礦山機電畢業(yè)論文（含外文翻譯）礦用下運帶式輸送機電控系統(tǒng)設(shè)計

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　礦用下運帶式輸送機電控系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　ELECTRIC CONTROL SYSTEM FOR MINE BELT CONVEYOR UNDER DESIGN</p><

2、;p>　　所在學院 </p><p>　　專業(yè)班級 礦山機電 </p><p>　　學生姓名 學號 </p><p>　　指導教師 職稱 </p><p&g

3、t;　　完成日期 年 月 </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）共 68 頁（其中：外文文獻及譯文 23 頁） 圖紙共 1 張 </p><p><b>　　遼寧工程技術(shù)大學</b></p><p>　　本科畢業(yè)設(shè)計（論文）學生誠信承諾保證書</p><p>　　本人鄭重承諾：

4、《 》畢業(yè)設(shè)計（論文）的內(nèi)容真實、可靠，系本人在 指導教師的指導下，獨立完成。如果存在弄虛作假、抄襲的情況，本人承擔全部責任。</p><p><b>　　學生簽名：</b></p><p>　　年 月 日</p><p><b>　　

5、遼寧工程技術(shù)大學</b></p><p>　　本科畢業(yè)設(shè)計（論文）指導教師誠信承諾保證書</p><p>　　本人鄭重承諾：我已按學校相關(guān)規(guī)定對 同學的畢業(yè)設(shè)計（論文）的選題與內(nèi)容進行了指導和審核，確認由該生獨立完成。如果存在弄虛作假、抄襲的情況，本人承擔指導教師相關(guān)責任。</p><p><b>　　指導教師簽名：</

6、b></p><p>　　年 月 日</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　帶式輸送機是輸送能力最大的連續(xù)輸送機械之一。由于下運帶式輸送機在技術(shù)上和經(jīng)濟上對生產(chǎn)相對有優(yōu)勢，因此備受關(guān)注，已成為地面選煤廠和煤礦井下煤炭運送的主要設(shè)備，但長距離、大運量的下運帶式輸送機的設(shè)計及應用仍需要進一步的完善。本文分析了

7、常用帶式輸送機的現(xiàn)狀和技術(shù)難點,特別是大型帶式輸送機的核心技術(shù)(包括帶式輸送機可控軟起動技術(shù)與制動技術(shù)、動態(tài)分析與監(jiān)測技術(shù))、設(shè)備性能及其可靠性、壽命等。電氣控制系統(tǒng)是帶式輸送機的控制核心，其工作的可靠性將直接影響帶式輸送機各臺電動機的起動、停止以及正常運行。本課題在分析研究了下運帶式輸送機的運行特點基礎(chǔ)上，針對下運帶式輸送機的總體設(shè)計，通過PLC與變頻器的組合系統(tǒng)控制下運帶式輸送機的運行，有效控制和及時檢測下運帶式輸送機在運行時出現(xiàn)沿

8、停、跑偏、超速、撕帶、打滑、超溫、煙霧等故障。</p><p>　　關(guān)鍵詞：下運帶式輸送機；電氣控制系統(tǒng)；故障監(jiān)測；PLC</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　It is one of the largest continuous conveyor transport machinery transmiss

9、ion capacity. Due to downward belt conveyor technically and economically to produce relative advantage, so much attention, it has become ground coal preparation plant and coal mine coal major equipment deliveries, but lo

10、ng-distance, large capacity under the transport belt Design and Application of conveyor still needs further improvement. This paper analyzes the current situation and technical difficulties common belt conv</p>&l

11、t;p>　　Keywords: lower transport belt conveyors; electrical control systems;fault monitoring;PLC</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 設(shè)計背

12、景及意義1</p><p>　　1.2 下運帶式輸送機的介紹1</p><p>　　1.2.1 下運帶式輸送機結(jié)構(gòu)1</p><p>　　1.2.2 運行工況2</p><p>　　1.2.3 可控啟動系統(tǒng)2</p><p>　　1.2.4 制動控制系統(tǒng)3</p><p>　　1.3

13、 本設(shè)計的主要內(nèi)容4</p><p>　　2 下運帶式輸送機的電氣設(shè)備概述4</p><p>　　2.1 運行阻力計算5</p><p>　　2.2 電動機選型及其特性6</p><p>　　2.2.1 電動機型號確定6</p><p>　　2.2.2 三相異步電動機的機械特性6</p>&l

14、t;p>　　2.2.3 電動機的固有啟動特性8</p><p>　　2.2.4 電動機變頻調(diào)速機械特性9</p><p>　　2.2.5 三相異步電動機的制動特性10</p><p>　　2.3 變頻器選型設(shè)計12</p><p>　　3 故障監(jiān)測及傳感器的選型15</p><p>　　3.1 堆煤傳感

15、器15</p><p>　　3.2 輸送帶跑偏16</p><p>　　3.3 輸送帶打滑18</p><p>　　3.4 下運帶式輸送機超速18</p><p>　　3.5 輸送帶撕裂19</p><p><b>　　3.6 斷帶20</b></p><p>

16、　　3.7 速度檢測20</p><p>　　3.8 物料的滾滑21</p><p>　　3.9 下運帶式輸送機的超溫、煙霧保護21</p><p>　　3.10 拉線急停開關(guān)23</p><p>　　3.11 自動灑水裝置23</p><p>　　3.12 皮帶張緊裝置23</p><

17、p>　　4 PLC控制系統(tǒng)硬件設(shè)計24</p><p>　　4.1 PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)點24</p><p>　　4.2 PLC的選型設(shè)計24</p><p>　　4.2.1 CPU的選擇24</p><p>　　4.2.2 數(shù)字量輸入/輸出擴展模塊27</p><p>　　4.2.3 模擬量模

18、塊28</p><p>　　4.2.4 PLC控制變頻器硬件圖29</p><p>　　5 PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計30</p><p>　　5.1 控制系統(tǒng)流程圖30</p><p>　　5.1.1 控制系統(tǒng)30</p><p>　　5.1.2 下運帶式輸送機的運行工況流程圖30</p>

19、<p>　　5.2 程序設(shè)計37</p><p><b>　　6 結(jié)論42</b></p><p><b>　　致謝43</b></p><p><b>　　附錄A46</b></p><p><b>　　附錄B55</b></p

20、><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 設(shè)計背景及意義</p><p>　　帶式輸送機是輸送能力最大的連續(xù)輸送機械之一。其具有運輸能力大、結(jié)構(gòu)簡單、運轉(zhuǎn)可靠、能耗低、便于集中控制和實現(xiàn)自動化、管理維護方便等優(yōu)點。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，沿傾斜向下運送物料，采用帶式輸送機的越來越多，帶式輸送機在煤礦生產(chǎn)過程中起著重要的作用，特別是

