礦山機(jī)電畢業(yè)論文（含外文翻譯）煤礦皮帶機(jī)plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　煤礦皮帶機(jī)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　COAL MINE BELT CONVEYOR Of PLC CONTROL SYSTEM DESIGN</p><p>　　

2、所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí) 礦山機(jī)電 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期

3、 年 月 </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）共 59 頁（其中：外文文獻(xiàn)及譯文25頁） 圖紙共1張 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　皮帶運(yùn)輸機(jī)作為一種連續(xù)輸送物料的搬運(yùn)機(jī)械，主要用來輸送塊狀、粒狀和散狀的物料。皮帶運(yùn)輸機(jī)具有輸送距離長(zhǎng)、運(yùn)量大、輸送連續(xù)等優(yōu)點(diǎn)，而且運(yùn)

4、行可靠，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和集中化控制，因此，它被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)，尤其在高產(chǎn)高效的礦井中，皮帶輸送機(jī)己成為實(shí)現(xiàn)礦井運(yùn)輸機(jī)電一體化的關(guān)鍵設(shè)備。但是在皮帶運(yùn)輸機(jī)的連續(xù)運(yùn)行中，往往會(huì)出現(xiàn)跑偏、撕裂、急停、溫度、堆煤、煙霧、打滑等故障，給工業(yè)生產(chǎn)帶來了極大的不便和損失，甚至?xí)斐扇藛T傷亡，因此對(duì)皮帶運(yùn)輸機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的研究具有重要的意義。本文針對(duì)皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的不同故障，選擇了相應(yīng)的傳感器，通過PLC實(shí)現(xiàn)報(bào)警。在本文中，對(duì)各種故障發(fā)生

5、的原因及危害進(jìn)行了簡(jiǎn)單的描述，著重介紹了各種故障檢測(cè)傳感器的選型、性能、安裝和調(diào)試。</p><p>　　本文對(duì)控制系統(tǒng)的硬件和軟件都做了詳細(xì)的介紹，硬件方面，本文根據(jù)系統(tǒng)所需要的輸入/輸出節(jié)點(diǎn)數(shù)，選用了西門子S7-200系列PLC,其中CPU單元為CPU-224XP，擴(kuò)展模塊采用了EM221和EM223。軟件方面，本系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)保護(hù)控制，具有如下檢測(cè)保護(hù)功能:跑偏、撕裂、急停、溫度、堆煤、煙霧、打滑。 <

6、;/p><p>　　關(guān)鍵詞:皮帶運(yùn)輸機(jī),PLC,故障檢測(cè),</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Belt conveyor as a continuous conveying material handling machinery, mainly used for transporting materials

7、in shape of massive, granular and powder of. Belt conveyor with long distance, large capacity, transportation advantages of continuous, and reliable operation, easy to realize automation and centralized control, therefor

8、e, it is widely used in modern industrial production, especially in high yield and efficient mine belt conveyor has become a key equipment for the mine transportation mecha</p><p>　　In this paper, the hardwa

9、re and software of the control system are made detailed introduction, hardware aspect, this article based on the system the required input/output node number, chose the Siemens S7-200 series PLC, including CPU units for

10、CPU - 224xp, extension module adopted EM221 and EM223. Control software, this system main realization protection, has the following detection protection function: running deviation, tearing, abrupt stop, temperature, pil

11、e of coal, smoke, skid.</p><p>　　Key words: belt conveyor；PLC；fault detection；explosion-proof</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　

12、　1.1 選題的背景及意義1</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外皮帶機(jī)研究現(xiàn)狀及主要差距2</p><p>　　1.2.1 國(guó)外皮帶機(jī)研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.2.2 國(guó)內(nèi)皮帶機(jī)研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.2.3 國(guó)內(nèi)外皮帶機(jī)技術(shù)的主要差距3</p><p>　　1.3 本課題擬

13、研究?jī)?nèi)容及研究目標(biāo)3</p><p>　　2 皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)備選型設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.1皮帶輸送機(jī)選型設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.2驅(qū)動(dòng)電機(jī)選型設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.3 變頻器選型設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.4傳感器的選型6</p><p>　　2.4.

14、1 堆煤監(jiān)測(cè)7</p><p>　　2.4.2 溫度監(jiān)測(cè)7</p><p>　　2.4.3 煙霧監(jiān)測(cè)8</p><p>　　2.4.4 撕裂監(jiān)測(cè)9</p><p>　　2.4.5 拉繩急停閉鎖開關(guān)10</p><p>　　2.4.6 糾偏裝置11</p><p>　　2.

15、4.7 拉緊裝置12</p><p>　　2.4.8 自動(dòng)灑水裝置13</p><p>　　3 煤礦皮帶機(jī)PLC硬件設(shè)計(jì)15</p><p>　　3.1 PLC的選型設(shè)計(jì)15</p><p>　　3.2 電機(jī)控制回路的設(shè)計(jì)17</p><p>　　3.3 PLC模塊安裝布置與布線19</p&

16、gt;<p>　　4 煤礦皮帶自動(dòng)運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)21</p><p>　　4.1 I/0地址分配21</p><p>　　4.2 PLC軟件程序設(shè)計(jì)23</p><p>　　4.2.1 主程序的設(shè)計(jì)23</p><p>　　4.2.2 皮帶故障程序的設(shè)計(jì)27</p><p>　　5

17、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析28</p><p><b>　　6 結(jié)論29</b></p><p><b>　　致謝30</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)31</b></p><p><b>　　附錄A 譯文33</b></p><

18、;p>　　附錄B 外文文獻(xiàn)47</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 選題的背景及意義</p><p>　　皮帶機(jī)是以皮帶兼做承載機(jī)構(gòu)和牽引機(jī)構(gòu)一種運(yùn)輸設(shè)備，廣泛用于礦山、碼頭、冶金、建材、機(jī)械及倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)的物料輸送，皮帶機(jī)已成為公認(rèn)的對(duì)于散狀物料輸送效率最高、應(yīng)用范圍最廣泛的一種連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備。皮帶機(jī)是

19、實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程機(jī)械化、改善工作條件、減輕繁重體力勞動(dòng)的設(shè)備。 </p><p>　　皮帶機(jī)作為煤礦生產(chǎn)中的主要運(yùn)輸設(shè)備，具有操作簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高等諸多特點(diǎn)。但是由于礦井的作業(yè)環(huán)境特殊，生產(chǎn)條件比較惡劣；皮帶機(jī)需檢測(cè)量多，工作量大，一般不能通過工作經(jīng)驗(yàn)檢查和排除故障；特別是長(zhǎng)距離大運(yùn)量皮帶機(jī)，不便于人工監(jiān)測(cè)和檢修，加上技術(shù)和管理方面的欠缺，導(dǎo)致皮帶機(jī)事故發(fā)生，并且事故呈現(xiàn)突發(fā)性、惡性化、事故傷害涉及人員和設(shè)備。 &

20、lt;/p><p>　　由于皮帶運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行直接關(guān)系到生產(chǎn)設(shè)備及工作人員的安全，因此，如何保證長(zhǎng)距離皮帶機(jī)的安全運(yùn)行，預(yù)防和減少惡性事故的發(fā)生，消除故障隱患，保證設(shè)備和人身安全，正成為重要的研究課題。 </p><p>　　研制一套皮帶運(yùn)輸機(jī)PLC控制系統(tǒng)可以集中顯示皮帶運(yùn)輸機(jī)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，并可以通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)皮帶機(jī)運(yùn)行狀況，對(duì)于確保皮帶機(jī)的安全運(yùn)行具有極其重要作用。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)在皮帶機(jī)出

