胶带输送机集中控制系统电气工程及其自动化毕业论文(编辑修改稿)

胶带输送机集中控制系统电气工程及其自动化毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

轮也同时转动，拨动跑偏开关的微动开关发出跑偏信号。 图 23 跑偏开关 图 24 速度传感器 KG1007A2型胶带防跑偏开关为本质安全型电气设备，使用于煤矿有瓦斯、矿尘爆炸危险的环境。 它体积比较小、重量轻、密封性能好；触点动作后还留有较大的探杆转动缓冲角， 探杆上装有尼龙滚动护套，避免探杆和胶带之 间的磨擦 ，使本身不易损坏，输出开关量信号。 它的转动角度可以通过改变微调开关的位置来改变。 在此设计中，我们要求跑偏信号发出传送给 PLC，一级跑偏时发出声光报警；二级跑偏时 PLC发出急停指令，语音报警，同时触摸屏故障位置指示灯亮并启动急停报警。 KG1007A－ 2型 防跑 偏开关技术参数 如下所示： 胶带跑偏开关型号 : KG1007A－ 2型 外壳防护等级 : IP54 触点容量 AC380V、 DC220V， 5A，煤矿井下使用时必须和本质安全型电路连接 探杆动作转动最大角度 : 大于 70176。 ，双向转动 触点动作时探杆 转动角度 : 25176。 （一级） 河南理工大学成人高等教育 毕业设计（论文） 第 2章 胶带机集中控制系统的总体设计 10 40176。 （二级） 引入电缆外径 : 6～ 12mm,两个出线口 重量 : 2kg 速度检测 检测胶带打滑、超速和断带故障，均需要知道胶带的运行速度，因此我们给每条皮带设置一个速度传感器来检测胶带的速度。 本设计中，我们选用常州联力的 KJ5007A 型速度传感器，输出频率信号，幅值 5V，频率 f=200V（ V 为胶带速度值），输出电流信号 4～ 20mA。 其工作原理是：带式输送机运行时，速度检测传感器由紧贴胶带的滚轮带动转盘（带有齿槽）在光电传感器凹槽内转动，光电传感器光路通断受齿槽控制，输出相应的方波频率信号，频率信号经整形放大后，再经频率 /电压、电压 /电流变换后输出 4～ 20mA 的电流信号。 图 25 速度检测传感器部分电路方框图 打滑 驱动滚筒打滑的原因是滚筒的摩擦牵引力降低、超载或带子被卡住。 摩擦牵引力降低的原因是输送带或滚筒沾泥水、输送带张力下降。 采用自动调整的拉紧装置是防止驱动滚筒打滑的有效方法。 滚筒持续打滑得不到纠正，则会招致输送带着火，引起重大火灾事故。 采用阻燃输送带，驱动滚筒持续打滑也会冒烟污染空气。 因 此设置打滑保护装置，自动监视调整或停止。 在此设计中我们没有选用专门的打滑检测传感器，是通过检测胶带的速度，把胶带速度和滚筒速度做比较来实现的。 理论上我们是将胶带的实际运行速度与滚筒实际速度作比较，但是实际上，在滚筒速度不容易获取的情况下，我们可让胶带实际速度与滚筒的额定转速比较，监测传动滚筒和输送带之间的线速度之差，当检测到输送机速度滑差率大于或等于 8%时，立即发出声光报警：当测得输送机速度滑差率大于或等于 8%和运行时间大于或等于 20秒时使带式输送机与给煤机紧急停车，并发出声光报警；或当测得输送机速度滑差 率大于或等于 12%和运行时间整形放大 频率 / 电压变换 电压 / 电流变换 光电传感器转盘电压f vf 电流输出河南理工大学成人高等教育 毕业设计（论文） 第 2章 胶带机集中控制系统的总体设计 11 大于或等于 5秒时使带式输送机与给煤机紧急停车，并发出声光报警。 超速 当胶带负载忽然变轻或是胶带忽然断带时，胶带运行速度会马上升高。 胶带一般正常运行速度是 2m/s，如果速度太高，会对胶带旁边的矿工造成危险；同时若胶带旁边有锋锐的物体，可能会挂破胶带，造成重大事故。 同上，我们在此设计中没有采用专门的超速传感器，通过胶带速度与设定值的比较，判定胶带是否超速运行。 当胶带速度达到标准带速的 105%时，发出声光报警并命令皮带紧急停车，这里标准带速为 2m/s。 断带 从大量的断带事故分析可知，带式输送机断带原因大概有以下几种 : （ 1）齿轮减速器损坏，液力耦合器喷液或电动机逆转； （ 2）输送带接头质量问题； （ 3）运输中因其他东西卷入而引起运输载荷突然增加； （ 4）启动和停车时应力变化大； （ 5）输送带自身质量不过关，输送带服务年限过长，输送带长时间超负荷运输，日常维护不到位； （ 6）物料分配不均，输送带跑偏。 