21、下運帶式輸送機在煤礦井下已得到廣泛應用。近年來，煤礦井下采用帶式輸送機沿傾斜向下運送煤炭的愈來愈多，這是由于帶式輸送機在技術(shù)上和經(jīng)濟上對生產(chǎn)有優(yōu)勢，因此倍受關(guān)注。下運帶式運輸機，不僅有利于煤田開采，且可大大減少巷道工程量和建井周期，縮短運距，節(jié)省設(shè)備投資和運營費用，有顯著的經(jīng)濟效益。</p><p>　　本次設(shè)計是在分析研究下運帶式輸送機的運行特點及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，針對下運帶式輸送機驅(qū)動系統(tǒng)能夠提供可調(diào)的

22、、平滑的而無沖擊的起動力矩和制動力矩的要求，通過對國內(nèi)外常用的幾種可控的起動與制動裝置功能及特點的比較，闡明若制動裝置設(shè)計的不合理，很容易發(fā)生飛車事故，給生產(chǎn)帶來極大地危害。同時，與水平及上運帶式輸送機相比，下運帶式輸送機在空載或運量較少時，主電動機可能處在電動狀態(tài)；運量較 多或滿載時，主電動機卻又可能處在發(fā)電狀態(tài)。因此，進一步研制開發(fā)具有一定先進性、可靠性、高效性的下運帶式輸送機已成為煤機市場的一種迫切需求。</p>

23、<p>　　1.2 下運帶式輸送機的介紹</p><p>　　1.2.1 下運帶式輸送機結(jié)構(gòu)</p><p>　　帶式輸送機主要由輸送帶、驅(qū)動裝置 (電動機、減速機、聯(lián)軸器等) 、傳動滾筒、改向滾筒、托輥組、拉緊裝置、卸料器、機架、漏斗、導料槽、安全保護裝置以及電氣控制系統(tǒng)等組成。</p><p>　　1-電機滾筒，2-頭架，3-拍打裝置，4-凸弧中間

24、段，5-壓帶輪，6-中間架，7-中間架支腿，</p><p>　　8-波狀擋邊膠帶，9-凹弧中間架，10-加料段，11-改向滾筒，12-尾架，13-張緊裝置</p><p>　　圖1.1下運帶式輸送機的結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　Fig.1.1 The structure of belt conveyer</p><p>　　1.2.2 運行

25、工況</p><p>　　(1)滿載運行：正常滿載運行時,輸送帶承載段各部分都達到額定負荷,系統(tǒng)處于最困難工況,下運帶式輸送機的驅(qū)動電機處于發(fā)電運行狀態(tài)。</p><p>　　(2)空載運行：正?？蛰d運行時,輸送帶各段都無載荷,下運帶式輸送機的驅(qū)動電機處于電動運行狀態(tài)。</p><p>　　(3)超載運行：設(shè)計的時候需要考慮輸送機系統(tǒng)應該有較好的過載能力。一般要求輸

26、送帶上的物料超過額定載荷10%時系統(tǒng)仍能正常運行。同樣,在該工況下下運帶式輸送機系統(tǒng)的驅(qū)動電機也處于發(fā)電運行狀態(tài),與滿載運行工況相比，情況更為惡劣。</p><p>　　1.2.3 可控啟動系統(tǒng)</p><p>　　可控起動過程如下：當帶式輸送機要起動時，先開動液壓泵站，通過電液比例閥控制盤形制動器的壓力，使閘瓦離開行星輪系中的內(nèi)齒輪，內(nèi)齒輪處于浮動狀態(tài)，在空載狀態(tài)條件下，帶式輸送機的電機

27、啟動后，通過錐齒輪副帶動太陽輪轉(zhuǎn)動，此時輸出軸轉(zhuǎn)速為零；當電機起動完畢，通過電液比例壓力閥逐漸減少油缸壓力，閘瓦逐漸對內(nèi)齒輪施加摩擦力矩，當力矩大到某一值時，輸出軸開始轉(zhuǎn)動，從而傳動滾筒轉(zhuǎn)動，進而使輸送帶運轉(zhuǎn)。</p><p>　　為適應下運帶式輸送機的特殊要求，驅(qū)動裝置應該具有良好的起動特性。本設(shè)計采用液體粘性軟起動裝置。</p><p>　　液體粘性軟起動裝置是利用液體的粘性即油膜剪切

28、力來傳遞扭矩的，其結(jié)構(gòu)如圖1.2所示，其結(jié)構(gòu)主體由主、從動軸，主、從動摩擦片，控制油缸、彈簧、殼體封件等組成。當輸入軸轉(zhuǎn)速一定時，如果需要負載轉(zhuǎn)速低，傳遞轉(zhuǎn)矩小，則使油膜厚度加大；如果需要負載轉(zhuǎn)速高，傳遞轉(zhuǎn)矩大，則使油膜厚度減??；如果需要轉(zhuǎn)速為電動機轉(zhuǎn)速，即為同步傳動，則使油膜厚度為零。</p><p>　　1一輸入軸;2一殼體;3一控制油缸;4一彈簧;</p><p>　　5一主動摩擦片

29、;6一從動摩擦片;7一輸出軸</p><p>　　圖1.2液體粘性軟起動裝置機械結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　Fig.1.2 Schematic drawing of hydroviscous softstart device</p><p>　　其優(yōu)點為：①滿足對于帶式輸送機可控起動的要求；電動機的空載啟動，以減小對電氣和機械的沖擊；②正常運行時傳動效率可達100%

30、；③液粘軟起動裝置能提供可調(diào)的、平滑的、無沖擊的起動力矩；④液粘軟起動裝置與電動機具有良好的匹配特性，充分使用電動機的最大力矩；⑤配套專用電控系統(tǒng)可以實現(xiàn)多電動機驅(qū)動功率相互平衡；⑥可以達到帶式輸送機的無級調(diào)速，以滿足驗帶等不同的工作需要；⑦帶式輸送機過載時能實現(xiàn)自動過載保護功能；⑨正常工作時不需水冷卻系統(tǒng)，大大節(jié)省運行費用，利于設(shè)備維護；⑩能實現(xiàn)煤礦井下防爆，增強礦井安全。</p><p>　　1.2.4 制動

31、控制系統(tǒng)</p><p>　　下運帶式輸送機的制動控制系統(tǒng)包括控制單元、制動單元、皮帶輸送機的傳動系統(tǒng)和信號傳感反饋單元。當控制單元得到主控信號；要求液壓制動器實施制動，即向皮帶輸送機的傳動系統(tǒng)輸出一個制動力矩，則控制單元發(fā)送一定值得電流與電壓信號，然后由信號傳感單元反饋加速信號與速度信號到控制單元中，控制單元即可按一定的指標來實現(xiàn)對力矩的調(diào)節(jié)功能，使皮帶輸送機的傳動系統(tǒng)的制動滿足工況要求。</p>

32、<p>　　下運帶式輸送機的安全與可靠運行,主要體現(xiàn)在以下七個方面：</p><p>　　（1）制動力矩可控；</p><p>　　（2）具有斷電可靠制動；</p><p>　?。?）具有定車功能；</p><p>　?。?）具有重載起車制動力矩零速保持功能；</p><p>　?。?）實現(xiàn)多機制動力矩平衡

