胶带控制

胶带控制（精选十篇）

胶带控制 篇1

1 系统的构造和组成

集散型结构的主要特征就是将数据信息准确无误的在地面控制主站和井下控制分站之间进行传送。该系统的结构就是集散型结构。系统构造如图1所示。

地面控制主站主要硬件是2台上位机, 加上相关的软件使得地面控制主站性能有所提高。这样的地面控制主站使系统的冗余性能有所提升, 原因在于2台上位机的构造能完成双击热备的特殊功能。对于距离较远的的井下控制分站不能快捷迅速的进行控制以及控制顺煤流更不能很好地检测其运行过程中产生的数据信息。该系统还可以将数据自动生成报表。地面控制总站控制井下控制分站的方式有很多种, 不仅可以实现远程控制还可以随时随地进行自动或手动控制, 通过井下控制分站可以采集获取胶带机工作状态下的数据。井下控制分站的控制过程是有条理且连贯的, 地面控制主站的发出的控制命令先是经过井下控制分站的构成系统KJD30Z主控系统, 该系统会对经过井下控制分站的重要构件传感器检测后所发出的信号的规格要求做出判断, 紧接着会检测并且控制此信号, 井下控制分站的主要构件KDK8数据接口箱最后接受到的命令就是此信号经过处理后的命令, 最后控制设备。

2 进行远程控制的方法

如何进行胶带机的远程控制, 首先胶带机运行过程中数据通信要可靠且快速、保护装置更要完善可靠、管理机制要有效可行。井下控制的分站为远程控制的工作模式时上位机将对胶带机进行远程控制, 井下控制分站可以开车时上位机会马上监测到, 在上位机人员发出启车命令之前要告诉胶带机沿线的操作人员离开胶带机, 控制命令传到井下控制分站时不能马上进入启车过程, 自动实施10s预警是必不可少的一个步骤。只有发生故障系统会自动报警并停止车启, 比如停车故障。数据库也会立刻缓存便于日后查询和参考分析;否则各种运行时的数据会准确无误的被系统正常接收并监测。

3 控制顺煤流的步骤和方法

自动化运行的胶带机发展到今天, 采用顺煤流控制是胶带机自动控制发展的必然趋势。启动顺煤流时开车命令将由上位机发出, 然后井下控制分站接会到此命令, 紧接着2#胶带机会在经过TO后自动开车, TO是启动胶带机所花费的时间经过TO后2#启动机没有开启的话, 警报将会由系统自动发出, 这就说明整个流程没有开启成功。如果成功启动就会启动给煤机, 上位机将在T1后开、停单条胶带, T 1是给煤机开启的时间段。 (a) 上位机开启单条胶带的操作过程. (b) 上位机停止单条胶带操作过程.

如何进行停车控制呢, 下面就着重简介一下流程:上位机最先发出的流程停车命令传出后, 2个井下控制分站会同时接收到这个命令, 下一步系统将在经过T4后自动停止运行给煤机。如果时间过了T4后给煤机仍旧没有停止的情况下, 系统自动发出报警的提示。反之, 给煤机停止了, 要求在T5 (T 5=L/V) , 2#胶带上的煤会在T5内拉完, 后将2#胶带机停止。2#胶带机会在T6后停止。如果2#胶带机没有停止, 系统会发出警报。在2#胶带机停止后, 要在T7 (T7=L 1/, V1, L 1代表1#胶带的长度, V1表示1#胶带的额定速度) 后停止1#胶带机。到此停车流程已经正式完成。

结语

煤矿胶带运输控制系统的结构组成、特征以及操作流程在此文中做了详细讲解和记载, 同时文章简单讲述了通用PLC的不足, 也突出说明了基于嵌入式本安计算机的KJ161型煤矿胶带运输控制系统安全性能高、操作快捷灵便、显示性能强等优点。重点举例说明和讲解了KJ161系统是如何运行胶带输送机远程控制和启动或停止顺煤流。

摘要：本文主要讨论煤矿胶带运输控制系统, 该系统是以嵌入式本安计算机为基础的控制系统, 其型号为KJ161。相对于由通用PLC和隔爆外壳组成的煤矿胶带运输控制系统来说更加安全, 操作起来更加快捷灵便, 显示性能也更加先进。一方面该论文就如何采用KJ161系统来远程操控胶带输送机以及顺煤流是如何开启、停止做了详细介绍。另一方面针对如何安装、调试、操作和维修胶带输送机运输监控系统做了讲解。

关键词：煤矿,胶带机,远程控制,顺煤流控制

参考文献

[1]王惠忠, 王树胜, 费运河, 等.井下胶带机地面远程集中, 控制系统[J].工矿自动化, 2002 (01) .

煤矿胶带自动化控制改造方案 篇2

关键词带式输送机;控制系统;改造

带式输送机是煤矿最重要的运输系统，一旦发生故障就会影响到煤矿的生产和经营。根据大阳泉煤矿数字化矿山建设的相关要求和规划，原来的带式输送机自动化控制系统已无法满足井下生产运输的需要，必须对其进行相应的自动化控制改造，通过对技术进行相应的升级，对主运输系统的带式输送机加强统一的检测、管理和控制，从而加强对大阳泉煤矿主运输系统的运输能力的控制，保障该煤矿实现高效高产安全生产。

1工程概况

胶带输送机多级驱动系统控制研究 篇3

关键词:CST;传送带;控制系统

胶带输送机是选煤厂、斜井运煤的主要运输设备,带式输送机具有运量大、运输连续、维护简便等特点,在煤矿生产中是比较经济可靠的运输设备,所以已成为井下原煤运输的主要运输设备。但由于三相异步电机起动性能差,而且起动电流大,对电网的冲击给其它用电设备带来影响;动转矩大,与带式输送机直相连起动,会增加胶带的张力,缩短胶带的使用寿命。为了式输送机胶带及其它部件的使用寿命,在带式输送机上应用可控起动显得非常重要。目前大型带式输送机可控起动装置主要有液力调速装置、液体豁性传动装置、交流电机软起动装置等几种。