21、現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警，并根據(jù)故障的程度采取不同的保護(hù)措施。這樣，一方面可以方便現(xiàn)場(chǎng)巡檢人員了解皮帶機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，減少甚至取消了圍繞皮帶機(jī)巡檢和記錄皮帶機(jī)各部分運(yùn)行狀態(tài)的工作，減少了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率；另一方面可以減少巡檢人員長(zhǎng)時(shí)間處于錯(cuò)綜復(fù)雜的井下環(huán)境，改善了現(xiàn)場(chǎng)巡檢人員的工作環(huán)境，增加了巡檢人員自身的安全。同樣也便于其他人員通過網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)隨地了解皮帶機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。此外，系統(tǒng)的報(bào)警及綜合保護(hù)功能可以在皮帶機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，報(bào)警提示相關(guān)工作

22、人員，采取相應(yīng)的保護(hù)措施，減少甚至避免故障造成的損失。</p><p>　　對(duì)長(zhǎng)距離大運(yùn)量皮帶機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和故障診斷，應(yīng)用可靠的監(jiān)控及安全保護(hù)裝置，及早發(fā)現(xiàn)皮帶機(jī)的故障并采取相應(yīng)的保護(hù)措施，可以最大限度的減少皮帶機(jī)因意外造成的損失，將大大延長(zhǎng)皮帶機(jī)的使用壽命，可有效地提高礦井皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的效率和井下生產(chǎn)力，也將帶來不可估量的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外皮帶機(jī)研究現(xiàn)狀及

23、主要差距</p><p>　　1.2.1 國(guó)外皮帶機(jī)研究現(xiàn)狀 </p><p>　　目前，國(guó)外皮帶運(yùn)輸機(jī)技術(shù)的發(fā)展很快，其大體向兩個(gè)方向發(fā)展：一方面是體現(xiàn)在皮帶運(yùn)輸機(jī)的外形上，使皮帶運(yùn)輸機(jī)多元化、應(yīng)用范圍擴(kuò)大化，例如國(guó)外生產(chǎn)的各種管狀帶式皮帶運(yùn)輸機(jī)、高傾角帶式皮帶運(yùn)輸機(jī)等各種機(jī)型；另一方面體現(xiàn)在國(guó)外皮帶運(yùn)輸機(jī)在本身的裝備和技術(shù)上都有了顯著的提高，特別是高速度、長(zhǎng)距離、超運(yùn)量、高保障等大型

24、皮帶運(yùn)輸機(jī)已經(jīng)成了主要的發(fā)展方向，其主要是開發(fā)利用了皮帶運(yùn)輸機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)和動(dòng)態(tài)分析。目前，國(guó)外皮帶運(yùn)輸機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)如表1-1所示。</p><p>　　表1-1 國(guó)外皮帶運(yùn)輸機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)表</p><p>　　Tab.1-1 The main technical parameters of belt conveyor in overseas</p><p&g

25、t;　　國(guó)外皮帶運(yùn)輸機(jī)技術(shù)的主要特點(diǎn)有，應(yīng)用機(jī)電一體化，設(shè)備擴(kuò)大化，新型元件生產(chǎn)技術(shù)。</p><p>　　1.2.2 國(guó)內(nèi)皮帶機(jī)研究現(xiàn)狀 </p><p>　　80年代末期以來，我國(guó)礦用皮帶運(yùn)輸機(jī)也有了很大的發(fā)展，對(duì)皮帶運(yùn)輸機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)品的開發(fā)業(yè)已經(jīng)取得了可喜的成績(jī)。例如我國(guó)生產(chǎn)的順槽可伸縮式皮帶運(yùn)輸機(jī)與大傾角長(zhǎng)距離皮帶運(yùn)輸機(jī)成套設(shè)備等，在產(chǎn)品技術(shù)和性能上都有了極大的提高，填

26、補(bǔ)了國(guó)內(nèi)的空白，關(guān)于皮帶運(yùn)輸機(jī)的主要元部件和關(guān)鍵技術(shù)都進(jìn)行了深入的理論研究以及進(jìn)行了產(chǎn)品開發(fā)，已經(jīng)研制成功了許多軟啟動(dòng)和制動(dòng)設(shè)備。目前，國(guó)內(nèi)皮帶運(yùn)輸機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)如表1-2所示。</p><p>　　表1-2 國(guó)內(nèi)皮帶運(yùn)輸機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　Tab. 1-2 The main technical parameters of belt conveyor in China&

27、lt;/p><p>　　1.2.3 國(guó)內(nèi)外皮帶機(jī)技術(shù)的主要差距</p><p>　　國(guó)內(nèi)外皮帶機(jī)在控制系統(tǒng)上（監(jiān)控裝置、皮帶保護(hù)裝置、驅(qū)動(dòng)裝置），在核心技術(shù)上（軟啟動(dòng)技術(shù)和功率均衡技術(shù)），在技術(shù)性能上（運(yùn)輸能力、裝機(jī)功率、帶速、張緊裝置），在使用壽命和可靠性（輸送帶的抗拉強(qiáng)度、托輥壽命）上存在較大差距。 </p><p>　　1.3 本課題擬研究?jī)?nèi)容及研究目標(biāo)&l

28、t;/p><p>　　本文主要包括兩個(gè)方面的內(nèi)容，分為硬件方面和軟件方面。首先，設(shè)計(jì)了皮帶運(yùn)輸機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，并安裝各個(gè)傳感器。其次，設(shè)計(jì)PLC的控制程序，并完成了線路的連接。具體而言,本論文包括以下內(nèi)容:</p><p>　　1、介紹了皮帶運(yùn)輸機(jī)可能發(fā)生的故障及原因，針對(duì)不同故障選擇配套的傳感器。</p><p>　　2、本系統(tǒng)選用了西門子S7-200系列PLC

29、，用STEP7編寫了皮帶運(yùn)輸機(jī)的控制程序。設(shè)置保護(hù)控制，具有如下檢測(cè)保護(hù)功能:跑偏、撕裂、急停、溫度、堆煤、煙霧、打滑等，當(dāng)皮帶出現(xiàn)上述任一種故障時(shí)，相應(yīng)的傳感器把故障信號(hào)傳送到PLC，實(shí)現(xiàn)皮帶停機(jī)保護(hù)，同時(shí)。</p><p>　　3、本文設(shè)計(jì)了PLC軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，CPU接線，EM221，EM223，電動(dòng)機(jī)，變頻器等的接線。2 皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)備選型設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1皮帶輸送機(jī)

30、選型設(shè)計(jì)</p><p>　　皮帶輸送機(jī)主要參數(shù)如下：</p><p>　　膠帶：長(zhǎng)度：1000m；寬度：1.4m；帶速：4m/s；運(yùn)輸能力：500t/h；運(yùn)輸傾角：5°；</p><p>　　本設(shè)計(jì)的皮帶自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)主要包括2臺(tái)三相異步電機(jī)，1組皮帶，一個(gè)控制箱，若干傳感器等組成。兩臺(tái)電機(jī)分別安裝在皮帶的首尾端。</p><p>

31、　　硬件選型主要是針對(duì)煤礦皮帶自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的要求選擇所需的設(shè)備。主要包括電動(dòng)機(jī)、變頻器、傳感器以及PLC的選擇。</p><p>　　2.2驅(qū)動(dòng)電機(jī)選型設(shè)計(jì)</p><p><b>　　首先計(jì)算膠帶張力</b></p><p>　　圖2.1輸送帶設(shè)計(jì)示意圖</p><p>　　Figure 2.1conveyor des

32、ign sketch</p><p><b>　　按摩擦條件確定：</b></p><p><b>　　F1=F2 </b></p><p><b>　　F3=F2+Fk</b></p><p><b>　　F4=KF3</b></p>&l

33、t;p><b>　　F5=F4+Fz</b></p><p><b>　　F6=KF5</b></p><p><b>　　F7=F6</b></p><p><b>　　取 </b></p><p><b>　　根據(jù)原始數(shù)據(jù)求得</

34、b></p><p>　　F1=13251.1N</p><p>　　F7=63008.3N</p><p><b>　　傳動(dòng)滾筒牽引力</b></p><p>　　W0=F7-F1=49757.2N</p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)功率</b></p>