33、；</p><p>　　（6）易實現(xiàn)井下防爆要求；</p><p>　　（7）盡量做到節(jié)能。</p><p>　　1.3 本設(shè)計的主要內(nèi)容 </p><p>　　本論文的設(shè)計內(nèi)容包括以下幾個方面：</p><p>　?。?）首先介紹本文的研究背景和意義，同時對下運帶式輸送機進行介紹，最后給出了本文的研究內(nèi)容。</

34、p><p>　　（2）對下運帶式輸送機的電氣設(shè)備進行設(shè)計計算與分析。</p><p>　?。?）下運式輸送機故障檢測以及對傳感器進行選型設(shè)計，并對各部分結(jié)構(gòu)進行闡述。</p><p>　?。?）分別對PLC控制系統(tǒng)硬件、軟件進行設(shè)計。</p><p>　　（5）對本文的工作進行總結(jié)，并在總結(jié)的基礎(chǔ)上對下一步工作進行展望。</p>&

35、lt;p>　　2 下運帶式輸送機的電氣設(shè)備概述</p><p>　　2.1 運行阻力計算</p><p><b>　　表2.1原始參數(shù)表</b></p><p>　　Tab.2.1 original parameter list</p><p><b>　　基本參數(shù)計算：</b></p&

36、gt;<p>　　（1）每米膠帶質(zhì)量取15kg/m。 </p><p>　　（2）每米膠帶貨載質(zhì)量q：</p><p>　　當己知設(shè)計運量和帶速時，物料的線質(zhì)量由下式求得:</p><p>　　=kg/m （2-1）</p><p>　　（3）上下托輥轉(zhuǎn)動部分每米質(zhì)

37、量，：</p><p>　　由前述托輥組的選擇情況可知:</p><p>　　= （2-2）</p><p><b>　　（2-3）</b></p><p>　　式中，，一承載分支托輥輥子旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量，取18kg。</p>&l

38、t;p>　　運行阻力包括兩部分，一部分是摩擦阻力；一部分是由下滑力引起的阻力，由摩擦力引起的阻力總是為正。</p><p><b>　　重段阻力：</b></p><p><b>　?。?-4）</b></p><p><b>　　空段阻力：</b></p><p>&l

39、t;b>　　（2-5） </b></p><p>　　式中，一重段運行阻力，N；</p><p>　　一空段運行阻力，N；</p><p>　　“”一向上運行取“+”，向下運行取“一”；</p><p><b>　　g一重力加速度，；</b></p><p>　　一帶式輸送機安

40、裝傾角。</p><p>　　2.2 電動機選型及其特性</p><p>　　2.2.1 電動機型號確定</p><p>　　由于煤礦環(huán)境的特殊需要，膠帶輸送機電動機大部分都選取三相異步隔爆型電動機。本次設(shè)計驅(qū)動滾筒功率為：</p><p>　　kw （2-6）</p><p>　　因此，選擇Y

41、B315L2-4型隔爆型三相異步電動機兩臺，其各項參數(shù)為：電機功率200KW、額定電壓380V、額定電流354.7A、額定轉(zhuǎn)速1485r/min。</p><p>　　2.2.2 三相異步電動機的機械特性</p><p>　　異步電動機在額定電壓和額定頻率下，用規(guī)定的接線方式，定子和轉(zhuǎn)子電路中不串聯(lián)任何電阻或電抗時的機械特性稱為固有機械特性，如圖2.1所示為三相異步電動機的固有機械特性曲線

42、，從特性曲線可以看出，曲線有四個特殊點可以決定特性曲線的基本形狀和異步電動機的運行性能，這四個特殊點如下所示：</p><p>　　圖2.1異步電動機的固有機械特性圖</p><p>　　Fig.2.1 Inherent mechanical characteristics of asynchronous motor</p><p><b>　　（1）T=

43、0</b></p><p><b>　　n=n0（S=0）</b></p><p>　　為電動機的理想空載工作點，此時電動機的轉(zhuǎn)速為n0=1500r/min。</p><p><b>　?。?）T=TN</b></p><p>　　n=nN=1485r/min(S=SN)</p&g

44、t;<p>　　為電動機的額定工作點，此時額定轉(zhuǎn)矩和額定轉(zhuǎn)差率分別為： </p><p>　　(2-7) </p><p><b>　　(2-8)</b></p><p>　?。?）T=Tst，n=0（S=1），為電動機的啟動工作點。其計算公式為：</p><p

45、><b>　　(2-9)</b></p><p>　　可見，異步電動機的啟動轉(zhuǎn)矩Tst與U、R2、及X20有關(guān)。當施加在定子每相繞組上的電壓U降低時，啟動轉(zhuǎn)矩會明顯減??；當轉(zhuǎn)子電阻適當增大時，啟動轉(zhuǎn)矩又會增大；而轉(zhuǎn)子電抗增大時，啟動轉(zhuǎn)矩則會大為減小，這是我們不需要的。通常把在固有機械特性上啟動轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比：</p><p><b>　　（2-10

46、）</b></p><p>　　作為衡量異步電動機能力的一個重要數(shù)據(jù)，一般λst=1.0-1.2。因此：</p><p>　?。?）T=Tmax，n=nm（S=Sm），為電動機的臨界工作點。異步電動機在運行中經(jīng)常會遇到短時沖擊負載，如果沖擊負載轉(zhuǎn)矩小與最大電磁轉(zhuǎn)矩，電動機仍能運行，而且電動機短時過載也不會引起劇烈發(fā)熱。通常把在固有機械特性上最大電磁轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比：</

47、p><p><b>　?。?-11）</b></p><p>　　稱為電動機的過載能力系數(shù)。它表征了電動機能夠承受沖擊負載的能力大小，是電動機的又一個重要運行參數(shù)。各種電動機的過載能力系數(shù)在國家標準中有規(guī)定，如普通的Y系列籠型異步電動機的λm=2.0-2.2，供起重機械和冶金機械用的YZ和YZR型繞線異步電動機的λm=2.5-3.0.</p><p&g

48、t;　　結(jié)合公式2-12得：</p><p>　　在實際應用中，用公式2-12計算機械特性，稱為轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)差率特性的實用表達式，也叫規(guī)格化轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)差率特性。</p><p><b>　　(2-12)</b></p><p>　　2.2.3 電動機的固有啟動特性</p><p>　　異步電動機在接入電網(wǎng)啟動的瞬時，由于轉(zhuǎn)子處

49、于靜止狀態(tài)，定子旋轉(zhuǎn)磁場以最快的相對速度（即同步轉(zhuǎn)速）切割轉(zhuǎn)子導體，在轉(zhuǎn)子繞組中感應出很大的轉(zhuǎn)子電動勢和轉(zhuǎn)子電流，從而引起很大的定子電流。一般啟動電流可達到額定電流的5~7倍。但因啟動時轉(zhuǎn)差率=1，轉(zhuǎn)子功率因數(shù)很低，因而啟動轉(zhuǎn)矩卻不大，一般。異步電動機的固有啟動特性如圖2.2所示。</p><p>　　圖2.2異步電動機的固有啟動特性圖</p><p>　　Fig.2.2 Startup