为了防止由这些原因引起的断带事故，除了进行人为的检修和维护外，在输送机沿线 上布置断带保护装置尤为重要。 因为它可以避免突发事故，随时处于待命状态。 在滚筒实际转速不能确定的情况下，我们通过检测胶带线速度与滚筒额定线速度差确定是否断带，当差值大于设定值时，发出断带信号，命令皮带紧急停车，同时停给煤机，并发出声光报警。 堆煤传感器 当煤仓内有大煤块塞住煤仓漏口时，会使煤流阻在煤仓内，无法向胶带投放。 由于煤仓特别大，如果没有人及时发现煤仓堆煤，煤在煤仓内会越堆越多，最后会迫使使用大量人力物力来挖除煤仓内阻塞的大量煤，同时将运输系统全部停下。 这样不仅浪费时 间降低工作效率，同时也费用大量人力物力，提高煤的生产成本。 因此加入堆煤传感器，及时报警危险煤位，处理煤仓内阻塞的煤。 此设计中我们采用常州自动化研究所的物料探测传感器。 KG1006 系列物料探测传感器包括 KG1006A 型和 KG1006C 型，适用于煤炭、冶金、化工、建材的功能行业恶劣环境，主要用途是监测料仓物料高度；检测输送机溜槽阻塞或转载点堆河南理工大学成人高等教育 毕业设计（论文） 第 2章 胶带机集中控制系统的总体设计 12 积。 传感器可以延时动作 ，延时时间可调，避免由于大块物料撞击引起误动作。 这里我们选用 KG1006A 型 ，输出触点容量是 AC220V， 1A，电阻性负载；延时时间～ 60s 可 调，瞬间复位，输出开关信号。 堆煤传感器一般安装在机头下方适当的位置，且不易碰坏或被水和煤尘污染的地方。 应保证正常煤流时不误动作，机器振动不误动作，不因滴水或煤尘集聚而误动作，大块煤矸石碰撞后不能使其损坏。 烟雾检测传感器 由于打滑摩擦等原因，胶带机滚筒升高到一定温度时，会使胶带燃着，因此我们在滚筒处设置烟雾传感器，当烟雾浓度大于一定值时，发出报警信号。 烟雾传感器可分为离子感烟式和光电感烟式两类，但不管是离子式还是光电式的，都有一个共同的特点，即机电一体化。 目前，烟雾传感 器大都采用金属镅的离子式探测器， 由不锈钢的外壳构成。 本设计我们采用常州自动化研究所的 KGN11型烟雾传感器 ，它 为矿用本质安全型，用于监测煤矿井下因机械磨擦、电缆发热、煤层自然等原因引起的火灾事故 ，输出 0/5mA的开关量信号， 红色 LED电源指示，报警时闪烁，频率 1Hz. 当检测到烟雾浓度超过设定值时，发出洒水指令，启动洒 水 装置 对主滚筒进行降温 灭火，并 进行声光报警。 烟雾传感器应悬挂在输送机头风流方向后 23米处，以保证主滚筒因摩擦产生烟雾时立即起作用。 若风速超过 5m/s时应安装防风罩，根据实际情况而定。 为 保证烟雾传感器正常工作，必须对其定期打扫和清洗。 拉线急停开关 在皮带输送机运行过程中，总有一些无法监测到而又非常恶劣的事情发生，当遇到这种紧急情况时，可以采用手动的拉线急停开关，使输送带紧急停车，避免发生重大事故。 我们采用常州自动化研究所的 KG9001AC型编码式拉绳急停闭锁开关 ， 可用作输送机沿线电缆接线盒，并具有故障位置识别电路，识别各种不同故障及故障发生的地点。 沿输送机长度方向配置的跑偏、纵撕（或其它传感器）等保护装置和起动预告、打点联络用的信号器均可通过它们与 监控 系统连 接。 拉线急停开关沿输送机安装，一般每隔 80100米按一个，应安装在易于观察到、易于操作的地方。 河南理工大学成人高等教育 毕业设计（论文） 第 2章 胶带机集中控制系统的总体设计 13 图 26 烟雾传感器 图 27 拉线急停开关 KG9001AC型 拉线急停开关的 技术参数 如下所示 ： 拉力 150177。 20N 行程 8～ 10mm 复位形式 人工复位 工作电压 DC10～ 15V，煤矿井下使用时，必须与本质安全型电路连接 工作电流 监控状态下不大于。 动态状态下不大于 40mA 输出信号 2 路集电极开路输出 位置识别地址 0～ 63 引入电缆外径 KG9001AC 两侧出线口 （ 2个 ） 15～ 20mm；下部出线口 （ 4个 ） 6～ 12mm 出厂时拉绳配置长度 235m 外壳防护等级 IP54 重量 红外温度传感器 由于滚筒和胶带的摩擦作用，当滚筒温度过高时，会使胶带燃着。 