35、<p>　　電機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如表2.1所示</p><p>　　表2.1 產(chǎn)品技術(shù)數(shù)據(jù)</p><p>　　Tab.2.1 Technical data products</p><p>　　該電機(jī)為定子外殼水冷式，法蘭止口臥式安裝。機(jī)座及接線裝置采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)，后端蓋采用高強(qiáng)度鑄鐵制成。轉(zhuǎn)軸用高強(qiáng)度優(yōu)質(zhì)鋼制成。前、后端均設(shè)有注油孔、排油孔。前端

36、蓋、后軸承外蓋均為水冷蓋。本電機(jī)接線裝置為電纜連接器（插銷）直接引入結(jié)構(gòu)。</p><p>　　2.3 變頻器選型設(shè)計(jì)</p><p>　　1 ）確定變頻器輸入、輸出電壓等級(jí)。考慮其可靠性井下條件，采用 6000 V電壓等級(jí)的變頻器。</p><p>　　2 ）變頻器性能的選擇。為保證皮帶機(jī)可靠運(yùn)行，對(duì)變頻器提出如下要求 ：</p><p>

37、　　① 啟動(dòng)平穩(wěn)，可滿載啟動(dòng)；</p><p>　?、?運(yùn)行速度平穩(wěn)，不隨負(fù)載變化，機(jī)械特性硬度高；</p><p>　?、?調(diào)速方便，可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速； </p><p>　?、?負(fù)力時(shí)能自動(dòng)進(jìn)入電氣制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài) ；</p><p>　　⑤ 處理機(jī)械事故或檢修時(shí)可逆轉(zhuǎn)向運(yùn)行；</p><p>　?、?因采用雙電機(jī)拖動(dòng)，

38、要求 2 臺(tái)電動(dòng)機(jī)負(fù)荷均衡。據(jù)此，普通功能的變頻器不能滿足其要求，因此選用高功能通用變頻器。這里采用無速度傳感器直接轉(zhuǎn)矩控制的 ASC 變頻器 ， 考慮到在運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)負(fù)力，設(shè)計(jì)時(shí)增加了制動(dòng)單元。出現(xiàn)負(fù)力時(shí)，電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性工作于第二象限，即再生發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)，所發(fā)電能消耗于制動(dòng)電阻上。</p><p>　　3 ）變頻器容量確定。通常根據(jù)電機(jī)額定電流乘以裕量系數(shù)確定，即</p><p>

39、　　式中：I b為變頻器額定電流，A ；I d 為電動(dòng)機(jī)額定電流，I d=33.9A 。</p><p><b>　　A</b></p><p>　　與電流40A接近的變頻容量為310KW，其額定電流為 40A ， 可滿足容量要求。</p><p>　　根據(jù)條件選擇ASC310型變頻器。</p><p><b>

40、;　　2.4傳感器的選型</b></p><p>　　現(xiàn)代傳感器在原理與結(jié)構(gòu)上差別很大，如何根據(jù)具體的測(cè)量目的、測(cè)量對(duì)象以及測(cè)量環(huán)境合理地選用傳感器,是在進(jìn)行某個(gè)量的測(cè)量時(shí)首先要解決的問題。當(dāng)傳感器確定之后,與之相配套的測(cè)量方法和測(cè)量設(shè)備也就可以確定了。測(cè)量結(jié)果的成敗,在很大程度上取決于傳感器的選用是否合理。</p><p>　　傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、和變送器三部分組

41、成，有時(shí)候還需要加一些輔助電路。傳感器結(jié)構(gòu)如圖2.2所示。 </p><p>　　圖2.2傳感器結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　Fig.2.2 The structure of sensor</p><p>　　2.4.1 堆煤監(jiān)測(cè)</p><p>　　本設(shè)計(jì)選用GLU50型堆煤傳感器，如圖2.5所示。此傳感器為礦用本質(zhì)安全型設(shè)備，它主要由圓

42、柱形主體和探桿兩部分組成。主體殼內(nèi)有氣動(dòng)延時(shí)開關(guān)和一個(gè)鋼球，正常情況下懸掛的傳感器處于垂直狀態(tài)，鋼球壓在延時(shí)開關(guān)上。當(dāng)煤位上升使傳感器傾斜超過動(dòng)作角度時(shí)，鋼球滾開，開關(guān)延時(shí)動(dòng)作發(fā)出語音報(bào)警信號(hào)，經(jīng)延時(shí)2-3秒時(shí)，皮帶運(yùn)輸機(jī)停機(jī)。煤位下降后，傳感器又恢復(fù)垂直狀態(tài)，鋼球又壓在延時(shí)開關(guān)上，使其瞬間復(fù)位。</p><p>　　圖2.3 GLU50型堆煤傳感器</p><p>　　Fig.2.3 G

43、LU50 type of coal level sensor</p><p>　　它除了可以用于監(jiān)測(cè)礦井煤位之外，還可以用于冶金、化工、交通、電力等行業(yè)檢測(cè)液體或固體的料位。它具有以下特點(diǎn)：</p><p>　　外殼堅(jiān)固，密封性能好，能在惡劣環(huán)境中使用；</p><p>　　動(dòng)作靈敏，可靠，安裝方便；</p><p>　　傳感器能延時(shí)動(dòng)作，延

44、時(shí)時(shí)間可調(diào)，避免由于大塊物料撞擊引起的誤動(dòng)作。</p><p>　　堆煤傳感器安裝在每條皮帶運(yùn)輸機(jī)的落煤點(diǎn)，出現(xiàn)事故時(shí)緊急停機(jī)，以防止皮帶運(yùn)輸機(jī)事故的擴(kuò)大化。</p><p>　　2.4.2 溫度監(jiān)測(cè)</p><p>　　滾筒溫度過高的主要原因有皮帶堆煤和滾筒軸承卡死兩個(gè)方面。皮帶的堆煤事故是井下最常見的事故之一，由于井下條件惡劣，而且皮帶時(shí)開時(shí)停，所以皮帶輸送

45、機(jī)很容易出現(xiàn)堆煤事故，皮帶堆煤會(huì)導(dǎo)致滾筒受力過大、皮帶啟動(dòng)困難。如果不及時(shí)清理皮帶上的煤塊，將會(huì)使?jié)L筒的溫度迅速升高。由于礦井下粉塵、顆粒濃度比較大，皮帶運(yùn)輸機(jī)的滾筒在運(yùn)行時(shí)，如果不經(jīng)常清掃，會(huì)造成皮帶滾筒軸承的卡死，因此，滾筒的溫度就會(huì)持續(xù)升高，當(dāng)升高到一定的溫度就易引燃皮帶及周圍的煤粉，引發(fā)礦井火災(zāi)，造成財(cái)產(chǎn)的損失和人員的傷亡。</p><p>　　本設(shè)計(jì)選用LM35型溫度傳感器，如圖2.6所示。此傳感器為礦

46、用本質(zhì)安全溫度傳感器，其輸出電壓與攝氏溫標(biāo)呈線性關(guān)系，轉(zhuǎn)換公式如式3-2，0℃時(shí)輸出為0V，每升高1℃，輸出電壓增加10mV。在常溫下，LM35不需要額外的校準(zhǔn)處理即可達(dá)到1/4℃的準(zhǔn)確率。</p><p>　　溫度傳感器LM35的靈敏度為，即溫度為時(shí)，輸出電壓為100mV。 常溫下測(cè)溫精度為以內(nèi)，消耗電流最大也只有70µA，自身發(fā)熱對(duì)測(cè)量精度也只在以內(nèi)。</p><p>　　L

47、M35溫度傳感器主要用于對(duì)煤礦井下皮帶運(yùn)輸機(jī)的滾筒因摩擦引起的溫度過高進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)被檢測(cè)溫度超過設(shè)定溫度時(shí)，超溫指示燈亮，皮帶運(yùn)輸機(jī)停止運(yùn)行，同時(shí)啟動(dòng)灑水裝置。根據(jù)被測(cè)區(qū)域的尺寸，選擇把傳感器安裝在距離滾筒15cm的地方。</p><p>　　溫度傳感器安裝在皮帶運(yùn)輸機(jī)的主滾筒上，隨時(shí)檢測(cè)滾筒的溫度，并配備自動(dòng)灑水裝置，在滾筒超溫時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)灑水使其降溫。</p><p>　　2.4.3