50、characteristics inherent induction motor</p><p>　　2.2.4 電動機變頻調(diào)速機械特性</p><p>　　改變定子電源頻對三相異步電動機機械特性的影響是比較復雜的，下面僅定性的分析的近似關(guān)系。根據(jù)，，，并注意到上式中，，且一般變頻調(diào)速采用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，即希望最大轉(zhuǎn)矩保持恒值，為此在改變頻率的同時，電源電壓也要保持不變，使等于常數(shù)，這實質(zhì)上是

51、使電動機氣隙磁通保持不變。在上述條件下就存在，，，和不變的關(guān)系，即隨著頻率的降低，理想空載轉(zhuǎn)速要減小，臨界轉(zhuǎn)差率要增大，啟動轉(zhuǎn)矩要增大，而最大轉(zhuǎn)矩維持不變，如圖2.3。</p><p>　　圖2.3變頻調(diào)速時的機械特性圖</p><p>　　Fig.2.3 Mechanical properties when Frequency</p><p>　　2.2.5 三相

52、異步電動機的制動特性</p><p><b>　?。?）反饋制動</b></p><p>　　當某種原因?qū)е庐惒诫妱訖C的運行速度高于它的同步速度，即n>n?，且時，異步電動機就進入發(fā)電狀態(tài)，顯然，這時轉(zhuǎn)子導體切割旋轉(zhuǎn)磁場的方向與電動狀態(tài)時的方向相反，電流改變了方向，電磁轉(zhuǎn)矩也隨之改變了方向，即T與n的方向相反，T起制動作用。反饋制動時，電動機從軸上吸收功率后，小

53、部分轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)子銅耗，大部分則通過空氣氣隙進入定子，并在供給定子銅耗和鐵耗后反饋給電網(wǎng)。所以，反饋制動又稱發(fā)電制動。這時異步電動機的機械特性如圖2.4所示。由于T為負，S<0，所以，反饋制動的機械特性曲線是電動狀態(tài)機械特性曲線向第二象限的延伸。</p><p>　　圖2.4反饋制動狀態(tài)異步電動機的機械特性圖</p><p>　　Fig.2.4 Regenerative braking

54、state asynchronous motor mechanical properties</p><p><b>　?。?）電源反接制動</b></p><p>　　如果正常運行時異步電動機三相電源的相序突然改變，即電源反接，則旋轉(zhuǎn)磁場的方向就將改變，電動狀態(tài)下的機械特性曲線就由圖2.5的第一象限的曲線1變成了曲線2在第三象限的部分。但由于機械慣性的原因，轉(zhuǎn)速不能

55、突變，系統(tǒng)運行點a只能平移至特性曲線2的b點，電磁轉(zhuǎn)矩由正變負，則轉(zhuǎn)子將在電磁轉(zhuǎn)矩和負載轉(zhuǎn)矩的共同作用下迅速減速。在從點b到點c的整個第二象限內(nèi)，電磁轉(zhuǎn)矩T和轉(zhuǎn)矩n的方向都相反，電動機進入反制動狀態(tài)。待n=0（即點c）時，應將電源切斷，否則電動機將反向啟動運行。</p><p>　　由于反接制動時電流很大，對于籠型電動機，常在定西電路中串接附加電阻，對于繞線電動機，則在轉(zhuǎn)子電路中串接附加電阻。這時的人為機械特性如

56、圖2.5的曲線3所示，制動時工作點由點a轉(zhuǎn)換到點d，然后沿特性曲線3減速，至n=0（即點e），切斷電源。</p><p>　　圖2.5電源反接時反接制動的機械特性圖</p><p>　　Fig.2.5 reverse reverse braking power when mechanical properties</p><p>　　2.3變頻器選型設(shè)計</p

57、><p>　　對于可調(diào)速的電力拖動系統(tǒng)，工程上往往根據(jù)電動機電流形式分為直流調(diào)速系統(tǒng)和交流調(diào)速系統(tǒng)兩類。它們最大的不同之出主要在于交流電力拖動免除了改變直流電機電流流向變化的機械向器——整流子。20世紀70年代后，大規(guī)模集成電路和計算機控制技術(shù)的發(fā)展，以及現(xiàn)代控制理論的應用，使得交流電力拖動系統(tǒng)逐步具備了寬的調(diào)速范圍、高的穩(wěn)速范圍、高的穩(wěn)速精度、快的動態(tài)響應以及在四象限作可逆運行等良好的技術(shù)性能，在調(diào)速性能方面可以與

58、直流電力拖動媲美。在交流調(diào)速技術(shù)中，變頻調(diào)速具有絕對優(yōu)勢，并且它的調(diào)速性能與可靠性不斷完善，價格不斷降低，特別是變頻調(diào)速節(jié)電效果明顯，而且易于實現(xiàn)過程自動化，深受工業(yè)行業(yè)的青睞。</p><p>　　交流電動機調(diào)速控制時，除了應選擇合適的變頻器類型，其調(diào)速范圍、調(diào)速精度等主要技術(shù)性能指標必須滿足要求外，變頻器的容量選擇及與使用有關(guān)的一些事項的合理運用，也是電動機調(diào)速控制裝置安全可靠運行的重要前提。</p&g

59、t;<p>　　（1）變頻器調(diào)頻范圍的選擇</p><p>　　當滾筒阻力最大時，根據(jù)式（2-4）求得電機需提供力矩：</p><p>　　Nm (2-13)</p><p><b>　　由式和得：</b></p><p><b>　　(2-14)<

60、/b></p><p>　　將Nm代入公式2-14得：</p><p><b>　　Hz </b></p><p>　　當滾筒阻力最小時，根據(jù)式（2-5）求得電機需提供的力矩：</p><p>　　Nm (2-15)</p><p>　　

61、將Nm代入公式（2-14）得：</p><p>　　Hz (2-16)</p><p>　　因此，變頻器的調(diào)頻范圍需包括為140.9~228Hz </p><p>　?。?）按變頻器負載性質(zhì)選擇</p><p><b>　　額定輸出電流</b></p>

62、;<p>　　A (2-17)</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　k——電流波形的修正系數(shù)，取k=1.05~1.1；</p><p>　　——電動機的額定電流。</p><p>　?。?）按電動機容量選擇</p><

63、p>　　對于連續(xù)恒載運轉(zhuǎn)機械所需的變頻器，其容量可用下式近似計算： </p><p>　　kVA (2-18)</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　——電動機額定負載時的效率 =0.85；</p><p>　　——電動機額定負載時的功率因數(shù) =0

64、.75。</p><p>　　根據(jù)本次設(shè)計的需要，變頻調(diào)速系統(tǒng)采用西門子公司的MicroMaster 440變頻器，其具體技術(shù)規(guī)格見表2.1：</p><p>　　表2.2 MM440變頻器技術(shù)規(guī)格</p><p>　　Tab.2.2 MM440 Inverter Technical Specifications</p><p>　　3 故障

