán)的牽引機(jī)構(gòu)， 在滾筒 2 和 3 之間的機(jī)架上按一定距離安裝著托輥 4 和 5，用來支承載有物料的膠帶段（重段）和回空的膠帶段（空段），傳動(dòng)滾筒由電動(dòng)機(jī)通過減速器帶動(dòng)，膠帶與滾筒之間的摩擦力使膠帶移動(dòng)，這時(shí)，由給料漏斗 7（裝載裝置）加到膠帶上的物料就和膠帶一起移動(dòng)。 當(dāng)膠帶繞過傳動(dòng)滾筒時(shí)， 物料就在重力和離心力的作用下卸到排料漏斗 8（卸料裝置）中。小車和系在它上面的重物是膠帶輸送機(jī)的拉緊裝置， 它的作用是通過安裝在小車上的尾部滾

21、筒使膠帶處于張緊的狀態(tài)。 這樣，膠帶在兩托輥之間懸垂度不致過大，而傳動(dòng)滾筒也能有足夠的牽引力傳送給膠帶。膠帶是經(jīng)主動(dòng)滾筒和機(jī)尾改向滾筒形成一個(gè)無極環(huán)行帶。它上下的兩股膠帶分別由上下的托輥來支承。膠帶機(jī)的傳動(dòng)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(jī)的重要組成部分。傳動(dòng)裝置一般由驅(qū)動(dòng)裝置和傳動(dòng)滾筒組成。驅(qū)動(dòng)裝置一般采用電動(dòng)機(jī)、 液力偶合器、減速器及制動(dòng)輪、傳動(dòng)滾筒組成。輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)有單滾筒驅(qū)動(dòng)和多滾筒驅(qū)動(dòng)，一般常采用單滾筒驅(qū)動(dòng)，功率大時(shí)可采用多滾筒驅(qū)動(dòng)。多滾筒驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)就是能夠傳遞較大的功率，帶動(dòng)較大的負(fù)載，并能降低輸送帶的張力；其缺點(diǎn)就是可能會(huì)出現(xiàn)功率不平衡問題， 從而增加了電動(dòng)機(jī)

22、的備用功率。本項(xiàng)目的膠帶輸送機(jī)都采用一臺(tái)電機(jī)的單滾筒驅(qū)動(dòng)。膠帶輸送機(jī)向上運(yùn)輸物料的傾角不能過大，運(yùn)輸煤炭時(shí)的傾角一OO0以下。超過這些數(shù)值，運(yùn)般為 18 2l。向下運(yùn)輸?shù)膬A角一般在15輸物料和膠帶之間就會(huì)有相對運(yùn)動(dòng)，使物料下滑。因此，在輸送同樣高度條件下，膠帶輸送機(jī)所需廠房面積或成長度較大。2.4.2參數(shù)檢測及故障保護(hù)裝置為了能實(shí)時(shí)的掌握帶式輸送機(jī)的運(yùn)行狀況，需要對其一些參數(shù)如速度、滾筒溫度等進(jìn)行檢測。 帶式輸送機(jī)在輸送過程中也難免出現(xiàn)一些故障，如果這些故障處理不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致更大的事故，對生產(chǎn)造成重大損失。所以，對帶式輸送機(jī)的參數(shù)檢測和采取相關(guān)保護(hù)措施是必須的。下面簡要介紹一下帶式輸送機(jī)出現(xiàn)

