下面是小编为大家整理的2022年矿用胶带输送机方案设计分析,供大家参考。
矿用胶带输送机方案设计分析 本文关键词：方案设计，胶带，输送机，分析
矿用胶带输送机方案设计分析 本文简介：摘要：当下我国井下运输的实际需求较大，尤其要求对胶带传输机自动化控制进行深入研究，提升输送机的工作效率和安全运行。为此首先对矿用胶带输送机控制系统结构进行阐述，然后重点分析了矿用胶带输送机自动化控制方案设计，以期为胶带输送机自动化控制设计提供参考和借鉴。关键词：矿用胶带运输机；
自动化控制；
方案设计目
矿用胶带输送机方案设计分析 本文内容：
摘要：当下我国井下运输的实际需求较大，尤其要求对胶带传输机自动化控制进行深入研究，提升输送机的工作效率和安全运行。为此首先对矿用胶带输送机控制系统结构进行阐述，然后重点分析了矿用胶带输送机自动化控制方案设计，以期为胶带输送机自动化控制设计提供参考和借鉴。
关键词：矿用胶带运输机；
自动化控制；
方案设计
目前在矿井生产中，矿用胶带输送机控制系统是基于现场总线结构进行布置的。该结构形式简单便于进行后期维护，且造价较低，用户还可以结合自身需求设计与使用不同系统。此外，信息电子技术的发展使得胶带输送机控制系统逐步朝着信息化、智能化和自动化方向发展。
1矿用胶带输送机控制系统结构
胶带运输机是利用摩擦力输送物料的装置，其组成部分主要包括机架、输送带与传动装置，其不仅可以用来运输碎散物料，还可以运输成件商品。这种输送机的特点在于其机身能够进行伸缩，且因为设有储带仓，故机尾能够随着采矿工作深入而拉长，可直接在巷道底板铺设，拆装方便，运输量较大或运输距离较远时可在设备中间配置驱动装置。矿用胶带传输机的工作环境温度通常在40℃-10℃，在一些有防尘、防爆及防腐蚀要求的场合则应采取一定措施，防止物料被损坏。
2矿用胶带输送机自动化控制方案设计
2.1整体设计
在本次设计研究中，根据实际需求选取西门子G150变频器，并设置两部PLC控制器（S7-300、SC-200），该控制系统主要是由设备层、控制层、信息层组成，其中，设备层的功能是对现场控制仪表的信息进行控制；
控制层主要负责系统头尾两台控制柜传递控制指令；
信息层主要负责接与厂级DCS中控通讯。
2.2硬件设计
在该控制系统硬件设计中，所选用的G150变频器使用PROFIBUS-DP的连接方式与PLC系统相连，设计中所选取的G150变频器内部结构为模块化设计，可以将不同功率等级和控制性能进行自由组合。此外，西门子G150变频器的驱动系统在和上位运动控制器连接后不但能够用来对速度进行闭环控制，还可以有效对转矩进行闭环的控制。对输送机的启闭以及功率平衡控制是核心部分。在控制系统内的输送机系统设计为中部双驱模式。由于两个电机设定的距离相隔较近可按照硬耦合进行分析，输送机的主驱动电机利用速度闭环满足设计传输速度需求，将主电机的输出转矩设定为从电机的给定转矩，以此达到转矩闭环控制目的。
2.3软件设计
矿用胶带输送机中的PLC控制主要是用来对传输带的启闭以及故障保护进行逻辑控制，并能够利用网络系统把整个输送机的运行状态传输至监控系统。为降低系统主干网的网络负担，设置的就地工作站可对该工作站的就地设备运行状态进行检测与控制，利用DP通信能够对变频器的工作状态进行检测。其中，A、B站内设置的触摸屏均借助SKWorkshopV5.0.0对应用程序进行的编程，显示屏操作界面内可以对胶带输送机的电流、电压、功率以及变频器、制动器的运行状态进行显示，方便对各部分的监控。另外，触摸屏也可反映拉绳开关位置，当拉绳开关出现打滑故障时，触摸屏显示界面内会自动弹出对话框，以此确保检测维护人员及时找出故障具体位置，排出故障确保系统运行稳定。在机头位置分别设置1#、2#从站，控制箱为4#profibus-dp，十六字输出、十六字输入[1]。
3控制功能及操作
矿用胶带输送机的控制模式有自动、手动以及远程DCS控制，其中，输送机在开车指令发出后，开启电机风扇，控制系统接收到风扇工作信息后则会将液压绞车张紧装置启动，并在接收到张力信号3s内将变频器启动，因为变频器具有零赫兹制动功能，所以此时输送机被抱死。PLC控制系统在收到变频器工作信号后自动将制动器启动，变频器按照既定的速度曲线输出功率。若输出功率值为零，则输送机利用制动器进行紧急制动，此时变频器停止工作，当变频器停止工作3s左右，液压绞车张紧装置会停止运行，此后电机、风机都停止工作。若在胶带输送机工作过程中拉绳跑偏或皮带打滑，则PLC控制系统会自动发出停车命令，在变频器停止运行后借助制动器将输送机抱死。若胶带输送机的控制模式为远程DCS控制，则皮带机的启闭和行驶速度依靠DCS远程中控实现，而在DCS远程中控中，PLC会将大多数的报警信号直接传输至远程中控，并由其来决定是否立即停机，若在胶带输送机工作过程中出现拉绳开关，为避免造成人员受伤事故，则PLC会控制皮带机立刻停止工作。
4效果评价
本文基于西门子G150变频器与两PLC控制器（S7-200、S7-300）进行胶带输送机自动化控制方案设计是合理可行的。设计方案中用户操作界面的设置可以极大地减少维护人员查找设备故障部位与原因的时间，使用主从驱动来实现转矩闭环控制，不仅具有较好的功率平衡效果还可以显著降低设备功耗，三层网络架构的设计在提升控制系统以及设备运行安全性的同时，还降低了控制系统硬件的材料成本。
5结论
矿用胶带输送机具有运行安全、工作效率高、经济成本低等优点，此外，因为其结构形式简单便于进行后期维护，用户还可以根据自身需求进行不同系统的设计而被大规模应用于井下运输中。相信在不久的将来，随着信息电子技术的发展，矿用胶带输送机控制系统必将朝着更加自动化、更加智能化的方向发展。
参考文献：
[1]黄民,顾玉华,魏任之.矿用胶带输送机火灾监测系统的研究[J].煤炭学报,2002,27(1):78-82.
作者：沈衡 单位：曲靖富源煤炭工业局安全技术培训中心
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