48、煙霧監(jiān)測(cè)</p><p>　　本設(shè)計(jì)選用KGQ-12型煙霧傳感器，如圖2.5所示。適用于煤礦井下有瓦斯、煤塵爆炸性氣體的環(huán)境中，主要用于煤礦井下皮帶運(yùn)輸機(jī)因摩擦發(fā)熱或其他原因而產(chǎn)生的煙霧進(jìn)行檢測(cè)保護(hù)。該傳感器可配接聲光報(bào)警裝置和斷電裝置，實(shí)現(xiàn)斷電和報(bào)警控制，也可以與各種生產(chǎn)、安全監(jiān)控系統(tǒng)配套使用。</p><p>　　此傳感器采用雙氣敏探頭，對(duì)煙霧具有一定的選擇性，其信號(hào)通過專用電路處理后

49、，送給電控箱。當(dāng)動(dòng)作后，其輸出高電平變成低電平送給電控箱動(dòng)作，同時(shí)煙霧傳感器內(nèi)的紅燈快速閃爍，并發(fā)出報(bào)警聲音。由于此傳感器設(shè)置了兩個(gè)出線口，溫度引線可以從其內(nèi)引出，以簡(jiǎn)化路線連接。一旦有煙霧產(chǎn)生，煙霧進(jìn)入感煙探頭后，傳感器立即動(dòng)作。</p><p>　　圖2.4 LM35型溫度傳感器圖</p><p>　　Fig. 2.4 LM35 type of temperature sensor&l

50、t;/p><p>　　圖2.5 KGQ-12型煙霧傳感器圖</p><p>　　Fig.2.5 KGQ-12 type of smoke sensor</p><p>　　2.4.4 撕裂監(jiān)測(cè)</p><p>　　皮帶輸送機(jī)撕裂故障是皮帶運(yùn)輸機(jī)最嚴(yán)重的一種故障。皮帶撕裂的原因和現(xiàn)象主要有以下幾種：</p><p><

51、;b>　　1）抽芯撕裂</b></p><p>　　皮帶在強(qiáng)烈的沖擊力作用下，造成皮帶中心的鋼絲芯斷裂，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的磨、壓、拉等外力作用，斷裂的鋼絲芯斷頭露出來。</p><p>　　2）皮帶跑偏造成撕裂</p><p>　　皮帶運(yùn)輸機(jī)在運(yùn)行過程中，皮帶發(fā)生跑偏，往單側(cè)偏移幅度較大時(shí)，就容易形成折疊，受到設(shè)備結(jié)構(gòu)摩擦很容易刮傷皮帶，造成皮帶撕裂，這

52、一般發(fā)生在皮帶的兩側(cè)。</p><p><b>　　3）異物劃傷皮帶</b></p><p>　　這種損傷通常發(fā)生在溜槽下部，根據(jù)運(yùn)煤流程的需要，相鄰的兩條皮帶首尾銜接處應(yīng)該有一定的高度，這樣才能使上部皮帶運(yùn)輸機(jī)的煤產(chǎn)生一定的勢(shì)能。當(dāng)落到下部皮帶運(yùn)輸機(jī)時(shí)就達(dá)到一定的速度，但是如果下落的煤中混有尖銳物體，在接觸皮帶時(shí)由于慣性作用，尖銳物體就會(huì)劃傷皮帶，導(dǎo)致皮帶在運(yùn)動(dòng)過程

53、中造成撕裂。</p><p>　　4）煤炭卡壓堵塞引起的撕裂</p><p>　　這是由于皮帶下面的緩沖托輥是間隔分布的，并且溜槽前端和皮帶表面的距離有限，當(dāng)較大物料下落時(shí)，落于托輥之間，將砸破皮帶導(dǎo)致撕裂。</p><p>　　本設(shè)計(jì)選用ZS-1型皮帶撕裂傳感器，如圖2.6所示，適用于煤礦有瓦斯、煤塵爆炸等危險(xiǎn)環(huán)境，與皮帶運(yùn)輸機(jī)電氣控制裝置配套使用，用作皮帶運(yùn)輸機(jī)

54、檢測(cè)與保護(hù)。當(dāng)皮帶運(yùn)輸機(jī)的皮帶被尖銳物體穿透后，物料落到傳感器上，這時(shí)傳感器將信號(hào)傳到信號(hào)箱，控制繼電器動(dòng)作，發(fā)出報(bào)警和停車信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)皮帶的作用。</p><p>　　圖2.6 ZS-1型皮帶撕裂傳感器圖</p><p>　　Fig.2.6 ZS-1 tear-belt sensor figure</p><p>　　2.4.5 拉繩急停閉鎖開關(guān)</

55、p><p>　　本設(shè)計(jì)選用KG9001A-ZJ型拉繩急停閉鎖開關(guān)，如圖2.7所示。用作皮帶運(yùn)輸機(jī)沿線拉繩急停閉鎖保護(hù)。此急停閉鎖開關(guān)主要有以下特點(diǎn)：</p><p>　　1）密封性能好，動(dòng)作可靠，維護(hù)方便；</p><p>　　2）撕裂、跑偏等保護(hù)裝置和信號(hào)器可以就近接入閉鎖開關(guān)，這大大節(jié)省了電纜；</p><p>　　3）采用了接插件連接形式，

56、兩邊各有一個(gè)較大的接插件口，下部有三個(gè)較小接插件口。</p><p>　　皮帶運(yùn)輸機(jī)在正常工作情況下，拉桿壓住其內(nèi)部的行程開關(guān)，控制回路內(nèi)的接點(diǎn)處于常開，指示牌豎立在上方。當(dāng)皮帶運(yùn)輸機(jī)出現(xiàn)故障需要緊急停車時(shí)，只需拉動(dòng)開關(guān)任意端的鋼絲繩，拉桿松開并且旋轉(zhuǎn)，指示牌倒下，同時(shí)行程開關(guān)動(dòng)作，皮帶運(yùn)輸機(jī)電氣控制裝置收到信號(hào)后，發(fā)出指令，切斷電源。當(dāng)故障排除后，人工將指示牌旋轉(zhuǎn)到豎立位置，開關(guān)復(fù)位，不通過人工復(fù)位，拉桿不能退

57、回原位，開關(guān)起到閉鎖作用。</p><p>　　圖2.7 拉繩急停閉鎖開關(guān)圖</p><p>　　Fig.2.7 Rope emergency stop switch is closed</p><p>　　100M設(shè)置一個(gè)拉繩開關(guān)，共設(shè)置10個(gè)拉繩開關(guān)。</p><p>　　2.4.6 糾偏裝置</p><p>　

58、　影響皮帶跑偏的外在因素主要有：</p><p>　?。╨）重量比較大的煤塊可能對(duì)皮帶產(chǎn)生較大的撞擊,輕則對(duì)皮帶造成損傷，重則可能導(dǎo)致皮帶跳動(dòng)；</p><p>　　煤塊不勻速地掉落在皮帶上，使得皮帶在某些落點(diǎn)上受力過大，或者煤塊落點(diǎn)不在皮帶中心線上，使得皮帶發(fā)生傾斜。兩者都是因?yàn)槠У氖芰Σ痪鴮?dǎo)致的跑偏；</p><p>　　如果煤塊的濕度較大，很容易與皮帶粘附

59、在一起，不僅會(huì)使皮帶受力不均而導(dǎo)致皮帶發(fā)生跑偏，而且還會(huì)使影響皮帶的運(yùn)行效率；</p><p>　?。?）有一些煤塊可能會(huì)灑落在滾筒上而導(dǎo)致皮帶跑偏事故。</p><p>　　2）影響皮帶跑偏的內(nèi)在因素主要有：</p><p>　　（1）當(dāng)皮帶與滾筒接觸點(diǎn)的摩擦力過大或過小時(shí)，會(huì)使皮帶發(fā)生嚴(yán)重的變形，同時(shí)皮帶會(huì)移向摩擦力較大的一邊，從而導(dǎo)致皮帶跑偏；</p&g