CST(ControlledStartTransmission可控传动技术)是由美国R。CkwellAutomation/Dodge公司研制开发的一种带有电一液反馈控制及齿轮减速器,在低速轴端装有线性、湿性离合器的新型机电一体化软起动系统。该装置通过比例阀及控制系统实现软起动与功率平衡,是集减速、离合、调速于一体的传动装置。典型的CTS系统主要由机械传动系统、电液控制系统、风冷热交换器、油泵系统、冷却控制系统等五部分组成。在传动系统稳定阶段,CST装置与液力偶合器不同,CTS的反应盘像液压制动器一样完全锁住,此时不产生滑差,没有效率损失。CTS是目前唯一能保证在紧急停车或突然断电时提供可控停车的驱动系统。

一、CST系统介绍

(一)CST系统的原理

CST系统是由微机控制的机械与液压组合的系统。它的主机是一个装有湿式摩擦离合器反应盘的齿轮变速器。CST系统之所以具有良好的起动、停车、调速和功率平衡的功能,主要是通过控制主机摩擦离合器反应盘来控制行星传动的差动功能实现的。摩擦离合器反应盘是内轮毅、外轮毅、环形液压缸及静、动摩擦片等的统称。它的传动路线、转向及其冷却示意如图2.2所示。这种摩擦离合器反应盘传动的基本原理是基于液粘传动的摩擦定律,液粘传动常用的液力传动油或硅油基本上符合牛顿内摩擦定律的规律,它的动力粘度不随剪切速度而变,剪切应力与剪切速度成正比,被视为牛顿流体。CTS系统主机的摩擦离合器反应盘的工作原理就是利用牛顿内摩擦这一基本原理设计而成的液粘调速离合器。

(二)CST装置的特点

CST装置具有如下特点:

a.软连接、可控软起动(停车);

b.集机电控于一体,具有完善的智能故障自诊断功能;

C.有效延长皮带机整体使用寿命,提高运行效率,降低维护成本;

d.完善的多点驱动功率平衡解决方案;

e.控制系统开放,易于实现数据共享和网络化,便于整体矿山自动化系统的集成。

二、驱动控制系统的实现

随着现场总线技术、PLC技术、控制网络的迅猛发展,带式输送机监控系统采用现场总线技术、PLC等构成网络,能够实现对现场数据的采集几处理、控制和通讯功能,监测接触器故障、液压故障、绞车过速、打滑、油温超限、绞车张力过大、绞车张力过小和张紧限位故障、跑偏开关、拉线开关、纵撕傳感器、堆煤传感器、烟雾传感器、打滑传感器、洒水装置等信号;具有过载保护、接地漏电保护、接地漏电跳闸、短路保护、缺相保护、先导保护及欠压保护等功能;同时对CST装置的各种信号进行检测并控制CTS的运行。本文主要研究CST装置的控制方法与实现。

(一)CST控制原理

基于PLC的控制系统可对每台CST装置进行监视、控制和操作,并提供用户接口。采用CST的主要目的是在起动过程加速阶段降低张力作用对胶带输送机带来的不利影响,通过控制起动上升曲线,可减小胶带输送机空载或满载起动时带来的瞬时尖峰张力,从而得到一个满意的动态结果。在一些超长的带式输送机应用中,通过在上升曲线中增加一段缓冲特性来提升起动性能。缓冲性确保胶带输送机在起动初始阶段逐渐张紧,胶带输送机各部分单元在胶带输送机正常加速之前处于低速低起动力矩的运行状态,这降低了胶带输送机的应力作用。在一些超长、多摸数胶带输送机中,胶带机内存储的动应力能量在制动过程中会出现反作用,产生尖峰应变力,甚至比起动过程产生的影响更大。

在动态分析的基础上,尤其对停车失败或紧停制动这些状态下应力波的分析结果,需要为CST的停车过程提供一减速曲线,这种减速方式通过在输出轴上安装飞轮系统进行解决。再大多数应用中,依靠与皮带输送机相连的驱动装置和电机的惯量,控制环形活塞压力也可得到这种特性,带式输送机监控系统设计。

(二)系统组成

控制系统选用AB公司的SLC50O系列作为控制器,并支持多种通信方式。过HD十网实现现场级人机界面装置Pna1eVlwe与中央处理器进行通信控制和显示相关信息。

主驱动控制系统是典型的串级控制系统,离合器压力反馈控制系统构成系统的副回路,输出轴速度反馈控制构成系统的主回路;控制器皆采用PDI控制。从驱动控制系统为电机功率闭环控制系统,功率给定信号由主电机功率检测信号确定,是典型的随动系统。

PDI控制是控制系统中应用最广泛的一种控制规律,实际运行经验及理论分析充分表明,这种控制规律在对相当多的工业对象进行控制时能够得到较满意的结果,因而在本系统中控制器皆采用PDI控制算法。

三、结束语

CST(ControlledStartTransmissi可控传动技术)这种新型机电一体化软起动系统,通过比例阀及控制系统实现软起动与功率平衡,是集减速、离合、调速于一体的传动装置。是目前唯一能保证在紧急停车或突然断电时提供可控停车的驱动系统。

参考文献:

[1]吴式瑜,岳胜云.选煤基础知识[M].北京:煤炭工业出版社,2003.

胶带机运输系统的集中控制研究 篇4

1 胶带机运输系统的研究现状

1.1 分析现状的资料准备

为了充分地了解胶带机运输系统集中控制的研究现状, 通过以下的方法来搜集相关的研究资料。首先, 在知网上, 以“胶带机运输系统”和“集中控制”为关键词进行相关的论文搜索。然后再针对搜索的结果, 以论文刊发期刊的质量为标准, 特别是核心期刊所载的论文更是研究分析的重点资料。其次, 在此基础上, 又以“下载”次数为标准, 选择一批重点论文作为研究资料。因为知网上所统计的论文下载次数, 不仅可以再现研究者关注的焦点所在, 而且还能表明相关论文所阐释问题的影响力。

1.2 研究现状的具体分析

下边简单列举相关的研究论文:廉建国发表于《煤碳学报》的、名为《影响胶带机运输系统效率的因素探索》的文章, 下载次数达到了106次;付征耀、罗福盛发表于《钢铁技术》的、名为《胶带机通廊系统钢结构设计》的文章, 下载次数已达到了80多次;特别是2 0 1 2年来源于会议数据库的、单福友的文章《胶带运输系统控制技术研究与应用》一文, 更是大家关注的焦点。再如, 郝榕、谭得健、王树胜、费运河的、名为《井下胶带机运输地面集中控制系统的应用》以及田刚发表于《电子世界》的文章《煤矿胶带机PLC集中控制系统的设计研究》一文。