65、監(jiān)測及傳感器的選型</p><p>　　與水平或上運帶式輸送機相比，下運帶式輸送機在運行過程中由于傾斜分力的存在更容易出現(xiàn)故障，因此，在使用和維護管理上需要更加精心，出現(xiàn)故障應及時查出原因，采取相應的維護措施，同時，安裝相應的保護裝置，避免事故再次發(fā)生，造成更大的人員或經(jīng)濟損失。</p><p>　　帶式輸送機的保護裝置是用來保護機械系統(tǒng)能正常工作，防止各種事故發(fā)生。保護裝置通過各種傳感器

66、、信號處理器與周圍環(huán)境信號進行交換，供控制系統(tǒng)進行分析、判斷和決策。保護裝置是電控系統(tǒng)的重要部件，對帶式輸送機安全可靠地工作起著至關(guān)重要的作用。</p><p><b>　　3.1 堆煤傳感器</b></p><p>　　當煤倉內(nèi)有大煤塊塞住煤倉漏口時，會使煤流阻在煤倉內(nèi)，無法向膠帶投放。由于煤倉特別大，如果沒有人及時發(fā)現(xiàn)煤倉堆煤，煤在煤倉內(nèi)會越堆越多，最后會迫使使用

67、大量人力物力來挖除煤倉內(nèi)阻塞的大量煤，同時將運輸系統(tǒng)全部停下。這樣不僅浪費時間降低工作效率，同時也費用大量人力物力，提高煤的生產(chǎn)成本。因此加入堆煤傳感器，及時報警危險煤位，處理煤倉內(nèi)阻塞的煤。</p><p>　　本設(shè)計中采用KG1006系列物料探測傳感器。KG1006系列物料探測傳感器包括KG1006A型和KG1006C型，適用于煤炭、冶金、化工、建材的功能行業(yè)惡劣環(huán)境，主要用途是監(jiān)測料倉物料高度；檢測輸送機溜

68、槽阻塞或轉(zhuǎn)載點堆積。傳感器可以延時動作，延時時間可調(diào)，避免由于大塊物料撞擊引起誤動作。這里我們選用KG1006A型，輸出觸點容量是AC220V，1A，電阻性負載；延時時間0.4~60s可調(diào)，瞬間復位，輸出開關(guān)信號。</p><p>　　堆煤傳感器一般安裝在機頭下方適當?shù)奈恢?，且不易碰壞或被水和煤塵污染的地方。應保證正常煤流時不誤動作，機器振動不誤動作，不因滴水或煤塵集聚而誤動作，大塊矸石碰</p>

69、<p>　　撞后不能使其損壞。其實物圖、接線端子圖如圖3.1、3.2所示：</p><p>　　圖3.1物料探測傳感器 1.2—常開接點3.4—常閉接點</p><p>　　Fig.3.1 Material detecting sensor 圖3.2物料探測傳感器接線端子圖</p>

70、;<p>　　Fig.3.2 Material detecting sensor terminal diagram</p><p>　　KG1006A型物料探測傳感器技術(shù)參數(shù)：</p><p>　　觸點容量：AC 220V，1A （電阻性負載 ）；延時動作時間：0.4~60秒可調(diào)，出廠時調(diào)為3~4秒；動作角度：19±2°；復位

71、角度：6±1°；復位時間：瞬時復位；主體外形尺寸：Φ95×340mm；重量：6.5 Kg；外殼防護等級：IP54。</p><p><b>　　3.2 輸送帶跑偏</b></p><p><b>　　膠帶跑偏的原因</b></p><p>　　造成膠帶跑偏的根本原因是由于膠帶受力不均

72、造成的。主要原因：一是膠帶的結(jié)構(gòu)與制造質(zhì)量差：例如鋼繩芯膠帶中有數(shù)根鋼絲繩芯，在制造時如果各鋼絲繩受力不均或者整條膠帶在縱向方向上成S形，較嚴重時則在運行中會發(fā)生跑偏；二是安裝質(zhì)量不合格：安裝時應符合安裝技術(shù)標準，否則，將使膠帶在運轉(zhuǎn)中受到橫向推力而發(fā)生跑偏現(xiàn)象；三是使用維護不符合要求：拉緊力過大易造成空載運行時跑偏，拉緊力過小易使膠帶忽左忽右；膠帶接頭不正會造成受力不均；裝載點落煤不正，貨載偏于膠帶一側(cè)，使膠帶兩側(cè)負載相差很大造成受力

73、不均；裝載點處的槽形托輥損壞、缺少，會導致落煤不穩(wěn)，沖擊膠帶跑偏；清掃膠帶不干凈，造成煤粉黏結(jié)在滾筒上，使?jié)L筒的半徑不等，造成膠帶受力不均。</p><p><b>　　（2）跑偏傳感器</b></p><p>　　為監(jiān)測運輸皮帶是否跑偏，一般在機頭、機中和機尾皮帶最容易跑偏的地方分別安裝一對防跑偏保護裝置。本設(shè)計中采用KG1007A-2型膠帶二級防跑偏傳感器，在皮帶

74、正常工作時，跑偏開關(guān)的探桿在豎直位置。當皮帶跑偏時，皮帶碰到跑偏傳感器的探桿，并帶動探桿軸轉(zhuǎn)動，此時與探桿固定在一軸上的凸輪也同時轉(zhuǎn)動，撥動跑偏傳感器的微動開關(guān)發(fā)出跑偏信號。其實物圖與內(nèi)部接線圖如圖3.3、圖3.4所示：</p><p>　　圖3.3防跑偏傳感器圖 1-2、3-4—第一級跑偏常開接點； 5-6、7-8—第二級跑偏常開接點 </p>&l

75、t;p>　　圖3.4跑偏開關(guān)內(nèi)部接線圖</p><p>　　Fig.3.3 Anti deviation sensor Fig.3.4 Deviation switch internal wiring diagram</p><p>　　KG1007A-2型膠帶防跑偏傳感器為本安型電氣設(shè)備，使用于煤礦有瓦斯、礦塵爆炸危險的環(huán)境。它體積較小、重量輕、密封

76、性能好；觸點動作后還留有較大的探桿轉(zhuǎn)動緩沖角，探桿上裝有尼龍滾動護套，避免探桿和膠帶之間的磨擦，使本身不易損壞，輸出開關(guān)量信號。它的轉(zhuǎn)動角度可以通過改變微調(diào)開關(guān)的位置來改變。設(shè)計中，我們要求跑偏信號發(fā)出傳送給PLC，一級跑偏時發(fā)出聲光報警；二級跑偏時PLC發(fā)出急停指令，同時觸摸屏故障位置指示燈亮并急停。</p><p>　　KG1007A-2型防跑偏開關(guān)技術(shù)參數(shù)：</p><p>　　膠帶

77、跑偏開關(guān)型號：KG1007A-2型；外殼防護等級：IP54；觸點容量：AC380V、DC220V，5A，煤礦井下使用時必須和本質(zhì)安全型電路連接；探桿動作轉(zhuǎn)動最大角度：大于70°，雙向轉(zhuǎn)動；觸點動作時探桿轉(zhuǎn)動角度：25°（一級），40°（二級）；引入電纜外徑：6~12mm，兩個出線口；重量：2Kg。</p><p>　　（3）膠帶跑偏的調(diào)整</p><p>　　

