該控制系統(tǒng)具有智能化程度高、使用方便、安裝操作簡(jiǎn)單、易學(xué)易用等特點(diǎn)，能適應(yīng)固定式或可伸縮式輸送機(jī)的軟起動(dòng)、功率平衡、自動(dòng)張緊等多種復(fù)雜控制和綜合保護(hù)要求。系統(tǒng)除能實(shí)現(xiàn)單機(jī)控制外，還可通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸，組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)大范圍內(nèi)的集中監(jiān)測(cè)控制功能。
1、帶式輸送機(jī)電氣控制系統(tǒng)的組成及工作原理
本系統(tǒng)分為手動(dòng)／自動(dòng)模式和單臺(tái)／集控模式。手動(dòng)狀態(tài)主要用于單臺(tái)調(diào)試及故障檢修。在手動(dòng)狀況下，各傳感器只檢測(cè)和報(bào)警，可用于某傳感器故障時(shí)的強(qiáng)迫啟動(dòng)。自動(dòng)方式用于單臺(tái)或多條膠帶機(jī)的集中控制，為正常情況下的工作模式。集控必須在自動(dòng)模式下才能運(yùn)行，主要指多條膠帶機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。
1.1系統(tǒng)組成
帶式輸送機(jī)的電氣控制系統(tǒng)由電氣控制部分、保護(hù)用傳感器及計(jì)算機(jī)終端組成。本系統(tǒng)的主要控制部件是PLC，綜合各方面因素考慮，選用德國(guó)西門子公司生產(chǎn)的S7 -200PLC，配合外圍傳感器進(jìn)行控制和保護(hù)。其中電氣控制部分是本文介紹的重點(diǎn)；各傳感器直接或間接地連接到PLC上作為開(kāi)關(guān)量輸入，可起到保護(hù)膠帶機(jī)正常運(yùn)行的作用；計(jì)算機(jī)終端是客戶監(jiān)控端，用戶可通過(guò)操作界面組態(tài)王來(lái)監(jiān)控膠帶機(jī)的運(yùn)行，并隨時(shí)監(jiān)視各傳感器的運(yùn)行狀態(tài)。硬件結(jié)構(gòu)圖如匿1所示。執(zhí)行器和傳感器主要由速度傳感器、跑偏傳感器、撕裂傳感器、煤位傳感器、煙霧傳感器、拉繩開(kāi)關(guān)、溫度傳感器、聲光報(bào)警裝置等組成。跑偏傳感器分別在膠帶機(jī)的輸送機(jī)機(jī)頭和機(jī)尾，并成對(duì)對(duì)稱安裝；拉繩開(kāi)關(guān)每50m設(shè)置一個(gè)，固定在設(shè)備沿線位置；語(yǔ)音報(bào)警裝置每100m設(shè)置一個(gè)；速度傳感器安裝在驅(qū)動(dòng)裝置附近；煙霧傳感器懸掛于驅(qū)動(dòng)裝置附近下風(fēng)口處；堆煤開(kāi)關(guān)安裝于卸載點(diǎn)；張緊絞車起動(dòng)器安裝于張緊絞車附近；縱撕傳感器安裝于受料點(diǎn)沿膠帶運(yùn)行方向10m左右的地方。
1.2系統(tǒng)工作原理
系統(tǒng)工作原理簡(jiǎn)介如下：系統(tǒng)啟動(dòng)前各臺(tái)設(shè)備預(yù)警；地面輸煤生產(chǎn)線上各設(shè)備按逆煤流方向順序延時(shí)起動(dòng)，按順煤流方向順序延時(shí)停車；輸煤線上任一設(shè)備因故障或其它原因停車時(shí)，來(lái)煤方向各設(shè)備立即停車，順煤方向順序延時(shí)停車，以避免堆煤，減少皮帶壓煤；在緊急情況下，任一設(shè)備都可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)急停按鈕實(shí)現(xiàn)緊急停車；對(duì)各臺(tái)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)實(shí)時(shí)自動(dòng)檢測(cè)，并將信息傳輸給PLC與計(jì)算機(jī)；各臺(tái)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況及故障報(bào)警等信息都可以在計(jì)算機(jī)屏幕上動(dòng)態(tài)模擬顯示。
2、電氣控制系統(tǒng)的保護(hù)原理及界面設(shè)計(jì)
2.1PLC程序設(shè)計(jì)
針對(duì)上述內(nèi)容，帶式輸送機(jī)的保護(hù)可分為信號(hào)檢測(cè)、邏輯運(yùn)算、控制輸出等，這些過(guò)程均由PLC自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。首先由各種傳感器檢測(cè)出膠帶機(jī)的各種信號(hào)．將這些信息輸入到PLC內(nèi)部，由PLC內(nèi)CPU判斷，同時(shí)根據(jù)控制輸入的要求，依照編定的程序，完成控制功能，實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)預(yù)告、設(shè)備運(yùn)行和膠帶機(jī)保護(hù)。下面主要介紹電控系統(tǒng)中開(kāi)關(guān)信號(hào)的處理、頻率信號(hào)的處理和模擬量的處理。