虽然, 在此不能穷尽我们为了分析胶带机运输系统集中控制的研究现状所阅读的各篇论文, 但是, 从上边简单的列举中, 却可以发现这样的问题:首先, 胶带机运输系统的集中控制的研究, 必然要涉及到整个系统的各个环节。特别是从表面上看, 《胶带机通廊系统钢结构设计》一文似乎与对胶带机运输系统的集中控制无关, 但是, 作为对胶带机运输系统集中控制产生重要影响的环境问题, 也不容在具体的集中控制研究中所忽视。其次, 作为一种集中控制研究, 对胶带机运输系统的集中控制研究, 必然要考虑到最后集中控制系统的运行效率问题。如何提高系统的运行效率, 只有在设计之初对其就给予关注, 才是最佳的解决办法。最后, 胶带机运输系统的集中控制研究, 其核心问题是相关的技术研究。就如《胶带运输系统控制技术研究与应用》、《煤矿胶带机P L C集中控制系统的设计研究》这几篇文章所涉及的问题一样, 如何把具体的技术应用于集中控制实践是研究者在技术层面研究的重点。

2 胶带机运输系统的集中控制研究

2.1 研究思路

通过上边的研究现状分析, 可以看出, 在目前的胶带机运输系统集中控制的研究主要涉及到两个层面的研究问题。即, 从技术的层面上讲, 涉及到某一技术或者说某自动化研究成果的具体运用, 如P L C集中控制系统的设计应用问题;从研究的思路层面讲, 或者说从整个胶带机运输系统的集中控制所涉及的具体问题出发, 探讨相关的问题。如影响控制系统效率问题的分析, 保证整个控制系统正常运行所需要的外部环境问题。前者可以称作是微观层面的研究, 后者可以称为宏观层面的研究。然而无论是宏观层面的研究, 还是微观层面的分析, 都是研究胶带机运输系统集中控制的关键。

2.2 研究的核心问题分析

结合上边的分析, 下边从宏观的层面, 对胶带机运输系统的集中控制研究的核心问题进行逐一的阐释和分析。

(1) 胶带机运输系统的集中控制所需要的研究问题可以简单地分为两类。一类是集中控制正常运行所需要的技术问题。包括整个运输系统每一个组成部分所需要的技术问题和整个集中控制所需要的技术问题。换而言之, 在这个集中的控制中, 需要根据每一个组成部分的运行特点, 进行相关的技术设计。如, 针对控制单元的技术设计、针对信息传送网络的通讯技术, 特别是对于远程集中控制而言, 通讯技术更为关键。再如, 针对集中控制中心而言, 面对众多的仪器、设备, 研究者更需要相关的技术作为保障。其次, 胶带机运输系统的集中控制还涉及针对故障处理的技术问题。特别是系统对故障的发现能力, 直接关系到整个集中控制系统的运行效率和安全保障。

(2) 胶带机运输系统的集中控制的相关研究还要涉及到具体的企业生产环境。这一点思考, 是阅读《影响胶带机运输系统效率的因素探索》的感悟。生产者之所以要对在相关的生产中运用胶带机, 之所以在运用的基础上还在实现对其整个运输系统进行集中控制, 目的是非常的明确, 即, 提高工作效率。然而, 胶带机运输系统的运用过程中, 究竟有哪些因素会对其集中控制产生影响, 这是设计中必须关注的问题。否则, 即使你的设计再科学、再高效, 也会在具体的运用实践中达不到其最初的设计目的。因此, 研究者还要在具体的设计与运用中, 考虑到胶带机使用企业的具体生产环境以及其员工的素质。一句话, 企业的生产环境也是集中控制研究中必须考虑的核心问题。

总之, 胶带机运输系统的集中控制有许多问题值得每一位研究分析和研究。这些问题, 不仅是其技术层面的问题, 也有研究者对现有胶带机运输系统的集中控制实践进行反思得出的宏观分析。特别是后者, 它更能为技术层面的更新提供参考的依据。

参考文献

[1]孙孔勋.基于以太环网的胶带机运输集中控制系统[C]//煤矿自动化与信息化——第21届全国煤矿自动化与信息化学术会议暨第3届中国煤矿信息化与自动化高层论坛论文集 (上册) .2011.

[2]李定波.煤矿胶带机PLC集中控制系统的设计[J].内蒙古煤炭经济, 2013 (4) :96-97.

布基胶带介绍说明 篇5

布基胶带，也称地毯双面胶带，其构成是在PE布基材上涂布热熔型压敏胶粘剂而制成的卷筒状胶粘带，简称布基胶带

布基胶带的特性特点：

1、耐温性、耐候性好，在温度变化的情况下粘性依然温度，保持力久

2、粘性强，贴服性好

3、耐化学性，耐油蜡，耐老化，防腐蚀防水等

4、易撕断，使用方便简易，不残胶

5、可制作多种颜色

分类：

布基胶带根据不同胶水，可分为热熔布基胶带，橡胶布基胶带

根据要求可分为单面布基胶带和双面布基胶带，双面布基胶带即地毯胶带

按颜色可分为：黑色布基胶带、银灰色布基胶带、红色布基胶带、白色布基胶带、绿色布基胶带、土黄色布基胶带

运用范围：

胶带控制 篇6

关键词：参数预测 模糊控制 煤炭运输 胶带驱动力 功率平衡

中图分类号：TD528.1 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）12（b）-0050-01

煤矿行业的快速发展使得煤矿生产规模越来越大，对煤矿运输设备也提出了更高的要求。目前来说，长距离、大运量的胶带运输机已经成为煤矿运输的发展趋势。随着运输量的增大，驱动系统的种类也更加多样化，由于电机功率较大，胶带转动速度较高，目前普遍采用多点驱动的方式以降低成本。在理想状态下，各个点的功率应该与分配的驱动力成正比例关系，但实际工作中由于各种不可控制因素，比如荷载的不均匀，阻力的变化等常常导致各个点的功率与理论功率存在较大的误差，各电机之间的功率不平衡，当这种不平衡较为严重时，将对电机产生损害，影响输送机的正常运行。基于这种情况，该文采用参数预测与模糊控制的方式降低不同驱动点之间的功率平衡问题，延长电机的使用寿命。