78、1）在空載運行時從傳動部開始，按膠帶運行方向，調(diào)整回空膠帶跑偏。</p><p>　　2）從機尾裝載點開始進行承載膠帶調(diào)整。</p><p>　　3）膠帶向哪側(cè)跑偏，就要在膠帶開始跑偏的地方，順著膠帶運行的方向，向前移動托輥軸哪段的安裝位置，使托輥軸端向前傾斜，但要注意不能同時移動托輥的兩端，調(diào)整時要適當多調(diào)幾個輥，每個托輥少調(diào)一點。</p><p>　　4）如果膠

79、帶在卸載滾筒、拉緊滾筒或機尾滾筒處發(fā)生跑偏時，可借助于滾筒軸座上的調(diào)整螺絲調(diào)整滾筒軸來校正跑偏。在移動滾筒之前，先把滾筒兩側(cè)架子上的調(diào)整螺絲放松一些，以便于移動滾筒，否則可能導致滾筒架損壞。每次調(diào)整后，要讓膠帶在新的情況下運轉(zhuǎn)一段時間，看是否調(diào)好。當滾筒調(diào)好后，必須重新調(diào)整刮板清掃器。 </p><p><b>　　3.3 輸送帶打滑</b></p><p>　　（1

80、）膠帶打滑的原因</p><p>　　膠帶打滑的根本原因是膠帶與滾筒之間的摩擦力不夠。具體原因：一是運行阻力增大：如輸送機超載，膠帶擠卡在機架上，托輥損壞、雜物纏繞、煤泥埋壓等原因造成大量托輥不轉(zhuǎn)；二是摩擦系數(shù)降低：如驅(qū)動滾筒與膠帶的接觸面侵入水、煤泥，驅(qū)動滾筒表面鑄膠損壞；三是膠帶張緊力減?。喝缒z帶因變形而伸長，拉緊裝置拉緊力不夠或損壞。</p><p>　?。?）預防及處理方法<

81、/p><p>　　防止膠帶打滑，應從兩個方面著手，一是加強運行管理和維護，發(fā)現(xiàn)膠帶打滑應及時停機，按上面各原因進行分析處理；二是使用打滑保護裝置。 </p><p><b>　?。?）維護措施</b></p><p>　　1）對于超載的情況，直接減少輸送帶上物料的重量(調(diào)節(jié)裝料口的大小)，就可得到解決。對于傳動滾筒與輸送帶的摩擦系數(shù)變小，可以對傳動

82、滾筒表面進行處理以增大摩擦系數(shù)；</p><p>　　2）對于使用拉緊裝置的輸送帶松馳情況要進行以下相應的處理：調(diào)整張緊行程，增</p><p><b>　　大張緊力；</b></p><p>　　3）及時更換有故障的托輥；</p><p>　　4）設(shè)置輸送帶打滑檢測裝置。該裝置安裝于帶式輸送機頭部輸送帶下分支上，在測&

83、lt;/p><p>　　得打滑現(xiàn)象時，發(fā)出警報信號同時使帶式輸送機緊急停車；</p><p>　　5）工作人員認真監(jiān)視設(shè)備，創(chuàng)造良好的現(xiàn)場運行條件。</p><p>　　3.4 下運帶式輸送機超速</p><p><b>　?。?）超速的原因</b></p><p>　　一是超載造成超速，二是電氣故障

84、造成超速。當下運帶式輸送機嚴重超載時，加速力矩超過電動機的顛覆力矩，造成超速乃至飛車。</p><p>　　下運帶式輸送機以發(fā)電方式穩(wěn)定運行時，負載下滑的加速力矩與電磁反力矩相平衡。此時如發(fā)生電氣故障或超載，必然會造成超速。若制動裝置不能提供足夠的制動力矩，就會導致飛車事故。</p><p><b>　?。?）維護措施</b></p><p>

85、　　1）嚴格控制給料量，有條件時應安裝給料裝置，以及安裝超速保護裝置;</p><p>　　2）為防止電氣故障造成的超速，應將電氣保護裝置與制動裝置有機結(jié)合起來。 </p><p>　　3.5 輸送帶撕裂 </p><p>　?。?）輸送帶撕裂的原因</p><p>　　如下運帶式輸送機超速造成輸送帶受力過大；輸送帶老化；物料中有尖銳鋒利的硬

86、物；輸送帶接頭連接質(zhì)量不高；拼設(shè)備、超負荷運轉(zhuǎn)等。不管是哪一種原因造成的斷裂，都會給安全生產(chǎn)帶來不利影響，如物料撒落、輸送帶飛出傷人等。</p><p><b>　?。?）縱撕傳感器</b></p><p>　　選擇ABL1-GVY-2K型縱撕傳感器。本傳感器為礦用隔爆裝本質(zhì)安全型，適用于煤礦井下有瓦斯、煤塵爆炸性氣體環(huán)境中。安裝于輸送機膠帶下方，近落料點處。當膠帶發(fā)

87、生縱向撕裂時，物料灑落在傳感器上面，物料超過設(shè)定重量(0.2Kg)時，傳感器發(fā)出動作信號送至主控系統(tǒng)，立即停車并聲光報警。</p><p>　　ABL1-GVY-2K型縱撕傳感器技術(shù)參數(shù)：</p><p>　　型號：ABL1-GVY-2K；工作電壓(V)：DC24V(12V)；工作電流：≤0.01A；外形尺寸：（長×寬×高）1080×300×54；重

88、量：35Kg。</p><p><b>　　（3）維護措施</b></p><p>　　1）避免下運帶式輸送機超速事故的發(fā)生；</p><p>　　2）定期檢修，及時更換損壞的輸送帶；</p><p>　　3）在帶式輸送機前設(shè)置異物分離器；</p><p>　　4）提高檢修技術(shù)水平，確保輸送帶連接

89、質(zhì)量；</p><p>　　5）設(shè)置輸送帶撕裂保護裝置。輸送帶撕裂保護裝置一般只設(shè)于重要的長距離下運帶式輸送機尾部受料處附近，測得輸送帶撕裂時，發(fā)出警報信號同時使帶式輸送機緊急停車。</p><p><b>　　3.6 斷帶</b></p><p>　　帶式輸送機斷帶原因大概有以下幾種：</p><p>　　（1）齒輪減

90、速器損壞，液力耦合器噴液或電動機逆轉(zhuǎn)；</p><p>　?。?）輸送帶接頭質(zhì)量問題；</p><p>　?。?）運輸中因其他東西卷入而引起運輸載荷突然增加；</p><p>　?。?）啟動和停車時應力變化大；</p><p>　?。?）輸送帶自身質(zhì)量不過關(guān)，輸送帶服務年限過長，輸送帶長時間超負荷運輸，日常維護不到位；</p>