60、t;<p>　?。?）如果皮帶的前進(jìn)方向與滾筒的安裝方向不垂直時(shí)，皮帶將隨滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)生偏移，最終導(dǎo)致皮帶跑偏；</p><p>　　（3）即使皮帶前進(jìn)方向與滾筒的安裝的安裝方向垂直，如果他們的中心線位置不相符，加上皮帶上方煤塊自身的重力，會(huì)使皮帶發(fā)生傾斜，容易造成皮帶的跑偏；</p><p>　?。?）皮帶本身的接頭發(fā)生彎曲，在接頭或皮帶彎曲處容易發(fā)生跑偏。老化的皮帶由于其

61、內(nèi)部應(yīng)力分布不均勻，也會(huì)導(dǎo)致一定程度的皮帶跑偏。</p><p>　　因而本裝置在糾偏時(shí)具有以下特點(diǎn)：①能適應(yīng)各種惡劣的工作環(huán)境；②使用中維護(hù)量小；③不需要電源及外加動(dòng)力；④對(duì)皮帶無損傷；⑤使用壽命長(zhǎng)；⑥糾偏靈活迅速；⑦性能可靠而且成本低；⑧便于安裝。</p><p>　　50M設(shè)置一個(gè)跑偏傳感器，共設(shè)置20個(gè)跑偏傳感器。</p><p>　　2.4.7 拉緊裝置

62、</p><p>　　1）皮帶打滑的原因有很多，主要有以下幾個(gè)方面：</p><p>　?。?）主動(dòng)滾筒表面的防滑膠嚴(yán)重磨損或滾筒表面潮濕，使?jié)L筒表面摩擦系數(shù)下降而導(dǎo)致皮帶打滑。</p><p>　?。?）煤倉(cāng)內(nèi)沒有安裝滿倉(cāng)控制系統(tǒng)，由于皮帶機(jī)司機(jī)上班睡覺或精力不集中等人為原因，造成煤倉(cāng)滿倉(cāng)后沒有及時(shí)停機(jī)，而使皮帶運(yùn)輸機(jī)的機(jī)頭處堆煤，煤塊進(jìn)入皮帶和滾筒之間,降低了皮

63、帶和滾筒之間的摩擦系數(shù)而導(dǎo)致皮帶打滑。</p><p>　　皮帶打滑會(huì)造成上游落煤管處堵塞，在驅(qū)動(dòng)滾筒處對(duì)皮帶造成嚴(yán)重的磨損，會(huì)因皮帶尾部堆煤太多而導(dǎo)致皮帶啟動(dòng)困難。</p><p>　　2）拉緊裝置的選擇和安裝</p><p>　　本設(shè)計(jì)選用的是ZY型皮帶自動(dòng)液壓拉緊裝置。此拉緊裝置的特點(diǎn)是：</p><p>　?。?）改善帶式輸送機(jī)運(yùn)行時(shí)

64、膠帶的動(dòng)態(tài)受力效果，特別是膠帶受到突變載荷時(shí)尤其明顯。</p><p>　　（2）拉緊力可以根據(jù)帶式輸送機(jī)的實(shí)際需要任意調(diào)節(jié)。系統(tǒng)一旦調(diào)定后，即按預(yù)定的程序自動(dòng)工作，使輸送機(jī)處在理想的工作狀態(tài)下運(yùn)行，大大改善輸送帶的受力狀況。</p><p>　?。?）響應(yīng)快。由于輸送機(jī)起動(dòng)時(shí)，輸送帶松邊會(huì)突然松弛伸長(zhǎng)，引起“打帶”、沖擊現(xiàn)象。此時(shí)，拉緊裝置能迅速收縮油缸，及時(shí)吸收輸送帶的伸長(zhǎng)，從而大大緩

65、和了輸送帶的沖擊，使起動(dòng)過程平穩(wěn)，避免發(fā)生斷帶事故。</p><p>　?。?）具有斷帶時(shí)自動(dòng)停止輸送機(jī)的保護(hù)功能。</p><p>　?。?）結(jié)構(gòu)緊湊，安裝空間小，便于使用。</p><p>　?。╖Y）型自動(dòng)液壓拉緊裝置適用于長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)的張緊，主要由拉緊油缸、液壓泵站、蓄能站、地面繼電器型控制開關(guān)和拉緊附件等五大部分組成。其中液壓泵站、蓄能站和地面繼電器型

66、控制開關(guān)不需要做地基，僅要求安放地點(diǎn)不落物料和水即可。</p><p>　　膠帶自動(dòng)液壓拉緊裝置的安裝要求</p><p>　　該裝置安裝后必須保證油缸中心與張緊小車滑輪的中心等高，還必須保證油缸中心線與膠帶中心線重合。</p><p>　　注意：輸送機(jī)在工作階段，手動(dòng)換向閥的手把應(yīng)始終打在使其閥芯處于右閥位（油缸處于拉緊）的位置，否則油缸動(dòng)態(tài)效果不明顯。</

67、p><p>　　當(dāng)換向閥閥芯處在左位時(shí)，油泵排出的壓力油經(jīng)換向閥進(jìn)入油缸左側(cè)，推動(dòng)活塞使活塞桿向外伸出的同時(shí)，壓力油又經(jīng)控制油路（圖中虛線）將液控單向閥打開，可使油缸右側(cè)的回油經(jīng)液控單向閥、手動(dòng)換向閥回油箱。通常是在需要將張緊放松的時(shí)候，才將油缸活塞桿向外伸出。當(dāng)需要重新張緊皮帶時(shí)，可直接啟動(dòng)泵站后將手動(dòng)換向閥手把打到右閥位，直至拉緊力上升到設(shè)定值為止。 </p><p>　　2.4.8 自

68、動(dòng)灑水裝置</p><p>　　本設(shè)計(jì)選用DF3/6.5型礦用隔爆型電磁閥，如圖2.8所示。它主要適用于煤礦井下含有爆炸性氣體的危險(xiǎn)環(huán)境中作為降溫、除塵灑水之用?？梢宰鳛榫伦詣?dòng)及其它管路中控制，保護(hù)人身安全和生產(chǎn)安全的目的。</p><p>　　本電磁閥分為上部閥體和下部閥座兩部分結(jié)構(gòu)，上部閥體為圓筒形結(jié)構(gòu)，內(nèi)部有電磁體，作為控制閥門開閉的動(dòng)力源，下部閥座內(nèi)有導(dǎo)水閥口，過濾器等部件，其中

69、過濾器能有效阻擋直徑大于1mm的有害雜質(zhì)通過，這樣既可以避免了噴頭堵塞，又降低了井下工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。其工作原理是：不通電時(shí)，閥芯為初始態(tài)，導(dǎo)水閥口關(guān)閉，水不能流通，通電之后，在電磁效應(yīng)的作用下，電磁體能產(chǎn)生足夠的推力，克服水的壓力，使閥芯脫離水閥口，水便流通，灑水裝置自動(dòng)灑水。</p><p>　　圖2.8 DF3/6.5型礦用隔爆型電磁閥圖</p><p>　　Fig.2.8 DF3

70、/6.5 type of Flameproof solenoid valves</p><p>　　3 煤礦皮帶機(jī)PLC硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 PLC的選型設(shè)計(jì)</p><p>　　可編程控制器雖然采用了計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想，但實(shí)際上只能完成順序控制，僅有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，所以人們將它稱為可編程序邏輯控制器（Programmable Logic

71、al Controller，PLC）。經(jīng)過多年的發(fā)展與實(shí)踐，PLC的功能和性能已有了很大的提高，從當(dāng)初用于邏輯控制盒順序控制領(lǐng)域擴(kuò)展到運(yùn)動(dòng)控制和過程控制領(lǐng)域。因此，美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)（National Electrical Manufacturers Association,NEMA）將它正式命名為可編程控制器（Programmable Controller，PC），但由于個(gè)人計(jì)算機(jī)也簡(jiǎn)稱PC（Personal Computer），為了