1 电机驱动功率平衡的基本原理

以最为常见的双机式驱动系统为例，两台电机分别安置在胶带的端头部位，电机通过耦合器对胶带进行驱动，完成整个煤矿运输过程。其原理是控制器按照从电机处获得的各项参数，对电机系统进行适当调整，并给出具体的指令改变电机功率，调节耦合器的所处状态，进而改变电机的胶带运动速度。

由于控制器输出的指令需要经过多个设备才能最后到达电机，信号在传递过程中不可避免会出现一定程度的损失和延迟现象，随着电机数量的增多，这种延迟现象将表现得更加明显。对于双机系统而言，尽管两个电机在系统结构上基本一致，但输出信号的不同导致系统的工作状态存在较大差异，直接导致了输出驱动力的不同。

双机驱动系统工作时的具体数学模型难以实现精确地模拟和计算，为实现双机功率平衡，建议采用模糊控制得方法较少两个电机驱动之间的差值，通过不断迭代对差值进行缩减，达到满足工作条件的目的。

2 模糊控制的实现

在利用模糊控制的方法对电机驱动进行平衡之前，首先要对系统运行过程中出现的关键信号进行模糊化处理，速度在电机运动中是一个关键参数，两个电机之间的速度偏差分别用负、零和正来表示，与速度相对应的电流偏差也用相同的表示方法，输出信号的模糊处理可以采用正转、停止和反转三个状态表示，对于电机执行器的信号模糊表示也可以按照此种方法进行标示。输出信号与执行器之间的信号进行组合，可以得到9种不同的组合结果，实际工作中，可以分别用1～9的数字表示每种工作状态，

3 系统硬件组成

考虑到输送带的工作环境和煤矿运输量的因素，控制核心采用C8051F系统，该系统信号转换能力较强，系统自身配备电压校准功能，且能够根据用户的需求进行编程处理，扩大系统的使用功能，I/O接口数量最多可达32个，计数器数量能够满足各种信号的设备要求。系统兼容能力强，能够自由地与SPI、SM、UART等串口进行有效的连接，内部有32k的RAM，在使用时也能够进行扩充。系统的种种特性导致在进行实际控制中，只需对驱动器件进行适当扩展，并调整电路系统满足井下环境的需求，即可快速实现对电机的控制调节功能。系统选择双电机控制，能够对胶带的速度进行自由的控制，并且可以自行设置最大电流、最大速度等参数，电流信号从互感器中获得后，经过信号处理系统进行放大，并对信号滤波处理，传送到控制中心，根据信号信息对电机进行控制，减少不同电机之间的功率差值，实现驱动力功率的平衡效果。

4 实验与结果

将以上介绍硬、软件设计的控制器应用到实际的输送带中进行效果检验。试验在两台50kW的电机驱动系统上进行，通过加载和减载、以及在重载和空载下，观察测量显示电流值和电机开关柜上的电流表，对比笔者原有方法（仅有模糊控制）的实验结果，电机电流（功率）平衡在5%的范围内，其平衡响应速度优于原有系统，表明采用参数预测方法对系统性能有所提高。控制器预留多种通信接口，为系统监控提供条件，也为更多驱动电机功率平衡提供方便。

5 结语

输送机的工作状态将会对煤矿生产效率产生直接影响，由于煤矿生产规模的逐渐扩大，输送量也在快速增加，采用单一的电机驱动无法满足煤炭运输的功率需求。采用多机驱动时，由于不同电机的工作环境不同，输出力矩存在较大的差异，导致电机之间有一定的功率平衡问题，会影响到电机的正常使用。利用模糊控制方法能够对电机功率进行调整，对各个信号进行模糊处理，根据从电机处获得的电流信号进行控制，减小电极之间的功率不平衡问题，利用控制器进行功率平衡试验，实验结果显示出控制器在平衡电机之间的功率上效果明显，值得进一步的深入研究。

参考文献

[1]欧阳名三，莫丽红.采用参数预测及模糊控制的胶带多机驱动功率平衡的研究[J].煤炭学报，2005（2）：255-258.

[2]刘群坡，王满利，王成硕.基于双PLC的带式输送机多机功率平衡模糊控制器研究[J].煤矿机械，2010（5）：144-146.

胶带控制 篇7

目前, 胶带运输自动化控制较多地采用PLC+隔爆外壳组成核心控制装置, 但这种方式在煤矿井下使用存在一些不足之处:

(1) PLC因不具备本安性能, 需加装隔爆外壳, 因而结构笨重、操作和显示部分简单。

(2) PLC现场编程或设置时需专用的编程器或电脑, 且需开盖带电设置, 安全性差。

(3) PLC因不具备本安性能, 在采集数据信息时, 需解决与传感器间的安全隔离问题, 因而大大增加了成本和技术难度, 故大多数隔爆PLC主要完成以开关量监测为主的逻辑控制。

(4) 数据处理能力差, 不能进行复杂的计算及数据分析;内存容量小, 无法保存历史数据。

针对上述问题, 煤炭科学研究总院常州自动化研究院研制推出了KJ161型煤矿胶带运输控制系统 (以下简称KJ161系统) 。该系统基于嵌入式本安计算机控制系统, 与采用通用PLC的胶带运输控制方式相比, 具有更好、更高的安全性和可靠性、更灵活的操作和直观的显示、良好的数据处理和分析存储能力, 且组网方便。

笔者在工程实践中, 通过对KJ161系统工况流程的了解, 总结出了一套有效的胶带机远程控制和顺煤流控制的实现方法, 现介绍于下, 供大家参考。

1 KJ161系统结构

KJ161系统为集散型结构, 主要由地面控制主站、数据传输部分和井下控制分站组成, 系统结构如图1所示。

地面控制主站由2台上位机和相应的软件组成, 2台上位机可以实现双机热备功能, 提高了系统的冗余性能。地面控制主站具有对井下控制分站的远程控制、顺煤流控制和运行数据监测功能, 同时具有数据报表功能。该系统可以通过服务器连接到矿井综合自动化平台, 实现数据的网络共享。

