露天煤矿皮带运输机智能控制研究

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1、露天煤矿皮带运输机智能控制研究　　摘要：目前，采煤机械大部分已经实现电气化控制。文章分别对煤矿生产中的主要机械设备--皮带输送机的电气控制系统的特点进行了介绍，对于读者掌握皮带输送机的电气控制的特点具有一定的指导意义。关键词：皮带输送机智能控制特点随着采煤工艺的变革，煤矿中井下皮带输送机的使用范围也开始增加，不仅要求其运输量大，运输距离长，而且速度也向高速化发展，因此安全性、稳定性、经济性就成为制约皮带机的发展瓶颈。这就要求选用的控制系统功能强大、运行稳定、灵敏、可靠、操作简单。尽可能的减少皮带运输机故障时带来的各方面的损失和事故，提

2、高皮带运输机的生产效率以及对皮带运输机的管理水平和装备水平，这对未来皮带运输机的发展提供了适用价值，具有重大意义。一检测方法和控制方案的确定6由于在矿石的输送中，会产生联轴器断开、断带、过负荷、皮带打滑等故障，采用转矩传感器进行检测。而针对皮带的纵向撕裂选取纵撕开关，针对皮带跑偏，选取跑偏开关。现场采用声光报警，并且选用PLC作下位机的控制系统以及计算机作上位机。PLC接受电机转矩传递的测量信号，然后进行信号处理，信号经过处理再与设定值进行比较，最后再送到上位机，由上位机进行图形和数据的显示。输出的结果再传送回PLC，进行信号变换，最

3、后再传送给执行机构，控制执行机构的运动。纵撕开关与跑偏开关输出的是数字信号，执行相同的过程。当电机输出功率降为正常工作时输出功率的45%时，将功率信号放大并整形，然后将其送至控制单元。当出现故障的时候，预警电路立即动作，预警铃声响并发出预警灯亮，以提醒现场工作人员采取相应的有效措施，使系统可以尽快地恢复到正常工作状态，有利于尽快恢复生产。如果所采取的措施没有产生作用，电机输出的转矩会持续降低，当电机输出功率降为正常工作时输出功率的35%时，报警电路会被触发进入到工作状态中，预警铃声响并发出预警灯亮，这是，系统控制皮带运输机停止工作，并

4、同时控制触点切断电振给矿机电源，停止给矿。当电机输出功率超出正常工作时输出功率的135%时，信号送到控制单元，这时预警电路动作，预警铃声响并发出预警灯亮。当电机输出功率超出正常工作时输出功率的150%时，将触发报警电路，切断电机电源，停止给矿。二控制系统的硬件设计6皮带运输机检测系统要求对联轴器断开、纵撕、跑偏、皮带的打滑、断带、过载、进行实时监控和检测，同时控制电机的启停和现场报警。可编程控制器是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和

5、算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩展其功能的原则而设计。可编程控制器为了适应工作需要及工业环境，与一般的控制装置相比，具有显著的特点：（1）抗干扰能力强，可靠性高；（2）通用性好，编程方便；（3）配置灵活，扩充方便；（4）功耗低、重量轻、体积小、操作维护方便。根据控制需求，本系统选用西门子S7-200系列PLC作为中央处理器。在皮带运输机的控制与监控系统中，电动机的启停是由数字量所控制，电机的转速和力矩是由

6、转矩转速传感器测量而得到，PLC控制系统得到测得的信号然后进行处理，计算出实际值，并将实际值与设定值进行比较，根据实际工作情况，PLC的输数字模块会输出数字量信号，来控制电动机的启动停止，预报警电路运行也是受PLC发出的数字信号控制。在整个控制过程中，6主要包括8个数字量，分别是电机启停控制信号，自动手动控制切换信号，紧急停止和故障信号指示灯等，除此之外还包括一组模拟量输入信号，将此信号送入PLC的模拟量输入模块，再经过PLC内部的特殊处理，最后可以计算出皮带运输机转矩的大小。所以根据系统的要求，选用EM231模块，它有4路模拟量输入

7、接口，即可满足系统的需求。PLC内部经过PID运算以后，通过数字量输出模块，输出开关量信号，去控制电机的启停。三皮带输送机集中控制系统PLC作为控制核心，以工业监测、监视、控制软件作为用户界面，在主控站可实现以下联锁功能：主斜井皮带机与地面生产系统及井下给煤机之间设有连锁功能，遵循”逆煤流起车、顺煤流停车”原则，并能在事故情况下不堆煤（紧急停车）；具有集控、单机、手动、检修等各种工作方式；电控装置与变频器、调速型液力耦合器、CST、液体粘性传动装置和电软起动装置配合，能控制皮带输送机的加、减速度，能够实现皮带机软启动及软停车，起、停、

8、加、减速度要求控制在a≤0.30m/s2范围内，能满足其较低加速度平稳起动和重载起动要求，确保多台电机之间的功率平衡；上位机监控显示功能：显示皮带速度、电流、煤流量、跑偏、打滑、堆煤、烟雾、温度等故障信号，实现自动语音报