因此，我们要及时监测滚筒温度，当温度达到一定值时报警。 温度传感器从使用上可分为接触式和非接触式两大类，接触式目前使用较为广泛，而非接触式测量是通过检测被测物体所发出的红外线， 来达到测温的目的。 根据课题项目的具体要求，被测对象是一直转动的滚筒表面，接触式温度传感器测量起来误差太大，响应时间太长，温度变化的传递完全依靠空气为介质进行热交换，因而采用接触式测量不适用于该次设计，为此，选用了 RAYTEK非接触式红外热敏元件作为测温元件，温度传感器的输出信号为 0～ 10V模拟量电压信号，测量范围为 32～ 535度。 它具有响应速度快，测量精度高，安装维护简便等特点。 我们将检测到的红外温度与设定值比较，当温度大于设定值时，则发出报警指令，同时启动洒水阀洒水降温。 河南理工大学成人高等教育 毕业设计（论文） 第 2章 胶带机集中控制系统的总体设计 14 一般我们的设定值要根据考虑周边情 况，如：胶带的制作材料，燃点等。 纵撕检测 钢线芯带式输送机以其强度高、运量大和运距长等优点，受到各企业的青睐，也得到越来越广泛的应用。 它之所以强度高是因为其内部纵向布置了许多钢丝绳，但是在其宽度上，抗拉强度是很低的。 因此正因为这一特点，使其容易发生纵向撕裂事故，而且一旦事故发生，就会造成非常重大的经济损失，即使能修补，也浪费很长的时间，给生产造成损失。 纵向撕裂，其原因是多方面的，主要有：一些料棒插入到输送带中；大块长型矸石掉到输送带上；机架上某些固定件挂住输送带；各种铁丝 钩住输送带等。 就发生纵撕的地点来看，大部分是在装载处，因此纵撕检测传感器一般放在装载点前 10m处。 输送带纵撕事故如此严重，提出了多种检测和监视装置，下面我们收集多方面资料比较详细的介绍几种常见类型。 由于输送带被撕裂后，表现特征各不相同，选用何种装置进行检测，要根据具体情况而定，一般要选用几种同时使用，以防范重大事故的发生。 （ 1）漏料检测器。 当输送带被撕裂后，物料会通过裂口掉到下面的托盘上，根据平衡原理，当物料重量克服平衡锤的重量，使装置绕支点转动，迫使限位开关动作（图 28）。 这种检测装置结构比 较简单，检查方便，但是，只有物料落下后才可检测到，当裂口因为拉力重合到一起，物料无法落下时，却无法检测的到。 1— 回空带； 2— 托盘； 3— 支点： 4— 平衡锤； 5— 承载带 图 28 漏料检测器 （ 2）带宽检测器。 它是利用与输送带边缘相接触的检测辊或是利用超音波距离测量来检测输送带宽度。 这就避免了上面漏料检测器的失误。 当输送带宽度变小时，两个检测辊之间的距离变小，通过万向节把撕带的信息传递给开关，开关河南理工大学成人高等教育 毕业设计（论文） 第 2章 胶带机集中控制系统的总体设计 15 控制电动机停机。 此外，带宽检测装置和时间继电器配合使用，当接受到信号后，等待一段时间再发出动 作指令，以区分是输送带撕裂或是撕边。 （ 3）超声波检测器。 在输送带容易撕裂的地方的托辊之间安装能够产生超声波的波导管，使之产生超声波振荡，再通过检波器检波后发出。 当输送带正常运行时，超声波送波、受波正常，发出正常信号；如果输送带撕裂，波导管因弯曲而破坏，这时送波和受波状态不同，发出输送带纵向撕裂信号，使输送机停机，避免输送带纵向撕裂事故继续扩大。 （ 4）振动检测器。 它的激振器是一个偏心圆盘，布置在两个承载托辊之间的输送带上的无载边。 在输送带的另一边安装振动接收器，它通过自由回转的辊轮和输送带 接触。 带式输送机运转时，偏心激振器使输送带产生横向强迫振动，振动接收器受输送带振动的作用，发出信号并输入放大器。 当输送带发生纵向撕裂时，振动接收器再受振动的作用，输出信号相应减弱，则放大器发出信号，继电器动作，带式输送机停机。 在本设计中，我们选择使 DJSBA1 型纵撕传感器。 DJSBA1 型纵撕 传感器 为矿用隔爆妆本质安全型，适用于煤矿井下有瓦斯、煤尘爆炸性气体环境中。 安装于输送机胶带下方，近落料点处。 当胶带发生纵向撕裂时，物料洒落在传感器上面，物料超过设定重量 （ ） 时，传感器发出动作信号送至主控系 统，立即。