数据传输部分一般在地面和井下各设1台数据光端机或网络交换机, 实现数据的光电转换, 数据光端机之间采用光缆传输, 减少传输数据的干扰, 提高数据传输的可靠性。

井下控制分站由KJD30Z控制主机、KDK8数据接口箱、I/O接口及相应的传感器组成。井下控制分站具有远程控制、就地自动控制和就地手动控制等多种控制方式, 同时实现胶带机运行数据的采集功能。KJD30Z主控系统首先接收地面控制主站发来的控制命令, 同时判断传感器监测的信号是否满足控制要求, 再将控制信号和监测信号逻辑处理后的命令传递给KDK8数据接口箱, 最后由KDK8数据接口箱实现对被控设备的控制。

2 远程控制实现方法

实现胶带机远程控制功能的前提是要有快速可靠的数据通信、可靠的保护装置和有效的管理机制。井下控制分站 (KJD30Z) 通过调整优化其各个参数, 实现了与上位机数据的快速交换功能。

将井下控制分站的工作模式设置为远程控制方式时, 胶带机的控制完全由上位机操作。在上位机上监测到井下控制分站具备开车条件时, 由上位机操作人员通过通话装置提示胶带沿线的人员撤离胶带机, 发启车命令。井下控制分站接收到上位机控制命令后, 自动预警10 s, 然后进入启车过程。若在启车过程中出现任何停车类故障, 系统将停止启动并报警, 同时将系统故障信息上传给上位机, 并保存在数据库中, 以便查询、分析;若没有发生停车类故障, 系统进入正常运行阶段, 并监测各种运行参数。上位机开、停单条胶带控制流程如图2所示。

3 顺煤流控制实现方法

顺煤流控制是胶带机自动化控制的发展方向, 下面以2条直接搭接胶带和1台给煤机 (如图3所示) 为例, 介绍顺煤流控制的实现方法。

顺煤流流程启动过程:首先由上位机向2个井下控制分站发顺煤流开车命令, 井下控制分站接收到命令后, 2#胶带机自动开车, 延时T0 (T0为2#胶带机启动时间) 后, 若2#胶带机没有启动成功, 系统报警, 流程启动失败;若2#胶带机启动成功, 则启动给煤机, 延时T1 (T1为给煤机启动时间) 后, 判断给煤机是否启动成功。若给煤机启动不成功, 系统报警并退出流程启动, 若给煤机启动成功, 再延时T2后 (T2=L/V-T3;L为2#胶带长度, V为2#胶带额定速度, T3为1#胶带机启动时间) , 启动1#胶带机, 延时T3, 判断1#胶带机是否启动成功, 若1#胶带机没有启动成功, 系统报警并紧急停止2#胶带机和给煤机, 若1#胶带机启动成功, 系统进入正常运行阶段, 启动完成。胶带机顺煤流启车控制流程如图4所示。

顺煤流流程停车过程:首先由上位机向2个井下控制分站发流程停车命令, 井下控制分站接收到控制命令后, 自动停止给煤机, 延时T4, 判断给煤机是否停止成功, 若给煤机没有停止, 系统报警, 若给煤机已经停止, 延时T5 (使2#胶带上的煤完全拉完, T5=L/V) , 停止2#胶带机, 延时T6, 判断2#胶带机是否停止成功。若2#胶带机没有停止, 系统报警, 若2#胶带机已停止, 再延时T7 (T7=L1/V1, L1为1#胶带长度, V1为1#胶带额定速度) , 停止1#胶带机, 系统流程停车完成。胶带机顺煤流流程停车流程如图5所示。

4 结语

本文简要介绍了基于嵌入式本安计算机的KJ161型煤矿胶带运输控制系统的结构组成, 该系统与采用通用PLC+隔爆外壳的煤矿胶带运输控制系统相比, 具有更好的安全性、更灵活的操作和显示性能等;着重介绍了应用KJ161系统实现胶带输送机远程控制的方法和顺煤流启动、停止的方法, 它对胶带输送机运输监控系统的安装、调试、运行和维护有一定的参考价值。

参考文献

[1]王惠忠, 王树胜, 费运河, 等.井下胶带机地面远程集中控制系统[J].工矿自动化, 2002 (3) .

长距离胶带输送机控制系统探究 篇8

1 胶带输送机基本参数

工程系统实例为两条总长约14km的胶带输送机系统, 其位于内蒙古达茂旗百灵庙镇石灰石矿山区。 本文以其中一条长约6km的胶带输送机为例。 胶带输送机基本参数见表1。

2 系统配置

胶带输送机系统头部安装了2台驱动电动机和1套液压绞车张紧装置;尾部安装了1台驱动电动机和1套盘式液压制动器。胶带输送机系统沿线安装了跑偏、拉绳、测速、纵撕、打滑、堵料和压力等传感器, 用于实现对胶带输送机的沿线保护。在电控上, 采用西门子S7-300系列PLC控制系统的所有设备。

3 驱动装置

3.1 控制系统组成

长距离胶带输送机系统的启停受到地形和装载量的影响, 采用了多电动机变频调速、协调驱动的控制方式。

因驱动点位置太集中会造成整条胶带输送机某段张力太大, 无法可靠运行, 所以系统在设计时采用了3台驱动电动机“头二尾一”的分布方式, 即在输送机头部采用双电动机主从变频驱动、尾部采用单电动机变频驱动的方式, 3台变频器通过PROFIBUS-DP通讯与电控系统无缝链接, 通过电控系统的逻辑处理, 实现3台变频器 (ABB公司ACS800系列变频器, 480k W, 690VAC) 的头尾协调驱动。实际应用中, 这种方式不仅实现了胶带输送机理想曲线 (S型) 的启动和制动, 还最大化保证了输送机各驱动点之间的功率平衡和速度同步, 降低了输送机快速启动、快速停车过程对机械和电气系统的冲击。系统配电图见图1。

3.2 头部主从驱动

皮带传动属于柔性连接。 为了使传动单元之间均衡分配负载、不存在速度差异, 主变频器设置为速度控制, 从变频器设置为转矩控制, 从电动机根据主电动机的受力情况进行转矩跟踪;同时从变频器输出转速被主变频器最大转速钳位, 保证同步。 设备布置见图2。

3.3尾部控制

胶带输送机尾部采用单电动机变频调速, 设置为速度控制。 从电动机速度给定值由电控系统结合胶带输送机头部运转情况通过PLC逻辑运算得出; 根据胶带输送机头部驱动的出力情况, 调整尾部驱动的出力, 实现头尾功率平衡和速度同步。

