基于PLC的煤矿井下运输系统控制装置的研究.pdf

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1、2012年第3期中州煤炭总第195期基于PLC的煤矿井下运输系统控制装置的研究任中华(1．中国矿业大学信电学院，江苏徐州221116；2．平煤股份五矿，河南平顶山467000)摘要：平煤股份五矿西翼暗斜带式输送机担负着己四采区的煤炭运输任务，为了提高带式输送机运行的可靠性及安全性，设计了基于PLC的煤矿井下运输系统控制装置。该装置采用西门子s7-300系列作为中心控制单元，设计了硬件和软件，并能够根据相关传感器传递的信息对带式输送机进行自动化操作，提高了平煤五矿煤炭运输及生产的安全水平。关键词：带式输送机；自动控制；s7

2、．300；PLC；自动化操作中图分类号：TD634．1文献标志码：B文章编号：1003—0506(2012)03—0019—02平煤股份五矿核定生产能力为165万t／a，己四站、机身(机尾)PLC控制分站、带式输送机保护部采区地质储量47．193Mt，可采储量31．451Mt。其分、通信及信号部分组成，用来完成整个系统的数据中己。煤层可采储量8．628Mt，己煤层可采储量采集、设备控制、信息传输、数字及模拟信号的输入22．823Mt，西翼暗斜胶带主要担负五矿己四采区煤输出及数据交换，使系统能可靠地实现带式输送机炭的运输任

3、务，设计年运输量150万t／a，胶带长度的无冲击软启动、起车预警、停车、紧急停车、故障保及倾角：L】=1450m，l=5。2148”；L2=327m，2护停车和对相关设备的开停控制。该系统能实现单=10。30；L=50m，=0。；运输不平衡系数1．2；机控制，信号通过S7-300PLC系统以太网接口上传运输能力500t／h，每年运行330d，每天运行16h。到地面指挥中心⋯。构建的硬件系统如图1所示。通过带式输送机的电机及各类传感装置实施PLC运行参数自动检测及动态显示，并将数据传送到地垂垂囚一面生产调度中心，进行实时监

4、测及报警显示。里亟]一P控IE1系统设计要求一Rs-485~]——制器系统通过速度及打滑保护装置，烟雾、温度、超正常停车信L号系统输人l温自动洒水保护装置，胶带机跑偏保护和堆煤保护装置，纵撕保护装置，高压电动绕组及前后轴承温度图1系统硬件基本构成检测保护装置，主电机的电流检测保护装置等各种传感保护装置设计对带式输送机运行过程进行有效s7．300系列PLC控制单元采用串行收发芯片的监控及保护，同时以图形、图像、数据、文字等方MAX485。光电隔离12V与24V电路采用电平转式，直观、形象、实时反映运输系统工作状态，并通过换

5、电路，节点开路电压200V以上，闭合电流为5通信模块与综合监测监控主机实现数据交换。mA。主电路用双直流电动机串行拖动双电机串联2系统硬件设计运行，2个电动机转速相等，流经电枢的电流相同，力矩相等。主回路由电枢回路与励磁回路2部分组2．1基本构成成。电枢回路由2组晶闸管整流器串行连接，采用系统硬件以可编程控制器(PLC)为核心的控制顺序控制方法，减少启动时无功冲击，减小晶闸管压单元，与液体黏性传动装置构成带式输送机的机、降。励磁电路由2组并联晶闸管整流器组成，实现电、液一体化制动控制系统。系统由PLC控制主平滑调速启动和

6、制动。2．2传感器选型收稿日期：2011—11—28作者简介：任中华(1965一)，男，河南驻马店人，高级工程师，1989采用KHP128．Z型煤矿用带式输送机保护装置年毕业于焦作矿业学院，现任平煤股份五矿机电矿长。主机。①速度保护装置采用GSC2矿用速度传感器．19·2012年第3期中州煤炭总第195期测量矿用带式输送机需要测试点的速度，当被测速个通用的基础架构和服务套件。操作终端实现对带度不符合额定值时主机提供触发信号。②超温自动式输送机的画面显示、曲线绘制、运行报表以及报洒水保护采用GWD100矿用温度传感器，它采

7、用本警、打印等功能。安型集成感温探头，对带式输送机被检测处的温度3．1上位机软件设计进行定值测量并输出开关量信号。③烟雾保护采用主要从数据采集、实时监控与管理两方面对上GQQ0．1矿用烟雾传感器，当烟雾浓度≥0．1mg／m位机软件进行设计(图3)。时，输出低电平信号实现烟雾保护。④跑偏保护采用GEJ30矿用跑偏传感器，它通过跑偏开关的探杆带动探杆轴旋转，当转到一定角度时拨动跑偏开关llIl系统标定ll状态显示ll报警处理lI故障分析ll数内的行程开关，发出跑偏信号。⑤堆煤保护采用l—lGUJ30矿用堆煤传感器，当输送机埋

8、机头、满仓，煤接触及煤位传感器的触头并推动触杆偏离中心线之间的动作摆角大于30。时，传感器动作并能自动切断电源，实现煤位保护。⑥胶带撕裂保护采用头标定国-实时报表里刁』_国GVY1．5矿用撕裂传感器，当作用力达到20N时传图3上位机监控系统结构感器动作，输出电阻值小于2kO，无物料时输出电阻值大于1MQ。当输出电阻值