2.1.1開(kāi)關(guān)量信號(hào)
開(kāi)關(guān)量信號(hào)有溫度堆煤、拉繩閉鎖、煤位、煙霧、主電機(jī)返回等信號(hào)，可分為無(wú)電位的開(kāi)關(guān)量和有電位的開(kāi)關(guān)量?jī)煞N。對(duì)于有電位的開(kāi)關(guān)量，因?yàn)镻LC的開(kāi)關(guān)量輸入需要標(biāo)準(zhǔn)的參考電壓DC24V，所以要將非標(biāo)準(zhǔn)的電壓經(jīng)過(guò)放大電路將其轉(zhuǎn)換為PLC能夠識(shí)別的標(biāo)準(zhǔn)參考電位。
2.1.2頻率信號(hào)
由速度傳感器輸出峰值Sv的方波信號(hào)進(jìn)入PLC的高速計(jì)數(shù)口（簡(jiǎn)稱計(jì)數(shù)口），實(shí)現(xiàn)膠帶機(jī)運(yùn)行速度的檢測(cè)，并實(shí)現(xiàn)打滑和斷帶保護(hù)。該頻率信號(hào)與膠帶速度的對(duì)應(yīng)關(guān)系為：，-120v，其中，為輸出頻率值，單位為Hz；F為膠帶速度，單位為m/s。
系統(tǒng)對(duì)帶式輸送機(jī)的速度控制如下：皮帶機(jī)正常運(yùn)行后，PLc通過(guò)速度傳盛器檢測(cè)膠帶輸送機(jī)的實(shí)時(shí)速度，與額定速度比較，當(dāng)檢測(cè)到的速度v>70%（%為膠帶機(jī)額定速度）時(shí)認(rèn)為正常；當(dāng)30%《VS70%%且持續(xù)數(shù)秒，認(rèn)為打滑故障發(fā)生；當(dāng)0≤V≤30%“且持續(xù)數(shù)秒時(shí)，認(rèn)為斷帶故障發(fā)生，執(zhí)行相應(yīng)的操作。
2.1.3模擬信號(hào)的處理。
檢測(cè)三相主電流，通過(guò)電流互感器檢測(cè)主電機(jī)的三相電流，將其轉(zhuǎn)換為0~5A的交流信號(hào)，再經(jīng)過(guò)電量變送器進(jìn)行光耦隔離后，將其轉(zhuǎn)換為0~5v的直流信號(hào)，送至PLC的模擬量輸人模塊。該0~5V的電壓信號(hào)與0～5A的電流信號(hào)遵循嚴(yán)格的線性關(guān)系，能夠反映主電機(jī)三相電流是否過(guò)載、斷相或短路。
經(jīng)轉(zhuǎn)換、隔離后的O_5V電壓信號(hào)送至PLC模擬量輸入模塊，CPU進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算，從而進(jìn)行過(guò)載、斷相、短路保護(hù)。過(guò)載保護(hù)按照反時(shí)限法則進(jìn)行，過(guò)載保護(hù)動(dòng)作特性見(jiàn)表l所示。
短路保護(hù)：主回路三相工作電流中的任何一相電流大于8倍額定電流時(shí)，認(rèn)為短路。斷相保護(hù)：主回路三相工作電流中任何兩相電流相差0.6倍且持續(xù)120s以上時(shí)，斷相保護(hù)動(dòng)作。
2.2組態(tài)界面設(shè)計(jì)
控制系統(tǒng)上位機(jī)采用工業(yè)計(jì)算機(jī)IPC610與組態(tài)軟件組態(tài)王相結(jié)合，將Siemens PLC200通過(guò)PCI電纜連接到計(jì)算
機(jī)的RS232串口，組建MP1(multiply pmt inledace)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊。由組態(tài)軟件設(shè)計(jì)的人機(jī)界面圖像清晰，動(dòng)態(tài)顯示設(shè)備的運(yùn)行狀況和各執(zhí)行傳感器的狀態(tài)，進(jìn)行參數(shù)實(shí)時(shí)檢測(cè)和歷史數(shù)據(jù)查詢，并能在設(shè)備發(fā)生故障時(shí)對(duì)位顯示故障位置及故障類型，同時(shí)在工作現(xiàn)場(chǎng)，控制臺(tái)也會(huì)有聲光報(bào)警和語(yǔ)音報(bào)警，提示操作人員根據(jù)情況及時(shí)做相應(yīng)處理。
3、結(jié)語(yǔ)
該P(yáng)LC電氣控制系統(tǒng)具有智能化程度高、使用方便、安裝操作簡(jiǎn)單、易學(xué)易用等特點(diǎn)，能適應(yīng)固定式或可伸縮式輸送機(jī)軟起動(dòng)、功率平衡、自動(dòng)張緊等多種復(fù)雜控制和綜合保護(hù)要求，使用范圍廣。本裝置除能實(shí)現(xiàn)單臺(tái)膠帶機(jī)控制外，還可通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)多條膠帶機(jī)的集中監(jiān)測(cè)控制功能，具有一定的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
相關(guān)輸送機(jī)產(chǎn)品：
1、皮帶輸送機(jī)
2、斗式提升機(jī)
3、刮板輸送機(jī)