4 沿线保护

由于长距离胶带输送机空间跨度大, 其保护传感器 (打滑、跑偏、纵向撕裂、超速、堆料等) 的数量比普通胶带输送机要多很多。 本系统为了实现胶带输送机的全程监控, 安装的保护传感器多达190 个, 这就给施工和问题信号的查找带来困难, 因此, 系统采用了带通讯功能的保护传感器。 保护传感器之间通过MODBUS协议连接, 将所有状态信息传递给综合保护仪, 综合保护仪与尾部PLC建立MODBUS连接进行数据传输。 这种方式不仅节省大量的施工作业, 在故障判断上也更加方便, 一旦出现故障报警, 便能快速锁定故障位置和故障类别, 缩短故障排查时间。 沿线保护配置如图3 所示。

5 张紧装置和张力 (检测) 装置

长距离胶带输送机在启制动过程和正常运转时, 其胶带的张力和挠度会发生变化。 为了避免输送机出现弹性伸长导致的打滑现象, 系统在头部安装了结构简单、使用安全可靠、维修方便并且响应速度快、精度高、扭矩大的液压绞车张紧装置。 为了保证输送机头尾的协调驱动, 系统尾部安装了胶带张力检测装置。

1) 因为胶带输送机在运转过程中输送带的弹性变形和塑性伸长会引起张力降低而诱发打滑, 所以传统的重锤张紧和固定式绞车张紧装置不适用于长距离、大运量的胶带机输送系统。 本系统采用的液压绞车张紧装置, 可随着胶带张力的变化而自动补偿胶带的伸长量, 其拉紧力在输送机启动和运行时自动调节。 胶带输送机启动时, 一旦胶带松边突然松弛伸长, 液压绞车拉紧装置立刻收缩, 及时补偿胶带伸长, 使紧边冲击力减小, 实现启动平稳可靠。 正常工作时, 减小拉紧力, 保证胶带输送机的安全性。 张紧装置侧视图见图4。

2) 张力 (检测) 装置安装在胶带输送机尾部, 其作用是检测输送机启动时的胶带张力变化。 张力 (检测) 装置反馈的数值高于常态数值10%左右作为胶带输送机启动的充分条件 (系统张力值足够大) , 确保多电动机协调驱动的可靠。 在系统正常运行时, 一旦张力 (检测) 装置反馈张力数值异常 (如张力值动态时骤降10%~15%) , 电控系统将做出故障或紧停的相应处理, 避免发生“断带”。

6 制动装置

结合现场带速、运料量、倾斜角度、停车时间、电动机启动力矩等因素, 系统采用盘式制动器作为整条胶带输送机的制动装置, 并将其安装在胶带输送机尾部; 同时在胶带输送机头尾变频器都配套了制动电阻, 在胶带输送机制动的过程中, 制动电阻将部分动能消耗掉, 从而起到辅助制动的作用。

盘式制动器在系统启动和停车过程中起着极为关键的作用。 在启动时, 为了避免“皮带溜车”, 系统尾部的盘式制动器不能马上打开, 要配合头部两台变频器启动的相关参数相应打开;停车时又分为正常停车和紧急制动。 正常停车为胶带输送机系统带速降低到设定值后动作, 而紧急制动时, 盘式制动器马上动作。

由于本系统落差为37.217m, 倾角为-4°~4°, 存在“势能发电”的情况。 当带料启车或系统处于力矩严重不平衡状态时, 如果发电电能不作处理, 将对变频器和电动机造成损坏。 为了避免这一现象, 在系统设计初期, 考虑能耗制动 (制动电阻配套制动单元) 和回馈 (再生) 制动 (变频器增加 “能量回馈单元”选件) 两种方案。 考虑到系统正常使用后, 诸如力矩不平衡和带料启车的情况很少出现, 兼顾成本投入和发电应用回报的因素, 最终采用将“电动机发电”能量消耗在制动电阻上的方案, 保证变频器母线电压值恒定。

7 电控系统

本系统现场传感器以通讯方式完成数据传输, 不仅降低了施工作业的成本, 而且避免了电压、电流信号长距离传输导致的衰减和信号干扰;机头和机尾两套PLC通过以太网通讯, 保证所有连锁、数据状态的快速可靠传输。 电控系统拓扑图见图5。

胶带输送机头尾电动机启动后, 进入加速状态, 根据动态分析结论, 采用S型曲线启动, 如图6 所示。

煤矿胶带运输机的PLC集中控制 篇9

关键词：PLC,胶带运输机,集中控制

1 前言

胶带运输机是煤矿的主要生产设备之一, 特别是大型现代化矿井, 从工作面直到装车站, 煤的运输几乎全部由各类胶带运输机传送,因而仅仅采用高质量的运输机还不能满足要求, 还必须设置性能完善、质量可靠、技术先进的胶带运输机集中控制系统, 以实现胶带机群的集中控制及各种保护。

煤矿胶带运输机集控系统运行安全可靠与否直接影响矿井的经济效益,因此提高系统的可靠性和安全性,实施集中监控,实现系统的综合保护,是十分必要的。

2 集控系统的描述

集控系统与调度电话系统、工业电视系统一起,构成一个完整的操作、调度、监视网络,实现对整个系统的遥测、遥信、遥控,达到提高生产效率、降低事故率、减少故障处理时间、减少现场操作人员人数、提高经济效益的目的。

目前,PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场,为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。其主要原因,在于它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案,适合于当前工业企业对自动化的需要。

在全球工业计算机控制领域,围绕开放式过程控制系统、开放式过程控制软件、开放式数据通信协议,已经发生巨大变革。随着PLC控制组态软件技术的诞生与进一步完善和发展,安装有组态软件和基于工业PC过程控制系统正在逐步得到发展。对于控制软件来讲,是PLC控制器的核心,向工业用户提供开放式的编程组态工具软件。此外,开放式通信网络技术也得到突破,其结果是将PLC融入更加开放的工业自动化控制。

3 网络系统

考虑到煤矿的现场情况和控制距离,在地面控制中心设置控制主站,采用大中型PLC系列,网络选用开放总线,在控制距离大于1200米的两个控制站间加中继器,在胶带机头设置控制设备分站。控制设备分站负责现场的信号采集与现场的实时控制。