91、<p>　?。?）物料分配不均，輸送帶跑偏。</p><p>　　在滾筒實際轉(zhuǎn)速不能確定的情況下，我們通過檢測膠帶線速度與滾筒額定線速度差確定是否斷帶，當差值大于設(shè)定值時，發(fā)出斷帶信號，命令皮帶緊急停車，并發(fā)出聲光報警。</p><p><b>　　3.7 速度檢測</b></p><p>　　檢測膠帶打滑、超速和斷帶故障，均需要知道

92、膠帶的運行速度，因此我們給皮帶設(shè)置一個速度傳感器來檢測膠帶的速度。我們選用KG5007A型速度傳感器。</p><p>　　工作原理：帶式輸送機運行時，速度檢測傳感器由緊貼膠帶的滾輪帶動轉(zhuǎn)盤（帶有齒槽）在光電傳感器凹槽內(nèi)轉(zhuǎn)動，光電傳感器光路通斷受齒槽控制，輸出相應的方波頻率信號，頻率信號經(jīng)整形放大后，再經(jīng)頻率/電壓、電壓/電流變換后輸出4~20mA的電流信號。其實物圖與電路示意圖如圖3.5所示：</p>

93、;<p>　　圖3.5速度傳感器圖</p><p>　　Fig.3.5 Speed sensor</p><p>　　KG5007A型速度傳感器技術(shù)參數(shù)：</p><p>　　速度傳感器型號：KG5007A；外殼防護等級：IP65；電源：DC15~24V，工作電流不大于100mA，煤礦井下使用時，需由本安電源供電；引入電纜外徑：7~12mm；防爆型式：

94、礦用本質(zhì)安全型；重量：10Kg。</p><p><b>　　3.8 物料的滾滑</b></p><p>　　帶式輸送機在向下運行時，物料的重力也使其有向下滾動的趨勢，傾角越大物料的穩(wěn)定性就越差，就越容易產(chǎn)生向下的滾動和滑動。當帶式輸送機突然停車時，由于物料慣性因素，它的滾動趨勢就更大。如何防止物料在輸送帶上滾動和滑動，此問題的解決好壞將直接影響下運帶式輸送機的安全生

95、產(chǎn)。</p><p>　　為防止物料的滾滑，一般多在下運帶式輸送機上安裝防滾滑裝置。該裝置采用無動力的方式，即在帶式輸送機承載物的上表面加隨動覆蓋帶。隨動覆蓋帶所需動力不運輸物料時由主機輸送帶與覆蓋帶間的摩擦力產(chǎn)生;有載時由物料和覆蓋帶間的摩擦力產(chǎn)生，有時是二者的結(jié)合。覆蓋帶與物料接觸的帶面壓輪為八字形，通過杠桿原理壓緊物料，為適應物料斷面變化或有大塊物料通過，壓輪可上下前后浮動以便始終壓緊輸送帶，當主機輸送帶與

96、防滾滑輸送帶間物料超載或有大塊物料通過，防滾滑裝置的下托輥被物料頂起，帶動搖臂繞軸旋轉(zhuǎn)一個角度，使上帶壓緊。物料越多，旋轉(zhuǎn)角度越大，施加的壓緊力越大。當輸送帶上實際物料斷面小于標準斷面數(shù)值的70%，或不設(shè)壓帶輪時，實現(xiàn)了在無驅(qū)裝置情況下，防滑輸送帶與主機輸送帶間無相對滑移，兩輸送帶實現(xiàn)了同速同步運行。</p><p>　　3.9 下運帶式輸送機的超溫、煙霧保護</p><p>　　下運帶式

97、輸送機在運行過程中，很容易出現(xiàn)某些部件或周圍環(huán)境溫度過高，影響了</p><p>　　帶式輸送機的正常運行，在有沼氣和煤塵的環(huán)境下，甚至有可能導致爆炸的危險。因此，</p><p>　　下運帶式輸送機應安裝超溫自動灑水保護裝置和煙霧檢測裝置。當溫度超過一定范圍時，</p><p>　　超溫自動灑水裝置就會自動灑水。</p><p>　?。?）

98、產(chǎn)生高溫和煙霧的原因</p><p>　　1）輸送帶打滑引起滾筒表面溫度升高并產(chǎn)生煙霧；</p><p>　　2）超速及緊急停車過程中引起制動副溫度升高并產(chǎn)生煙霧；</p><p>　　3）周圍環(huán)境中發(fā)生著火事故時導致溫度過高并產(chǎn)生煙霧。（2）傳感器選擇</p><p><b>　　1）煙霧檢測傳感器</b></p

99、><p>　　由于打滑摩擦等原因，膠帶機滾筒升高到一定溫度時，會使膠帶燃著，因此我們在滾筒處設(shè)置煙霧傳感器，當煙霧濃度大于一定值時，發(fā)出報警信號。煙霧傳感器可分為離子感煙式和光電感煙式兩類，但不管是離子式還是光電式的，都有一個共同的特點，即機電一體化。目前，煙霧傳感器大都采用金屬镅的離子式探測器，由不銹鋼的外殼構(gòu)成。</p><p>　　煙霧傳感器就是通過監(jiān)測煙霧的濃度來實現(xiàn)火災防范的器件。本

100、設(shè)計選用KGQ-12型煙霧傳感器，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機因摩擦發(fā)熱或其他原因而產(chǎn)生的煙霧進行檢測保護。該傳感器可配接聲光報警裝置和斷電裝置，實現(xiàn)斷電和報警控制，也可以與各種生產(chǎn)、安全監(jiān)控系統(tǒng)配套使用。</p><p><b>　　2）紅外溫度傳感器</b></p><p>　　由于滾筒和膠帶的摩擦作用，當滾筒溫度過高時，會

101、使膠帶燃著。另外，由于皮帶連續(xù)工作，皮帶接頭處溫度會比皮帶其他處溫度高。溫度傳感器從使用上可分為接觸式和非接觸式兩大類，接觸式目前使用較為廣泛，而非接觸式測量是通過檢測被測物體所發(fā)出的紅外線，來達到測溫的目的。因此，選用了LM35 溫度傳感器作為測溫元件，溫度傳感器的輸出信號為0～10V模擬量電壓信號，測量范圍為-32～535度。它具有響應速度快，測量精度高，安裝維護簡便等特點。我們將檢測到的紅外溫度與設(shè)定值比較，當溫度大于設(shè)定值時，則

102、發(fā)出報警急停指令，同時啟動灑水閥灑水降溫。其實物圖如圖3.6所示：</p><p>　　圖3.6 LM35溫度傳感器圖</p><p>　　Fig.3.6 LM35 temperature sensor</p><p>　　3.10 拉線急停開關(guān)</p><p>　　在皮帶輸送機運行過程中，總有一些無法監(jiān)測到的事情發(fā)生，當遇到緊急情況時，需要

103、采用手動的拉線急停開關(guān)，使其緊急停車，避免發(fā)生重大事故。我們采用KG9001A-C型編碼式拉繩急停閉鎖開關(guān)，可用作輸送機沿線電纜，并具有故障位置識別電路，識別各種不同故障及故障發(fā)生的地點。拉線急停開關(guān)沿輸送機安裝，一般每隔80-100米安一個，應安裝在易于觀察到、易于操作的地方。</p><p>　　KG9001A-C型編碼式拉繩急停閉鎖開關(guān)技術(shù)參數(shù)：</p><p>　　拉力：150&#