72、避免混淆，可編程控制器仍然被稱為PLC。</p><p>　　1）PLC的型號(hào)選型</p><p>　　本設(shè)計(jì)選擇了西門子S7-200系列PLC。其控制系統(tǒng)的構(gòu)成形式如圖3.1所示。</p><p>　　圖3.1 S7-200PLC控制系統(tǒng)構(gòu)成形式圖</p><p>　　Fig.3.1 The structure of s7-20O PLC

73、control system</p><p><b>　　CPU型號(hào)的確定</b></p><p>　　根據(jù)輸入輸出點(diǎn)數(shù)選擇224XP型CPU。最多可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊。</p><p>　　見表3.2 CPU的技術(shù)參數(shù)表</p><p>　　表3.2 CPU的技術(shù)參數(shù)表</p><p>　　Tab

74、.3.2 Technical Parameters of CPU table</p><p>　　3）本系統(tǒng)選用的數(shù)字量輸入擴(kuò)展模塊是西門子公司的EM221,EM223系列，模擬量擴(kuò)展模塊為EM231。</p><p>　　3.2 電機(jī)控制回路的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1）電機(jī)主電路</b></p><p>

75、　　兩臺(tái)三相異步電機(jī)分別連接到三相電源上，在接線上有兩個(gè)啟動(dòng)開關(guān)QF1和QF2，兩個(gè)停止開關(guān)RJ1和RJ2，兩個(gè)中間繼電器KM1和KM2，具體的電機(jī)主電路接線如圖3.4所示。</p><p>　　圖3.4電機(jī)主電路接線圖</p><p>　　Fig..3.4 Main circuit wiring diagram of the motor</p><p><b

76、>　　2）控制箱回路</b></p><p>　　將主電路上的啟動(dòng)開關(guān)和停止開關(guān)分別跟皮帶控制箱上的啟動(dòng)按鈕和停止按鈕相連接，可以實(shí)現(xiàn)在控制箱的控制面板上對(duì)皮帶的啟動(dòng)和停止進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作。</p><p><b>　　3）控制面板按鈕圖</b></p><p>　　控制箱面板如圖3.5所示。此圖裝有控制按鈕和指示燈全線

77、啟停按鈕、1號(hào)電機(jī)啟停、2號(hào)電機(jī)啟停、故障復(fù)位按鈕、蜂鳴器和故障指示燈。 </p><p>　　圖3.5控制箱的面板圖</p><p>　　Fig.3.5 The Panel diagram of control box</p><p>　　3.3 PLC模塊安裝布置與布線</p><p>　　（1）CPU主線路接線圖如圖3.6所示<

78、/p><p>　　圖3.6 CPU主接線圖</p><p>　　Figure 3.6 CPU is the main wiring diagram</p><p>　　（2）EM223擴(kuò)展模塊接線圖如圖3.7所示</p><p>　　圖3.7 EM223擴(kuò)展模塊接線圖</p><p>　　Figure 3.7 EM223

79、extension module wiring diagram</p><p>　?。?）EM221擴(kuò)展模塊接線圖如圖3.8所示</p><p>　　圖3.8 EM221擴(kuò)展模塊接線圖</p><p>　　Figure 3.8 EM221 extension module wiring diagram</p><p>　　4 煤礦皮帶自動(dòng)運(yùn)

80、輸監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) </p><p>　　主程序的設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)皮帶全線啟停、自動(dòng)啟停和手動(dòng)啟停，并且三者之間可以實(shí)現(xiàn)相互切換，正常運(yùn)行時(shí)，使用自動(dòng)啟停方式，設(shè)備按工藝要求的順序和流程由上位機(jī)控制自動(dòng)啟停；手動(dòng)啟停時(shí)，可在通過控制面板上的按鈕來操作各設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)無聯(lián)動(dòng)和閉鎖；全線啟停時(shí)，在皮帶運(yùn)輸機(jī)的工作現(xiàn)場(chǎng)通過鈕盒實(shí)現(xiàn)啟停操作。故障程序是當(dāng)皮帶發(fā)生跑偏、撕裂、急停、溫度、堆煤、煙霧、打滑中任一種故障時(shí)，相應(yīng)的

81、傳感器動(dòng)作，把故障信號(hào)傳送到PLC，實(shí)現(xiàn)皮帶停機(jī)保護(hù)。</p><p>　　4.1 I/0地址分配</p><p>　　PLC的I/0地址具體分配包括:AI(模擬量輸入)、AO(模擬量輸出)、DI(數(shù)字量輸</p><p>　　入)和DO(數(shù)字量輸出)。PLC的I/0地址分配表如表4.1所示:</p><p>　　表4.1 PLC的I/0地址

82、分配表</p><p>　　Tab4.1 I/0 address assignment table of PLC</p><p>　　4.2 PLC軟件程序設(shè)計(jì)</p><p>　　本系統(tǒng)的程序主要分為兩部分：主程序和故障程序。要將系統(tǒng)的PLC程序設(shè)計(jì)的規(guī)范和合理，需要進(jìn)行程序模塊的功能劃分，主程序是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的簡(jiǎn)單控制，該部分實(shí)現(xiàn)皮帶電機(jī)的啟動(dòng)和停止，對(duì)于各種保護(hù)不

83、做要求。故障程序具有如下檢測(cè)保護(hù)功能：跑偏、撕裂、急停、溫度、堆煤、煙霧、打滑等。整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)逆煤流開車、順煤流停車的遠(yuǎn)程集中控制。</p><p>　　4.2.1 主程序的設(shè)計(jì)</p><p>　　主程序是整個(gè)程序的管理調(diào)度者。它主要控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，分為三種方式：全線啟停（此信號(hào)送入PLC，由內(nèi)部邏輯電路控制）、自動(dòng)啟停（此信號(hào)送入PLC，由內(nèi)部邏輯電路控制）、手動(dòng)啟停（此信號(hào)不經(jīng)PLC

84、，完全由外部繼電器電路控制）。</p><p><b>　　1）皮帶啟動(dòng)</b></p><p><b>　?。╨）全線啟動(dòng)按鈕</b></p><p>　　按一下它，蜂鳴器響5秒，2號(hào)皮帶機(jī)啟動(dòng)，上位機(jī)主畫面的全線啟動(dòng)指示燈由紅變綠，2號(hào)自動(dòng)指示燈由紅變綠，2號(hào)電機(jī)葉片開始旋轉(zhuǎn)；然后蜂鳴器又響3秒，1號(hào)皮帶機(jī)啟動(dòng)，上位機(jī)

85、主畫面的1號(hào)自動(dòng)指示燈由紅變綠，1號(hào)電機(jī)葉片開始旋轉(zhuǎn)。</p><p><b>　　自動(dòng)啟動(dòng)</b></p><p>　　1號(hào)啟動(dòng)按鈕：按一下它，則蜂鳴器響3秒，然后啟動(dòng)1號(hào)皮帶機(jī)；上位機(jī)主畫面的1號(hào)自動(dòng)指示燈由紅變綠，1號(hào)電機(jī)葉片開始旋轉(zhuǎn)。2號(hào)就地啟動(dòng)按鈕：按一下它，則蜂鳴器響3秒，然后啟動(dòng)2號(hào)皮帶機(jī)；上位機(jī)主畫面的2號(hào)自動(dòng)指示燈由紅變綠，2號(hào)電機(jī)葉片開始旋轉(zhuǎn)。&l

86、t;/p><p><b>　　（3）手動(dòng)啟動(dòng)</b></p><p>　　1號(hào)啟動(dòng)按鈕：按一下它，則啟動(dòng)1號(hào)皮帶機(jī)，1號(hào)啟動(dòng)指示燈變亮。上位機(jī)主畫面的1號(hào)手動(dòng)指示燈由紅變綠，1號(hào)電機(jī)葉片開始旋轉(zhuǎn)。2號(hào)啟動(dòng)按鈕：按一下它，則啟動(dòng)2號(hào)皮帶機(jī)，2號(hào)啟動(dòng)指示燈變亮。上位機(jī)主畫面的2號(hào)手動(dòng)指示燈由紅變綠，2號(hào)電機(jī)葉片開始旋轉(zhuǎn)。皮帶啟動(dòng)流程圖如圖4.1所示。</p>&