集控系统应实时监控网络结构,具备完善的生产监控管理功能,对胶带运输主要环节及相关辅助环节的生产过程进行实时数据采集、传输、处理、显示、记录打印,对井下运输胶带系统进行远程集中监控,同时配合工业电视系统进行安全图像监视,以确保人员及设备的安全。监控网络实施后,操作员可在中控室终端上监视控制运输胶带生产过程,完成对运输胶带生产及相关环节的“遥测、遥信和遥控”,实现矿井运输胶带生产系统的综合自动化。

4 操作员工作站

根据监控子系统功能,在监控中心设置工作站,功能有:

(1)根据操作人员不同,设定不同的使用权限,各司其职;

(2)提供交互式全中文界面的操作平台,各子系统设备,运行状态及参数直观动态显示;

(3)根据工艺流程及连锁关系实现各子系统的自动/手动/就地控制;

(4)实时设定各种运行、生产工艺参数;

(5)实时监视各子系统传感器的当前状态及参数;

(6)对各个设备及必要传感器的故障状态实时报警,报警方式为声光报警。并且打印实时报警,同时将报警数据贮存入数据服务器,便于统一管理,以便对报警信息进行事故分析;

5 工程师站

工程师站除应具有操作员工作站的一切功能外,还应具有如下功能:

(1)根据工艺的调整在线修改控制器程序,以适应新工艺的需要;

(2)将监控系统中有关数据进行转换,进入全矿的信息管理系统中;

(3)设置彩色打印机,打印实时的彩色画面及彩色的趋势图;

(4)当某个子系统的操作员工作站发生故障时,可以马上通过设定操作人员权限,将工程师站转换成为该子系统的操作员工作站。

6 胶带运输监控系统

运输系统由运输胶带机、给煤机等基本设备组成,利用控制设备、通讯模块、打滑、堆料、超温、烟雾、纵撕、灭尘、速度、跑偏、煤位等保护达到胶带机集中控制与实时监测系统的要求。

系统采用多台PLC组成数据传输网络,达到不同的规模控制,完成系统内胶带、给煤机的全工作过程的监控、监测,连同地面中控室,构成一个完善的监控系统。

(1)实现胶带机运输系统集中监控,实时监控设备状态和运行参数,并显示数据曲线,对重要信息在硬盘记录;

(2)控制方式分集控自动、集控手动和就地,三种方式可转换。正常生产时,使用集控自动方式,设备按工艺要求的顺序和流程由中央控制台自动启停;集控手动时,可在中央控制台操作各设备,无闭锁和联动关系;就地时,在现场操作;

(3)启动设备前由集控台发预告信号,预告30秒后,若现场均满足集控自动启动条件,设备按顺序自动启动,现场可用停车钮停止启动过程;

(4)现场信号箱设起/停车按钮,现场可随时停车。若设备由集控启动,控制系统接到现场停车信号后,可作急停处理,实施故障停车操作;

(5)胶带运输机装设拉线开关、跑偏保护、低速保护等,这些信号均接入集控系统,参加设备的紧急停车和闭锁停车;

(6)对设备故障和工艺参数的异常实时报警,并进行声光提示。一般故障只报警,现场非正常停车或严重故障时,故障设备及其上游设备紧急停车,下游设备顺煤流延时闭锁停车。

6.1 系统主要功能

(1)每台设备机头旁均设就地操作控制箱,设置有工作方式转换开关及就地起停钮;

(2)所有胶带机上的给煤点均设置堆煤保护和纵向撕裂保护,以防止胶带机事故的扩大化;

(3)所有胶带机均应设有两极跑偏开关,每隔约50米设置一对跑偏开关,一级跑偏用于故障报警,二级跑偏用于故障停车;

(4)所有胶带运输机,均应设拉线开关,用于紧急情况下的停车,急停拉线开关的安装间距均确定按50米进行配置,以保证设备和人身安全;

(5)扩音电话推荐采用新型选拨电话系统,安装间距确定按200米进行配置;

(6)水平胶带机的拉紧装置一般为液压调节方式,可配置一套胶带机的松带检测传感器,由PLC控制完成胶带机的张力自动调节功能;

(7)在胶带机头设置堆煤传感器,防止胶带的堆煤事故的发生;

(8)在胶带机设置胶带速度传感器,以检测胶带的超速及打滑事故的发生;

(9)在胶带巷道设置烟雾传感器,以检测胶带巷道的烟雾浓度防止火灾事故的发生;

(10)在胶带机的主滚筒设置温度传感器,随时检测滚筒的温度,并配备自动洒水装置,在滚筒超温时实现自动洒水并对主滚筒进行降温;

(11)胶带运输机每隔约100米设启动预警装置,设备启动前发出预警信号,提示有关人员应立即远离设备;

(12)电机设置电流实时监测功能,可发现一些机械设备的潜在故障隐患;运行中对电机的电流进行实时监测分析,当发生电流超限或突变时报警,严重时停机。

(13)实现对给煤机与胶带的闭锁,具有自动、手动、检修等控制方式;

(14)可根据胶带机系统的故障性质,进行紧急停机、顺序停机或发出报警声光信号;

(15)在集中操作台上能集中显示胶带机的工作状态、故障类型、故障地点;

(16)隔爆软启动器或隔爆变频器纳入监控;

(17)多种流程选择。在联动方式下,可根据工艺选择运输流程,胶带启动按顺煤流方向,并根据胶带速度、长度延时开车,以减少运行时间;重载启动时,按逆煤流方向启动;系统停止或无煤时延时自动停车;

(18)完善信息处理功能,报警信息、运行参数、操作记录等信息自动形成标准格式的数据库文件,并在硬盘长期保存,供信息系统调用;

6.2 故障自诊断功能

(1)网络故障自诊断。当网络发生断线、干扰等传输问题时, 网络会自动侦测到,并发出报警;

(2)PLC故障自诊断。PLC的扫描器和适配器发生故障时,系统可通过网络的通讯情况判断故障,并发出报警;PLC的I/O模块发生故障时,CPU可通过I/O模块的状态位侦测到故障及故障内容,系统发出报警;

(3)传感器和信号线故障诊断。模拟量的传感器或信号线发生断线故障时,PLC通过测量值判断故障并发出报警。

7 结论

PLC在煤矿胶带运输机集控系统中的应用,极大地改善了系统的安全性和可靠性,达到了提高生产效率、降低事故率的目的,减少了故障处理时间和现场操作人员数量,对提高经济效益、节约运行成本效果明显。

参考文献

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[3]尹建平.胶带运输机皮带跑偏的原因及对策[J].四川水泥,2008,(02).