23、的一些常見故障及其參數(shù)的檢測。2.4.2.1跑偏近年來，帶式輸送機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中最常見的故障是運(yùn)輸機(jī)跑偏，如果處理不及時(shí)，因輸送帶邊緣與托輥或機(jī)架劇烈摩擦， 很快會(huì)把輸送帶邊上的保護(hù)層磨掉， 使帶芯受潮濕大氣的侵蝕而迅速損壞， 也可能扯壞輸送帶，造成斷帶事故； 另外，皮帶嚴(yán)重跑偏時(shí)也會(huì)導(dǎo)致向外撒煤，造成浪費(fèi)。因此，防護(hù)輸送帶跑偏是帶式運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行保護(hù)中的重要問題。膠帶輸送機(jī)跑偏的根本原因是輸送帶在運(yùn)行過程中， 橫向受力不平衡。主要有以下幾種原因：（ 1）安裝質(zhì)量原因： a機(jī)架、滾筒沒有調(diào)整平直； b托輥軸線與輸送帶中心線不垂直； c機(jī)架與地面連接強(qiáng)度不夠，機(jī)架不穩(wěn)定； d導(dǎo)料槽和卸料槽的導(dǎo)料擋板安裝位

24、置不當(dāng)，受力不均。（ 2）輸送帶質(zhì)量原因： a輸送帶接頭與中心線不直； b輸送帶帶邊呈 “S”型。（3）裝載質(zhì)量原因： 裝載點(diǎn)不在輸送帶中央。 （4）維護(hù)質(zhì)量原因：滾筒清掃不干凈，造成直徑不等。目前，對運(yùn)輸機(jī)跑偏的解決辦法主要有兩種：（ 1）通過人工調(diào)整滾筒或托輥進(jìn)行調(diào)偏； （2）使用回轉(zhuǎn)式槽型調(diào)偏托輥（上膠帶裝）或平行調(diào)偏托輥（下膠帶裝）進(jìn)行自動(dòng)調(diào)偏。為實(shí)現(xiàn)無人值守，多數(shù)都使用能自動(dòng)調(diào)偏的托輥。為實(shí)時(shí)監(jiān)測運(yùn)輸皮帶是否跑偏，一般在機(jī)頭、機(jī)中和機(jī)尾皮帶最容易跑偏的地方分別安裝一對防跑偏保護(hù)裝置。本設(shè)計(jì)中采用煤炭科學(xué)總院常州自動(dòng)化研究所的KG1007A-2型膠帶二級防跑偏開關(guān)，其跑偏信號通過接入臨

25、近拉線急停開關(guān)傳輸。在皮帶正常工作時(shí)， 跑偏開關(guān)的探桿在豎直位置。當(dāng)皮帶跑偏時(shí)，皮帶碰到跑偏開關(guān)的探桿，并帶動(dòng)探桿軸轉(zhuǎn)動(dòng)， 此時(shí)與探桿固定在一軸上的凸輪也同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，撥動(dòng)跑偏開關(guān)的微動(dòng)開關(guān)發(fā)出跑偏信號。圖 2-3跑偏開關(guān)圖 2-4速度傳感器KG1007A-2型膠帶防跑偏開關(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， 輸出開關(guān)量信號。它的轉(zhuǎn)動(dòng)角度可以通過改變微調(diào)開關(guān)的位置來改變。在此設(shè)計(jì)中，我們要求跑偏信號發(fā)出傳送給PLC，一級跑偏時(shí)發(fā)出聲光報(bào)

26、警；二級跑偏時(shí) PLC發(fā)出急停指令，語音報(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。KG1007A2型防跑偏開關(guān)技術(shù)參數(shù)如下所示：膠帶跑偏開關(guān)型號 : KG1007A 2型外殼防護(hù)等級 : 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 70，雙向轉(zhuǎn)動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作時(shí)探桿轉(zhuǎn)動(dòng)角度: 25 （一級）40（二級）引入電纜外徑 : 6 12mm,兩個(gè)出線口重量 : 2kg2.4.2.2速度檢測檢測膠帶打滑、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)速度傳感器來檢測膠帶的速度。本設(shè)計(jì)中，我們選用常州聯(lián)力的