87、lt;p><b>　　2）皮帶停止</b></p><p><b>　?。?）全線停止</b></p><p>　　全線停止按鈕：按一下它，則1號(hào)皮帶機(jī)停止。上位機(jī)主畫面的1號(hào)自動(dòng)指示燈由綠變紅，1號(hào)電機(jī)葉片停止旋轉(zhuǎn)。等待3秒，然后2號(hào)皮帶機(jī)停止。上位機(jī)主畫面的2號(hào)自動(dòng)指示燈由綠變紅，2號(hào)電機(jī)葉片停止旋轉(zhuǎn)。</p><p

88、><b>　　（2）自動(dòng)停止</b></p><p>　　1號(hào)停止按鈕：按一下它，則1號(hào)皮帶機(jī)停止、上位機(jī)主畫面的1號(hào)自動(dòng)指示燈由綠變紅，1號(hào)電機(jī)葉片停止旋轉(zhuǎn)。2號(hào)停止按鈕：按一下它，則2號(hào)皮帶機(jī)停止。上位機(jī)主畫面的2號(hào)自動(dòng)指示燈由綠變紅，2號(hào)電機(jī)葉片停止旋轉(zhuǎn)。</p><p>　?。?）手動(dòng)停止1號(hào)停止按鈕：按一下它，則1號(hào)皮帶機(jī)停止，1號(hào)啟動(dòng)指示燈滅。上位機(jī)

89、主畫面的1號(hào)手動(dòng)指示燈由綠變紅，1號(hào)電機(jī)葉片停止旋轉(zhuǎn)。2號(hào)停止按鈕：按一下它，則2號(hào)皮帶機(jī)停止，2號(hào)啟動(dòng)指示燈滅。上位機(jī)主畫面的2號(hào)手動(dòng)指示燈由綠變紅，2號(hào)電機(jī)葉片停止旋轉(zhuǎn)。皮帶停止流程圖如圖4.2所示。</p><p>　　圖4.1 皮帶啟動(dòng)流程圖</p><p>　　Fig.4.1The flow chart of starting belt</p><p>　

90、　圖4.2 皮帶停止流程圖</p><p>　　Fig.4.2 The flow chart of stoping belt</p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)自鎖</b></p><p>　　4.2.2 皮帶故障程序的設(shè)計(jì)</p><p>　　由各種傳感器檢測(cè)，把信號(hào)送至PLC，由PLC內(nèi)部邏輯電路控制。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)

91、，故障指示燈變亮。上位機(jī)主畫面相應(yīng)的故障指示燈由綠變紅。報(bào)警文檔會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的故障信息。當(dāng)出現(xiàn)故障，皮帶機(jī)自動(dòng)停止運(yùn)行。排除故障，按復(fù)位按鈕，則故障指示燈滅，上位機(jī)的相應(yīng)故障指示燈由紅變綠。當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)，拉拉線開關(guān)，則皮帶機(jī)停止運(yùn)行。皮帶故障流程圖如圖4.3所示。</p><p>　　圖4.3 皮帶故障流程圖</p><p>　　Fig.4.3 The flow chart of bel

92、t failure</p><p><b>　　5 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)采用PLC控制主運(yùn)輸中的帶式運(yùn)輸機(jī)，這樣設(shè)計(jì)系統(tǒng)不僅可靠性好，而且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單方便，體積小，易修改程序等優(yōu)點(diǎn)。眾所周知，目前我國(guó)75%的生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備，都是采用繼電器控制，除了可靠性差外，設(shè)計(jì)程序也很繁雜。而采用PLC控制可以大大縮短設(shè)計(jì)周期，甚至有些文件資料也不必繪制成

93、圖。設(shè)計(jì)人員完全可以利用編程器上屏幕顯示來輸入，或修改程序使得梯形圖能準(zhǔn)確無誤地反映生產(chǎn)要求。開發(fā)這種軟件對(duì)優(yōu)化生產(chǎn)過程，提高產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，非常具有實(shí)際意義。這無疑給企業(yè)增加了活力，提高了經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　穩(wěn)定的主運(yùn)輸皮帶控制系統(tǒng)可以充分保證煤礦的正常生產(chǎn)，減少了設(shè)備的非正常磨損與事故的發(fā)生，反過來增加了煤礦企業(yè)的利潤(rùn)，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)收益。</p><p>

94、;　　整個(gè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)充分考慮到煤礦生產(chǎn)的不利客觀條件與生產(chǎn)中最重要的安全問題，這樣不僅使系統(tǒng)具有良好的工作性能，還能有很好的經(jīng)濟(jì)性能。</p><p><b>　　6 結(jié)論</b></p><p>　　本文針對(duì)我國(guó)井下皮帶運(yùn)輸機(jī)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)開發(fā)一套基于PLC的煤礦皮帶自動(dòng)運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)。經(jīng)過反復(fù)的調(diào)試和改進(jìn)，本文研究設(shè)計(jì)的皮帶自動(dòng)運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)能夠正常地運(yùn)行，并且能完

95、成皮帶的啟停控制和報(bào)警控制，人性化的人機(jī)界面也能使操作者更方便、直觀地監(jiān)控皮帶的運(yùn)行狀態(tài)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中主要完成了以下幾項(xiàng)工作：</p><p>　　1）硬件方面的設(shè)計(jì)。在進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，羅列了本系統(tǒng)需要的硬件設(shè)備，包括兩臺(tái)三相異步電機(jī)、一條皮帶、7個(gè)傳感器、S7-200系列PLC、PLC的接線箱等，然后進(jìn)行硬件的搭建和調(diào)試，皮帶空載運(yùn)行時(shí)不會(huì)發(fā)生跑偏等故障，各傳感器按要求安

96、裝到相應(yīng)的位置，PLC按照安裝和接線要求放置到接線箱中。</p><p>　　2）軟件方面的設(shè)計(jì)。根據(jù)系統(tǒng)所要完成的控制進(jìn)行PLC的編程，包括皮帶的全線啟停自動(dòng)啟停手動(dòng)啟停和故障報(bào)警，還要實(shí)現(xiàn)各啟停方式之間可以轉(zhuǎn)換。例如：當(dāng)皮帶發(fā)生跑偏、撕裂、急停、溫度、堆煤、煙霧、打滑中任一種故障時(shí)，相應(yīng)的傳感器動(dòng)作，把故障信號(hào)傳送到PLC，實(shí)現(xiàn)皮帶自動(dòng)保護(hù)，同時(shí)，上位機(jī)上也會(huì)顯示皮帶的故障類型。</p><

97、;p>　　通過一個(gè)學(xué)期的設(shè)計(jì)，我基本完成了煤礦皮帶機(jī)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在這個(gè)過程中我對(duì)PLC進(jìn)行了大量的資料收集與學(xué)習(xí)工作，并且對(duì)PLC整體有了一定的了解。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　轉(zhuǎn)眼間一學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束。在老師和同學(xué)們的幫助下，經(jīng)過自己的努力工作，終于完成了這篇論文。在此，懇請(qǐng)各位老師審閱。</p>

98、<p>　　本論文是在田立勇老師的精心指導(dǎo)下完成的。無論是論文的選題、軟件框架的構(gòu)思、程序的設(shè)計(jì)還是論文的寫作思路、文章字句的斟酌等方面，無一不滲透著老師辛勤的汗水和教誨，只有完成好我的設(shè)計(jì)才是指導(dǎo)老師最好的報(bào)答。在這大學(xué)四年里，所有老師淵博的知識(shí)、深厚扎實(shí)的學(xué)術(shù)修養(yǎng)、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng)、兢兢業(yè)業(yè)的工作態(tài)度，給我留下了極深的印象，并將在我今后的人生道路中產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。在此，學(xué)生謹(jǐn)向辛勤培育我的各老師致以衷心的感謝！<