胶带控制 篇10

一、集中控制系统的结构

1、集中控制系统的结构

煤矿胶带机PLC集中控制系统的结构模式可使用一般的集中控制系统的结构模式, 也就是用光纤、电缆所构成的混合现场总线。其组成部分包括:

(1) 控制单元。可选择AB 1756系列PLC。该产品具有较高的运行速度, 同时功能较为强大且性能稳定, 在煤矿胶带机监控运行系统中应用广泛。

(2) 远距离通信系统。通信系统是煤矿PLC监控系统的雇主系统, 在胶带机的日常运行和维护以及故障的检修和处理和通报中发挥了重要的作用。

(3) 控制中心。PLC集中控制系统的控制中心一般设置在煤矿胶带机的调度和指挥控制中心, 构建了PLC胶带机的监视、控制、操作、报警等操作界面, 同时能实现对胶带机运行曲线、历史运行曲线以及胶带机的运行报表的打印, 从而为胶带机的管理提供了参考的数据。

(4) 工业电视单元。工业电视可实现监控系统监测结果的可视化, 同时也是监控系统的重要构成部分。

2、集中控制系统的控制模式

煤矿胶带机的PLC集中控制系统的控制模式有自动控制、手动控制以及实时控制三种模式。自动控制状态下, 控制中心的上位机可以软件为基础实现各项设备的操作, 从而保证设备在PLC控制模式下按照相关的运输工艺的要求进行持续运行。而手动控制模式有连锁手动以及解锁手动两种方式。连锁手动是指在上位机对有关的设备进行逆煤流的一对一启动模式, 从而也是顺着煤流方向进行一对一的停机, 而手动解锁模式则是在上位机对有关设备进行定点启动和停机, 不实现与其他设备的联动, 手动解锁模式一般可用于胶带机的检修状况。而实地控制模式一般通过控制单元进行就地控制, 在控制单元的按钮箱进行实时控制时, 控制中心对该种设备并不发生作用。

二、控制系统硬件设计

AB 1756系列的PLC内部构造使用模块化的设计模式, 同时根据PLC使用在不同的场合上实现对相应模块的进行组合以及扩展, 相应的控制模块包括电源、中央处理单元、信号以及通信模块等构成, PLC集中监控系统是通过安装在胶带机运行场地的各种传感器的输出信号实现相应的设定或分析, 同时根据分析的结果自动控制启动胶带机的检测, 从而建立了对煤矿胶带机的检测和控制。

1、胶带机电动机的保护

胶带机运输系统当中, 电动机是其动力运行的来源, 其运行的状态对胶带机的实际运行产生了影响。胶带机集中控制系统的设计过程中, 应加强对电动机的保护以及检测。

首先可通过对电压、电能的测量以及具有继电保护作用的电压互感器建立对电网和电压的实时检测, 同时检测相应的电网是否缺相。

其次, 可通过交流变送器以及电流互感器检测电机电流, 从而开启了对电机的短路保护和过载保护。交流变送器是监控系统中的重要的硬件系统, 可将电网的交流信号隔离转变成为标准的工业交流信号, 从而便于PLC以及各种仪表等装置的信息采集, 交流变送器可选择稳定可靠且抗干扰能力较强的两线制供电交流变送器, 使用两线的方式进行供电, 从而能在电量控制的过程中实现最优的解决方案。

最后, 还可通过温度传感器红丝线对电机定子绕组的温度以及电机轴温度的实时检测和控制。

2、胶带机的监控保护

(1) 在胶带机机架两侧槽钢上安装成对限位开关, 从而为胶带机的跑偏保护提供了保障。胶带机的跑偏是常常出现的故障之一, 当胶带机跑偏达到一定的数值范围时, 也就是超过5%时, 系统的限位开关将闭合, 同时触动了预先设定好的PLC内部开关量, 由此启动了PLC监控系统对胶带机跑偏的保护和控制。

(2) 相隔100米设置拉线式的急停开关, 从而能在紧急的状况下人工停止胶带机, 同时在启动急停开关过程中也启动报警功能和装置。

(3) 以速度传感器为基础实现了对胶带机运行速度的控制。同时速度传感器还可将胶带机的运行速度转换为PLC集中控制系统可用的信号传输到系统当中, 系统通过对相应的数据进行分析从而自动启动了设定好的保护装置。例如当胶带机速度明显过快则可启动超速保护等等。

(4) 以烟雾传感器为测定基础, 从而实现了胶带摩擦发热或者由于其他原因形成发热时实现对胶带机的检测以及保护, 在条件允许的状况下, 可选择技术较为先进且工作较为稳定可靠的离子式烟雾传感器。

(5) 在胶带机的机头、煤仓以及溜槽等位置安装堆煤传感器实现对堆煤的相关情况的检测, 当煤仓的堆煤状况超过预先设定的值时则自动启动保护功能, 堆煤传感器使堆煤场所的堆煤信号输送到集中控制机当中, 当堆煤的信号触动了预先设置的报警值时, 相应的监控机堆煤指示灯还将启动语音报警。

(6) 在胶带机转载点5m范围内安装防撕裂传感器发现皮带撕裂后皮带接头下垂以及煤块掉落现象, 及时实现停机功能。

三、控制系统的软件设计

AB 1756系列的PLC集中控制系统可以通信设备为基础实现与计算机的相连, 同时在计算机上实现软件的编程, 煤矿胶带机PLC控制系统根据系统运行的需要, 编写用户程序, 其中包括主程序、子程序以及中断的处理程序等等, 这些程序当中包括胶带机运行中的相应的工艺要求, 比如互锁条件、报警状态显示以及故障报警等等。PLC集中控制系统的软件编程一般可使用梯形图进行编程, 在实际的编程过程中也应充分考虑胶带机的实际运行和预警和运行返回以及其他在运行过程中故障的保护。在正式投入运行之前应进行相应的调试, 从而排除系统运行当中出现的问题, 保证使用的稳定性和可靠性。

参考文献

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