27、KJ5007A型速度傳感器，輸出頻率信號，幅值 5V，頻率 f=200V（V 為膠帶速度值），輸出電流信號4 20mA。其工作原理是：帶式輸送機(jī)運(yùn)行時(shí)， 速度檢測傳感器由緊貼膠帶的滾輪帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤（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，頻率信號經(jīng)整形放大后，再經(jīng)頻率 / 電壓、電壓 / 電流變換后輸出420mA的電流信號。圖 2-5速度檢測傳感器部分電路方框圖2.4.2.3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

28、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)中我們沒有選用專門的打滑檢測傳感器， 是通過檢測膠帶的速度，把膠帶速度和滾筒速度做比較來實(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)測傳動(dòng)滾筒和輸送帶之間的線速度之差， 當(dāng)檢測到輸送機(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

29、車，并發(fā)出聲光報(bào)警； 或當(dāng)測得輸送機(jī)速度滑差率大于或等于12%和運(yùn)行時(shí)間大于或等于 5秒時(shí)使帶式輸送機(jī)與給煤機(jī)緊急停車，并發(fā)出聲光報(bào)警。2.4.2.4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，我們在此設(shè)計(jì)中沒有采用專門的超速傳感器，通過膠帶速度與設(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， 這里標(biāo)準(zhǔn)帶速為 2m/s。2.4.2.5斷帶從大量的斷帶事故分析可知， 帶式輸送

30、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)和停車時(shí)應(yīng)力變化大；（ 5）輸送帶自身質(zhì)量不過關(guān)，輸送帶服務(wù)年限過長，輸送帶長時(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，我們通過檢測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，命令皮帶緊急停車，同

31、時(shí)停給煤機(jī)，并發(fā)出聲光報(bào)警。2.4.2.6堆煤傳感器當(dāng)煤倉內(nèi)有大煤塊塞住煤倉漏口時(shí)，會(huì)使煤流阻在煤倉內(nèi)， 無法向膠帶投放。由于煤倉特別大，如果沒有人及時(shí)發(fā)現(xiàn)煤倉堆煤，煤在煤倉內(nèi)會(huì)越堆越多， 最后會(huì)迫使使用大量人力物力來挖除煤倉內(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傳感器。KG1006系列物料探測傳感器包括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)測料倉物料高度；檢測

32、輸送機(jī)溜槽阻塞或轉(zhuǎn)載點(diǎn)堆積。 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 0.4 60s 可調(diào)，瞬間復(fù)位，輸出開關(guān)信號。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。2.4.2.7煙霧檢測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，因此我們在滾筒處設(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。 煙霧傳感器可分為離

33、子感煙式和光電感煙式兩類， 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KGN1-1型煙霧傳感器，它為礦用本質(zhì)安全型，用于監(jiān)測煤礦井下因機(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的開關(guān)量信號， 紅色 LED電源指示，報(bào)警時(shí)閃爍，頻率1Hz. 當(dāng)檢測到煙霧濃度超過設(shè)定值時(shí)，發(fā)出灑水指令，啟動(dòng)灑水裝置對主滾筒進(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 2-3 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 5m/s時(shí)應(yīng)安裝

34、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， 必須對其定期打掃和清洗。2.4.2.8拉線急停開關(guān)在皮帶輸送機(jī)運(yùn)行過程中， 總有一些無法監(jiān)測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)的拉線急停開關(guān)，使輸送帶緊急停車， 避免發(fā)生重大事故。 我們采用常州自動(dòng)化研究所的KG9001A-C型編碼式拉繩急停閉鎖開關(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 80-100 米按一個(gè)，應(yīng)安

35、裝在易于觀察到、易于操作的地方。圖 2-6煙霧傳感器圖 2-7拉線急停開關(guān)KG9001A-C型拉線急停開關(guān)的技術(shù)參數(shù)如下所示：拉力15020N行程810mm復(fù)位形式人工復(fù)位工作電壓DC1015V，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0.1mA;動(dòng)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(shí)別地址0 63引入電纜外徑KG9001A-C 兩側(cè)出線口（ 2 個(gè)） 15 20mm；下部出線口（ 4個(gè)） 612mm出廠時(shí)拉繩配置長度235m外殼防護(hù)等級IP54重量7.5kg2.4.2.9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(shí)，會(huì)使膠帶燃著。因此