104、177;20N； 行程：8~10mm；復位形式：人工復位；工作電壓：DC10~15V，煤礦井下使用時，必須與本質(zhì)安全型電路連接；工作電流：監(jiān)控狀態(tài)下不大于0.1mA；動態(tài)狀態(tài)下不大于40mA；輸出信號：2路集電極開路輸出；位置識別地址：0~63；引入電纜外徑：KG9001A-C 兩側(cè)出線口(2個)15～20mm；下部出線口(4個)6~12mm；出廠時拉繩配置長度：2×35m；外殼防護等級：IP54；重量：7

105、.5Kg。</p><p>　　3.11 自動灑水裝置</p><p>　　本設(shè)計選用DF4/7.5型礦用隔爆型電磁閥。主要適用于煤礦井下含有煤塵和爆炸性氣體的危險環(huán)境中，用作降溫、煙霧灑水。也可以在井下自動及其它管路中控制全開或全閉，與系統(tǒng)控制設(shè)備配合構(gòu)成皮帶機控制系統(tǒng)，達到保護人體健康和安全生產(chǎn)的目的。</p><p>　　3.12 皮帶張緊裝置</p&g

106、t;<p>　　拉緊裝置在輸送機中起到非常重要的作用，使輸送帶在傳動滾筒上張緊力度，滾筒膠帶有著所需的摩擦力，才能避免使用時出現(xiàn)的打滑現(xiàn)象，可有效的防止帶條在支承托輥過度松弛引起散料和增加運動阻力，解決由于受拉的塑性伸長和過渡工況下彈性伸長的變化。本設(shè)計采用重錘車式拉緊裝置，它是一種具有恒張力的拉緊裝置，張緊力的大小用增加或減少重錘塊來實現(xiàn)，一般適用于運距較長，功率較大的帶式輸送機機尾。</p><p&

107、gt;　　4 PLC控制系統(tǒng)硬件設(shè)計</p><p>　　4.1 PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)點</p><p>　　（1）控制系統(tǒng)可靠性高，數(shù)據(jù)處理速度快；</p><p>　?。?）系統(tǒng)采用全分布式控制結(jié)構(gòu)安全性高；</p><p>　?。?）通訊網(wǎng)絡速度快、距離遠、可靠性高；</p><p>　　（4）降低布線成本，采用

108、遠通訊網(wǎng)絡，減少電纜用量；</p><p>　?。?）維護方便，運行費用低。系統(tǒng)擴展方便，可隨時增加節(jié)點，并可通過網(wǎng)絡由中控室在線修改程序。</p><p>　　4.2 PLC的選型設(shè)計</p><p>　　4.2.1 CPU的選擇</p><p><b>　　I/O點數(shù)的確定</b></p><

109、p>　　表4.1控制系統(tǒng)I/O點及地址分配表</p><p>　　Tab.4.1 Control system I/o points and address allocation table</p><p><b>　?。?）CPU選擇</b></p><p>　　S7-200系列是一種可編程序邏輯控制器。它是德國西門子公司的產(chǎn)品，它能夠

110、控制各種設(shè)備以滿足現(xiàn)代自動化控制需求。緊湊的結(jié)構(gòu)、靈活的配置和強大的指令集使S7-200成為各種控制應用的理想解決方案。S7-200系列PLC控制功能強、性能價格比高、運行速度快，可以較好地實現(xiàn)集中控制和就地分散控制。PLC專為工業(yè)現(xiàn)場應用而設(shè)計，它主要與CPU、電源、儲存器和專門設(shè)計的輸入/輸出接口電路等組成。結(jié)構(gòu)框圖如圖4.1所示：</p><p>　　圖4.1 PLC的結(jié)構(gòu)框圖</p><

111、;p>　　Fig.4.1 PLC structure diagram</p><p>　　參照S7-200產(chǎn)品目錄選用主機為S7-200，主機外形如圖4.2所示，產(chǎn)品中央處理器為CPU224XP（14入/10繼電器輸出）模塊，程序存儲區(qū)和數(shù)據(jù)存儲區(qū)大，具有擴展功能，可以在線編輯程序。</p><p>　　圖4.2 S7-200系列PLC主機的外形圖</p><p&

112、gt;　　Fig.4.2 PLC host of S7-200 series</p><p>　　現(xiàn)場的輸入信號有總啟動、停止、急停信號，手動起停信號，位傳感信號，S7-200系列CPU 224XP CN，集成14輸入/10輸出共24個數(shù)字量I/O點，2輸入/1輸出共3個模擬量I/O點，可連接7個擴展模塊，最大擴展至168路數(shù)字量I/O點或 38路模擬量I/O點。22K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)

113、存儲空間，6個獨立的高速計數(shù)器(100KHz)，2個100KHz的高速脈沖輸出，2個RS485通訊/編程口，是具有模擬量I/O和強大控制能力的新型CPU。數(shù)字量輸入/輸出擴展模塊選擇EM223。再加一臺模擬量輸入擴展模塊EM235。這樣配置比較合適，連接時CPU模塊放在最左側(cè)，擴展模塊用扁平電纜與左側(cè)的模塊相連。整個PLC系統(tǒng)外部接線圖如圖4.3所示：</p><p>　　圖4.3 CPU 224XP CN外部接

114、線圖</p><p>　　Fig.4.3 CPU 224XP CN external wiring diagram</p><p>　　4.2.2 數(shù)字量輸入/輸出擴展模塊</p><p>　　數(shù)字量I/O模塊專門為了擴展S7-200系統(tǒng)的數(shù)字量I/O數(shù)量，通過選用具有不同I/O點數(shù)的數(shù)字量擴展模塊，可以滿足不同的控制需要，節(jié)約費用。輸入模塊是通過輸入端子與外部用戶

115、輸入設(shè)備相連接的，輸出模塊是通過輸出端子與外部用戶輸出設(shè)備連接的。模塊與外部用戶輸出設(shè)備的接線分為匯點式接線和分隔式接線兩種基本接線形式。EM223CN外部接線圖如圖4.4所示：</p><p>　　圖4.4 EM223 CN外部接線圖</p><p>　　Fig.4.4 EM223 CN external wiring diagram</p><p>　　4.2.

116、3 模擬量模塊</p><p>　　在工業(yè)控制中，某些輸入量（如壓力、溫度、流量、轉(zhuǎn)速等）為模擬量，某些執(zhí)行機構(gòu)（如電動調(diào)節(jié)閥、變頻器等）要求可編程序控制器輸出模擬信號。輸入的模擬量首先被傳感器和變送器轉(zhuǎn)換成標準的電流或電壓，可編程序控制器用A/D轉(zhuǎn)換器將他們轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。D/A轉(zhuǎn)換器將可編程序控制器處理過的數(shù)字量轉(zhuǎn)化成模擬電壓或電流，再去控制執(zhí)行機構(gòu)。模擬量I/O擴展模塊的主要任務就是實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換（模擬量輸入