99、/p><p>　　在四年的學(xué)習(xí)期間，我不僅增長(zhǎng)了知識(shí)，也結(jié)識(shí)了許多難忘的朋友。從很多同學(xué)和朋友身上我學(xué)到了許多寶貴的東西，這是一筆非常大的精神財(cái)富，我將受益終身。讀書求學(xué)，不僅是一個(gè)知識(shí)積累、技能長(zhǎng)進(jìn)的過程，同時(shí)也是一個(gè)提高修養(yǎng)、完善人格的過程。希望我能夠?qū)⑽以谶@個(gè)學(xué)校里所學(xué)到的一切都應(yīng)用到以后的工作中。</p><p>　　最后再次感謝幫助和關(guān)心過我的老師和同學(xué)。</p>&l

100、t;p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 欒振輝，廖玲利.煤礦機(jī)械PLC控制技術(shù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2008.</p><p>　　[2] 吳強(qiáng)，秦憲禮，張波.煤礦安全技術(shù)與事故處理[M].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2001.</p><p>　　[3] 安順波．現(xiàn)代礦山機(jī)械設(shè)備安裝調(diào)試、規(guī)范操作、維修保養(yǎng)及常見故障

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102、p>　　[7] 候志學(xué)．礦山運(yùn)輸機(jī)械[M].冶金工業(yè)出版社，1992.</p><p>　　[8] 黃萬吉．礦山運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)[M].東北工業(yè)學(xué)院出版社，1990.</p><p>　　[9] 洪曉華．礦山運(yùn)輸提升[M].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2007.</p><p>　　[10] 康宏．礦井皮帶運(yùn)輸機(jī)故障分析與處理[J].安徽科技大學(xué)出版社，2005.<

103、/p><p>　　[11] 趙清，楊龍．PLC控制電路解讀．電子工業(yè)出版社，2011.</p><p>　　[12] 段有艷．圖解PLC機(jī)電控制技術(shù)．中國(guó)電力出版社，2010.</p><p>　　[13] 付少波，付蘭芳.傳感器及其應(yīng)用電路．化學(xué)工業(yè)出版社，2011.</p><p>　　[14] 孟立凡，藍(lán)金輝.傳感器原理及應(yīng)用．電子工業(yè)出版

104、社，2011.</p><p>　　[15] 王志甫，礦山固定機(jī)械與運(yùn)輸設(shè)備.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2006.</p><p>　　[16] 武予魯，帶式輸送機(jī)綜合保護(hù)裝置的工作原理與使用.煤炭工業(yè)出版社，2003. </p><p>　　[17] 唐傳貴，煤礦井下膠帶集中控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).電腦知識(shí)與技術(shù)，2008.</p><p>　　[1

105、8] 鄒愛英，譚永海，李孝忠.CST的調(diào)速原理及技術(shù)性能特點(diǎn).山東煤炭科技，2005.</p><p>　　[19] 馬洪禮，CST可控傳輸系統(tǒng)在長(zhǎng)運(yùn)距帶式輸送機(jī)的應(yīng)用.煤礦機(jī)電，2004.</p><p>　　[20] 史志遠(yuǎn)，帶式輸送機(jī)斷帶保護(hù)裝置分析.煤礦機(jī)械，2005.</p><p>　　[21] 陳松立，控制電器與控制系統(tǒng).徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，20

106、01.</p><p>　　[22] 朱曉霞，楊根科.基于CONTROLNET帶式輸送機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì).煤炭機(jī)電，2004.</p><p>　　[23] 欒振輝，煤礦機(jī)械PLC控制技術(shù).化學(xué)工業(yè)出版社，2008.</p><p>　　[24] 吳麗，基于PLC的皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究.國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化技術(shù)，2008.</p><p>　　[

107、25] 于學(xué)謙， 礦山運(yùn)輸機(jī)械. 徐州: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,1998，第2版</p><p>　　[26] Tang xiang yang.Design of an automatic error correction system of tobacco sorter’s high-speed belt conveyor.2008.</p><p>　　[27] 高欽和，可編程控制

108、器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計(jì)實(shí)例. 北京：人民郵電出版社，2004，第1版</p><p>　　[28] 李斌，鄒燦紅. PLC控制系統(tǒng)抗干擾技術(shù)研究. 機(jī)電工程技術(shù)，2008，37，（4）：103-105</p><p>　　[29] 胡學(xué)林，可編程控制器教程（提高篇）. 北京：電子工業(yè)出版社, 2005</p><p>　　[30] 史志遠(yuǎn)，朱真才等.帶式輸送機(jī)斷帶保護(hù)裝置

109、分析. 煤礦機(jī)械,2005,(8):83-85</p><p><b>　　附錄A 譯文</b></p><p>　　一種CMOS智能溫度傳感器從55℃到125℃為0.1℃誤差</p><p><b>　　科菲·馬金瓦米希</b></p><p>　　摘要：智能溫度傳感器在0.7微米CMO

110、S是準(zhǔn)確的。在從55℃到125℃的傳感器的使用范圍的晶體管測(cè)量溫度是錯(cuò)誤的。錯(cuò)誤造成，在讀出電路中減少到0.01 ℃級(jí)。這是通過使用動(dòng)態(tài)元件匹配，切碎實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的PTAT偏置電路，以及一個(gè)低偏移的二階，結(jié)合切碎和相關(guān)雙采樣?；鶚O-發(fā)射極電壓特性的傳播，在PNP晶體管補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)上，通過微調(diào)在一個(gè)溫度校準(zhǔn)，獲得高微調(diào)分辨率通過使用一個(gè)DAC精細(xì)調(diào)整偏置電流的雙極型晶體管。</p><p>　　關(guān)鍵詞：動(dòng)態(tài)元素匹配；偏移

111、取消；轉(zhuǎn)換；智能傳感器；溫度傳感器</p><p><b>　　1、引言</b></p><p>　　溫度傳感器被廣泛應(yīng)用于測(cè)量?jī)x表和控制系統(tǒng)。在許多應(yīng)用中這將是具有吸引力的，使用溫度傳感器在數(shù)字產(chǎn)生一個(gè)很容易解釋的溫度讀數(shù)格式。這種“聰明”的溫度傳感器結(jié)合了傳感器和接口電子設(shè)備在一個(gè)芯片上，并優(yōu)選制造一個(gè)低成本的標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝。</p><p&

112、gt;　　然而，今天大多數(shù)的溫度傳感器的應(yīng)用是傳統(tǒng)的傳感器，例如熱敏電阻或鉑電阻需要單獨(dú)的讀出電路。在第二部分中，有限的使用智能傳感器，可以歸結(jié)為他們的限制操作范圍（通常限于軍事范圍從-55℃到125℃）。更重要的是，它們與傳統(tǒng)的傳感器相比是相對(duì)不準(zhǔn)確的。一個(gè)典型的不準(zhǔn)確之處提到的溫度范圍為2℃，同時(shí)不準(zhǔn)確?？梢酝ㄟ^以下方式獲得，例如，一類的鉑在該范圍內(nèi)的電阻是0.5℃，更高的精度可在多個(gè)溫度下得到校準(zhǔn)，但是這會(huì)使CMOS智能溫度撤消太

113、多的成本。</p><p>　　大多數(shù)CMOS智能溫度傳感器基于溫度寄生雙極型晶體管的特性。以前的設(shè)計(jì)采用動(dòng)態(tài)偏移取消技術(shù)，如嵌套斬波和自動(dòng)調(diào)零，以減少由于溫度誤差的偏移量CMOS放大器的在讀出電路中使用。由于特征使用雙極型晶體管不是完全線性的，曲率校正技術(shù)已被用于改善線性度。</p><p>　　在本文中，CMOS智能溫度傳感器達(dá)到不準(zhǔn)確只有0.1℃對(duì)軍隊(duì)的范圍內(nèi)。減少所造成的讀出電路中