36、，我們要及時(shí)監(jiān)測滾筒溫度，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， 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(xiàng)目的具體要求， 被測對象是一直轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)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(jì)， 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 010V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(diǎn)。我們將檢測到的紅外溫度與設(shè)

37、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。 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。2.4.2.10縱撕檢測鋼線芯帶式輸送機(jī)以其強(qiáng)度高、運(yùn)量大和運(yùn)距長等優(yōu)點(diǎn)， 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?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)很長的時(shí)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

38、鐵絲鉤住輸送帶等。就發(fā)生縱撕的地點(diǎn)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(diǎn)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(shí)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(huì)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(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，迫使限位開關(guān)動(dòng)作（圖 2-8 ）。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?yàn)槔χ睾系揭黄穑锪蠠o

39、法落下時(shí)，卻無法檢測的到。1回空帶； 2托盤； 3支點(diǎn)： 4平衡錘； 5承載帶圖 2-8 漏料檢測器（ 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(shí)， 兩個(gè)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(dòng)機(jī)停機(jī)。此外，帶寬檢測裝置和時(shí)間繼電器配合使用， 當(dāng)接受到信號后， 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(shí)，超

40、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(shí)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(dòng)檢測器。它的激振器是一個(gè)偏心圓盤，布置在兩個(gè)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(dòng)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(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，輸出信號相應(yīng)減弱， 則放大器發(fā)出信號， 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 DJSBA-1型縱撕傳感器。

41、DJSBA-1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，物料超過設(shè)定重量（ 0.2kg ）時(shí)，傳感器發(fā)出動(dòng)作信號送至主控系統(tǒng)，立即停車并聲光報(bào)警。2.4.3PLC簡述隨著微處理器、 計(jì)算機(jī)和數(shù)字通信技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制已經(jīng)廣泛應(yīng)用在所有的工業(yè)領(lǐng)域?？删幊绦蚩刂破鳎≒rogrammableLogic Controll er）正是順應(yīng)這一潮流出現(xiàn)的，它是以微處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)控制裝置。1987年，美國電氣制造協(xié)會(huì)（ NEMA）對可編程序控制器下了定義： 可編程序控制器

42、是一種帶有指令存儲(chǔ)器、數(shù)字的或模擬的輸入輸出接口，以位運(yùn)算為主，能完成邏輯、順序、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算功能，用于控制機(jī)器和生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制裝置?？删幊绦蚩刂破骱喎QPLC，它的應(yīng)用面廣、功能強(qiáng)大、使用方便，已經(jīng)成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一。PLC已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，PLC在其它領(lǐng)域，例如在民用和家庭自動(dòng)化設(shè)備中的應(yīng)用也得到了迅速發(fā)展。（ 1） PLC 的系統(tǒng)構(gòu)成PLC的硬件系統(tǒng)由 CPU、I/O 擴(kuò)展機(jī)及外部設(shè)備組成。 如圖 2-9 所示。西門子 PLC以其極高的性能價(jià)格比，在國內(nèi)占有很大的市場份額，在我國的各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。本次設(shè)計(jì)所采用的 S

43、7300屬于模塊式 PLC，主要由機(jī)架、 CPU模塊、信號模塊、功能模塊、 接口模塊、通信處理器、電源模塊和編程設(shè)備組成，各種模塊安裝到機(jī)架上。通過CPU模塊或通信模塊上的通信接口， PLC被連接到通信網(wǎng)絡(luò)上， 可以與計(jì)算機(jī)、其它 PLC或其它設(shè)備通信。與繼電器控制系統(tǒng)相比， PLC可以認(rèn)為是由輸入部分、控制部分和輸出部分等組成， 但它是采用大規(guī)模的集成電路的微處理器和存儲(chǔ)器來代替繼電器控制線路， 控制作用是通過編制好并存入內(nèi)存的程序來實(shí)現(xiàn)的。我們可以認(rèn)為 PLC的等效電路如下：輸入部分：用于接受外部輸入信號，與外部輸入設(shè)備連接。可以等效為一個(gè)受控于外部用戶輸入設(shè)備的繼電器線圈（輸入繼電器）。

