带式输送机保护控制系统的研究与应用

带式输送机保护控制系统的研究与应用

王新、孙洪浩、王敏

山东泰安新泰新汶矿业集团 山东省 泰安市 271204

摘要：带式输送机保护控制系统是多传感器系统，完成对自动保护控制系统中PLC控制器、变频器以及相关传感器的硬件设计。在煤矿井上下生产系统和选煤系统中，带式输送机自动化装置中对传感器的应用较为广泛，能不断提升带式输送系统的自动化水平，确保对带式输送系统的可靠控制，提升其运行效率，为煤矿企业的现代化发展打下坚实基础。本文通过对传感器在带式输送机保护控制系统中的应用进行分析，希望为实现煤矿企业的经济效益与社会效益提供一些参考意见。

关键词：带式输送机；保护控制系统

引言

带式输送机是一种长距离、大运量、连续运输设备，被广泛应用于矿山、冶金、码头等需要长时间运输物料的场所。带式输送系统可以由多台带式输送机首尾串接而成，一般来说，人们尽可能增加单台带式输送机长度而缩减系统带式输送机台数，不仅有利于降低系统构成的复杂性，从而降低造价。带式输送机的重要的发展趋势就是向着长距离发展，同时单台带式输送机的运输功率也随之加大，对胶带及电机要求更严格。带式输送机胶带贯穿运输机全长，是带式输送机运输距离的两倍，既是承载部件，也是牵引部件，因此必须具有足够的弹性和强度。胶带的支撑主要依靠按一定间隔安装排放的槽型托辊以增大输送货载的断面积，增加输送能力。带式输送机的驱动装置由电机、联轴器、减速器、驱动滚筒组成，电机通过联轴器和减速器驱动滚筒，依靠滚筒与胶带的摩擦力驱动带式输送机连续运行。

1传感器的作用

在人们的生活与生产过程中，信息技术的应用十分广泛，尤其是在工业领域，信息技术的应用能有效提升生产质量与效率，降低生产成本，提升生产效益。在生产过程中会产生很多数据信息，这时就要在传感器的帮助下，对数据信息进行收集，不断提升生产过程的自动化水平，减少工作人员的工作量。同时传感器也可以在一些特殊环境中进行运行，比如在一些有害环境中就能让传感器代替人工，减少对人体造成的伤害，确保生产的顺利、安全进行。

2带式输送机保护控制系统的应用

2.1PLC控制器的选型

目前，工业应用中所采用PLC控制器以西门子厂家的产品居多。故，针对带式输送机自动保护控制系统拟采用西门子系列的PLC控制器。结合综采工作面相对恶劣的工作环境及综采设备的电磁兼容性要求，为该自动保护控制系统所配置PLC控制器为S7-300系统的S7-315-2DP控制器，并为其配置。

2.2DSP设计

主要对四个模块进行设计：信号采样模块、通讯模块、数据融合处理模块和保护控制和报警模块。信号采样模块主要是采集外部信号，通过编程实现。对数据进行采样，储存，完成数据采集；通讯模块设计成中断方式。中断允许数据开始传送，并判断是否传送完成，数据传送完成后返回主程序；数据融合处理模块主要是将采集到的数据融合，首先对数据进行滤波等预处理，数据信号的关联和对齐，对数据进行融合将获得的融合结果保存；保护控制和报警模块采用两种方式对出现故障时进行保护，伴随报警提示。

2.3开关量信号

开关量信号包括有点位的开关量和无点位的开关量，带式输送机主要的开关量信号有拉绳闭锁、温度堆煤、煤位、烟雾等等，需要注意的是在带式输送机中PLC所要求的电压为DC24V，所以在实际工作中需要把一般电压进行转化，以保证PLC可以正常工作。

2.4防回煤保护装置

溜槽在带式输送设备运行过程中出现堵塞问题，也有可能是因为皮带在运行过程中出现纵向撕裂的情况，如果未能对这些问题进行及时的发现极有可能发生设备的运行故障，对设备的安全使用造成极大影响。为更好的解决这些问题，需要将防回煤保护装置加设在带式输送设备的机头、机尾等位置，这样就能对洒落下的煤炭进行有效控制，防止在下皮带进行运动。带式运输设备保护装置主要包括三个部分，分别为支架、翻板、接近开关。根据实际情况要在带式输送设备上上固定支架，然后在支架上安装翻板与接近开关。为确保检测效果，支撑转轴翻板与接近开关固定的钻孔要保持在相同的垂直面。在安装翻版过程中，要在皮带运输物料粒径的基础上，对距离下皮带的位置进行调整，确保翻版的灵活转动，最适宜的距离确定为20mm左右。对翻板与开关之间的距离进行调节时，要根据接近开关控制范围大小进行适当的调节。当完成安装作业之后，接近开关与带式输送设备的控制电路的连接是通过串联的方式实现的，对带式输送设备进行全面的保护。

2.5保护控制系统的实现

带式输送机保护控制系统的实现要依靠单片机技术、DSP技术、传感器技术等技术的支持，还需要可靠的硬件设施作为基础，需要较为精确的信息收集器作为提供者。传感器将收集的信息传输到DSP芯片，信息进行整合处理，得出数据再与设定值比较，判断是否出现故障以及何种故障，然后进行报警，采取相应的措施进行保护，由于系统中的信息量较大，需要较高的准确度与精度，因此系统采用了信息整合技术，将信息融合后统一判断，降低错误率。

2.6传感器的选型

带式输送机自动保护控制系统的控制依据为：通过获取带式输送机的实时运行参数（电机轴承温度、输送带运速等）并结合设备所处的工况基于PLC控制器进行运算后得出最佳控制指令，并将控制指令经PLC控制器传送至变频器实现对设备的控制。此外，自动保护控制系统还需确保设备的安全性，故要求自动保护控制系统可对设备实际运行中常见的故障类型进行监测，包括对输送带防跑偏、防堆煤等监测。

2.7柔性透明OLED光源

目前柔性透明OLED光源应用案例较少，但这不影响其发展的方向，因为此技术将进一步拓展OLED光源的应用领域。在这里可以对可能出现的固定方案做如下阐述，首先是胶粘的应用，这需要克服贴合性的问题，使双面胶能与OLED光源完全贴合，避免贴合气泡影响整体外观及使用效果。这里建议采用将OLED成品置于结构件注塑模具内，使其与结构件一体成型，但这需要后期的工艺验证。

结束语

带式输送机是煤矿五大系统之一的运输系统核心设备。如果带式输送机发生故障无法运行导致矿井无法生产运行，可见其在煤矿中占有重要地位的重要性。我国井下带式输送机控制方式大都为简单的机电控制，故障率高，检修麻烦，损耗大量人力物力。本文基于一种常用运输系统，对井下自动化运输系统的基本要求、基本设计方案以及功能设计进行详尽阐述，为自动化运输系统的设计提供设计指导。在煤矿企业的生产过程中，带式输送机是较为常用的机电设备，为不断提升设备在运行过程中的安全性与可靠性，减少在运行过程中发生的故障，需要对传感器进行合理应用，对设备进行实时的、全面的监测，加强对带式传输带保护控制系统的保护，提升煤矿企业的经济效益与社会效益。

参考文献

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