該控制系統(tǒng)具有智能化程度高、使用方便、安裝操作簡單、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、功率平衡、自動張緊等多種復(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，還可通過數(shù)據(jù)傳輸，組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)大范圍內(nèi)的集中監(jiān)測控制功能。
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／自動模式和單臺／集控模式。手動狀態(tài)主要用于單臺調(diào)試及故障檢修。在手動狀況下，各傳感器只檢測和報警，可用于某傳感器故障時的強(qiáng)迫啟動。自動方式用于單臺或多條膠帶機(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上作為開關(guān)量輸入，可起到保護(hù)膠帶機(jī)正常運(yùn)行的作用；計算機(jī)終端是客戶監(jiān)控端，用戶可通過操作界面組態(tài)王來監(jiān)控膠帶機(jī)的運(yùn)行，并隨時監(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、拉繩開關(guān)、溫度傳感器、聲光報警裝置等組成。跑偏傳感器分別在膠帶機(jī)的輸送機(jī)機(jī)頭和機(jī)尾，并成對對稱安裝；拉繩開關(guān)每50m設(shè)置一個，固定在設(shè)備沿線位置；語音報警裝置每100m設(shè)置一個；速度傳感器安裝在驅(qū)動裝置附近；煙霧傳感器懸掛于驅(qū)動裝置附近下風(fēng)口處；堆煤開關(guān)安裝于卸載點(diǎn)；張緊絞車起動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)工作原理簡介如下：系統(tǒng)啟動前各臺設(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起動，按順煤流方向順序延時停車；輸煤線上任一設(shè)備因故障或其它原因停車時，來煤方向各設(shè)備立即停車，順煤方向順序延時停車，以避免堆煤，減少皮帶壓煤；在緊急情況下，任一設(shè)備都可通過現(xiàn)場急停按鈕實(shí)現(xiàn)緊急停車；對各臺設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)實(shí)時自動檢測，并將信息傳輸給PLC與計算機(jī)；各臺設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況及故障報警等信息都可以在計算機(jī)屏幕上動態(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
2.1PLC程序設(shè)計
針對上述內(nèi)容，帶式輸送機(jī)的保護(hù)可分為信號檢測、邏輯運(yùn)算、控制輸出等，這些過程均由PLC自動實(shí)現(xiàn)。首先由各種傳感器檢測出膠帶機(jī)的各種信號．將這些信息輸入到PLC內(nèi)部，由PLC內(nèi)CPU判斷，同時根據(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)中開關(guān)信號的處理、頻率信號的處理和模擬量的處理。
2.1.1開關(guān)量信號
開關(guān)量信號有溫度堆煤、拉繩閉鎖、煤位、煙霧、主電機(jī)返回等信號，可分為無電位的開關(guān)量和有電位的開關(guān)量兩種。對于有電位的開關(guān)量，因?yàn)镻LC的開關(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)過放大電路將其轉(zhuǎn)換為PLC能夠識別的標(biāo)準(zhǔn)參考電位。
2.1.2頻率信號
由速度傳感器輸出峰值Sv的方波信號進(jìn)入PLC的高速計數(shù)口（簡稱計數(shù)口），實(shí)現(xiàn)膠帶機(jī)運(yùn)行速度的檢測，并實(shí)現(xiàn)打滑和斷帶保護(hù)。該頻率信號與膠帶速度的對應(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通過速度傳盛器檢測膠帶輸送機(jī)的實(shí)時速度，與額定速度比較，當(dāng)檢測到的速度v>70%（%為膠帶機(jī)額定速度）時認(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，認(rèn)為斷帶故障發(fā)生，執(zhí)行相應(yīng)的操作。
2.1.3模擬信號的處理。
檢測三相主電流，通過電流互感器檢測主電機(jī)的三相電流，將其轉(zhuǎn)換為0~5A的交流信號，再經(jīng)過電量變送器進(jìn)行光耦隔離后，將其轉(zhuǎn)換為0~5v的直流信號，送至PLC的模擬量輸人模塊。該0~5V的電壓信號與0～5A的電流信號遵循嚴(yán)格的線性關(guān)系，能夠反映主電機(jī)三相電流是否過載、斷相或短路。
經(jīng)轉(zhuǎn)換、隔離后的O_5V電壓信號送至PLC模擬量輸入模塊，CPU進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算，從而進(jìn)行過載、斷相、短路保護(hù)。過載保護(hù)按照反時限法則進(jìn)行，過載保護(hù)動作特性見表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，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，斷相保護(hù)動作。
2.2組態(tài)界面設(shè)計
控制系統(tǒng)上位機(jī)采用工業(yè)計算機(jī)IPC610與組態(tài)軟件組態(tài)王相結(jié)合，將Siemens PLC200通過PCI電纜連接到計算
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)計的人機(jī)界面圖像清晰，動態(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)時檢測和歷史數(shù)據(jù)查詢，并能在設(shè)備發(fā)生故障時對位顯示故障位置及故障類型，同時在工作現(xiàn)場，控制臺也會有聲光報警和語音報警，提示操作人員根據(jù)情況及時做相應(yīng)處理。
3、結(jié)語
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、功率平衡、自動張緊等多種復(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)單臺膠帶機(jī)控制外，還可通過數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)多條膠帶機(jī)的集中監(jiān)測控制功能，具有一定的市場經(jīng)濟(jì)價值。
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)