44、控制部分： 等效于一個(gè)受控于內(nèi)部邏輯的一個(gè)線圈， 接點(diǎn)可用于驅(qū)動(dòng)外部輸出設(shè)備的繼電器。輸出部分：用于與外部輸出設(shè)備連接。圖 2-9 PLC 控制系統(tǒng)示意圖（ 2） PLC的工作原理CPU中的程序分為操作系統(tǒng)和用戶程序。操作系統(tǒng)用來處理 PLC 的啟動(dòng)、刷新輸入 / 輸出過程映像區(qū)、調(diào)用用戶程序、處理中斷和錯(cuò)誤、管理存儲(chǔ)區(qū)和通信等任務(wù)。 用戶程序由用戶生成，用來實(shí)現(xiàn)用戶要求的自動(dòng)化任務(wù)。 STEP7將用戶編寫的程序和程序所需的數(shù)據(jù)放置在塊中，功能塊 FB和功能 FC相當(dāng)于用戶編寫的子程序，系統(tǒng)功能 SFC 的系統(tǒng)功能塊 SFB是操作系統(tǒng)提供給用戶使用的標(biāo)準(zhǔn)子程序，這些塊也通稱為邏輯塊。PLC采用

45、循環(huán)執(zhí)行用戶程序的方式，這種運(yùn)行方式也稱為掃描工作方式。 OB1是用于循環(huán)處理的組織塊，相當(dāng)于用戶程序的主程序，它可以調(diào)用其它的塊，或被中斷程序（組織塊）中斷。PLC得電或由STOP模式切換到 RUN模式時(shí)， CPU執(zhí)行啟動(dòng)操作， 清除沒有保持功能的位存儲(chǔ)器、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器，清除中斷堆棧和塊堆棧的內(nèi)容，復(fù)位保存的硬件中斷等。此外還要執(zhí)行一次用戶編寫的“系統(tǒng)啟動(dòng)組織塊” OB100，完成用戶指定的初始化操作， 以后將進(jìn)入周期性的循環(huán)運(yùn)行。循環(huán)程序處理過程可以被某些事件中斷， 如果有中斷事件出現(xiàn)， 當(dāng)前執(zhí)行的塊將停止執(zhí)行， 并調(diào)用分配給該事件的組織塊。 該組織塊執(zhí)行完畢后，被中斷的塊將從被中斷的地方開始繼續(xù)執(zhí)行。在 PLC的存儲(chǔ)器中，設(shè)置了一片區(qū)域用來存放輸入信號和輸出信號的狀態(tài)，它們分別存放在輸入過程映像區(qū)和輸出過程映像區(qū)。PLC梯形圖中的其它編程元件也有對應(yīng)的映像存儲(chǔ)區(qū)。在循環(huán)程序處理中，CPU并不直接訪問 I/O 模塊中的輸入地址區(qū)域和輸出地址區(qū)域， 而是訪問 CPU內(nèi)部的過程映像區(qū)。 在讀輸入模塊階段， PLC將所有外部輸入電路的接通 / 斷開狀態(tài)讀如輸入過程映像區(qū)。 在寫輸出模塊的階段，CPU將輸出過程映像區(qū)的狀態(tài)傳給輸出模塊。在程序執(zhí)行階段，即使外部輸入信號的狀態(tài)發(fā)生了變化，輸入過程映像位的狀態(tài)也隨之而變，輸入信號變化了的狀態(tài)字能在下一個(gè)循環(huán)掃描周期的讀輸入模塊階段