论文部分内容阅读
[摘要]：采用组态王和PLC相结合的方法，来实现煤矿带式输送机的保护，不仅能实现现场有效的监控和保护带式输送机正常运行，而且还便于远程监控及操作。以PLC为核心的控制系统具有实时性高，可靠性强等优点，很适合在煤矿井下的恶劣环境下使用。
[关键字]：组态王 PLC 带式输送机 保护系统
中图分类号：TQ051.2 文献标识码：TQ 文章编号：1009-914X（2012）20- 0001 -01
0、引言
皮带运输是煤矿井下运输煤炭的最普遍的方式，其运行状态的好坏直接影响煤矿生产的效率和安全。特别是煤矿井下运输条件恶劣，所以开发和研究皮带运输系统保护是十分必要的。用组态王软件和PLC的结合，能很好的实现煤矿皮带的各种保护功能。这种方法简单实用，稳定性好。
1、功能设计
现阶段的带式输送机的保护装置主要有：打滑、跑偏、撕裂、拉线、堆煤、温度、烟雾七大保护，当发生故障时，PLC会自动把皮带安全的停下来并产生声音报警，并且PLC还通过工业以太网把相应的信号传输给地面的工控机。本文针对这七种保护，分别采用不同的检测方法，能及时有效的检测出皮带的故障信息送给PLC。下面分别介绍各个保护装置：
1.1 打滑保护装置
打滑保护传感器通常使用速度传感器，当驱动滚筒和皮带间的接触部分产生相对滑动并且持续达到2s时，产生保护，皮带机延时停机。打滑保护常用的速度传感器为磁感应速度传感器，这种传感器是一种磁阻式温度传感器，常用于危险场合。
1.2 跑偏保护装置
跑偏保护传感器通常是用跑偏开关，它成对的安装在皮带机头、机尾、机身等皮带易于跑偏处。当皮带超出托辊外缘20mm时，跑偏开关动作，皮带机实现保护后延时停车。
1.纵向撕裂保护装置
纵向撕裂保护装置通常安装在装载点上下皮带之间，当胶带纵向撕裂时，煤从裂缝中漏到胶带下方的传感器，保护起作用，皮帶机延时停车。常用的纵向撕裂保护装置为渔线式测量装置。
1.4拉线保护装置
拉线保护装置一般采用双向拉绳开关，沿皮带机行人侧从机头到机尾均匀间隔安装，皮带机运行过程中如果出现问题，工作人员迅速拉动拉绳开关，PLC实现皮带机紧急停车。
1.5 堆煤保护装置
当皮带机机头卸载点的煤发生堆积或溜槽，出现堵塞，使煤位超过预定位置时，堆煤保护起作用，皮带延时停车。常用的堆煤保护为煤位开关型传感器。
1.6 温度保护装置
皮带机运行过程中，因磨擦或其他原因使滚筒或其他驱动设备产生过高温度时，传感器检测被测物的温度高于系统预设的温度时，皮带机延时停车。常用的温度保护装置为红外线温度检测装置。
1.7 烟雾保护装置
烟雾保护装置多采用气敏型传感器，利用气敏元件对橡胶、煤燃烧的烟雾产生敏感反应的特性，当输送带或其它非金属材料过热产生烟雾时，利用传感元件电流的变化来探测烟雾，实现保护停车。
2、系统硬件的设计
PLC系统具有实时性强、系统配置简单、高可靠性及维修方便的特点，是工业自动化控制的首选。本系统就选用PLC控制。该系统选用西门子S7-200系列CPU 224XP为控制核心，它本身所带数字量I/O为14入10出，模拟量I/O 为2入1出，由于温度、烟雾、打滑保护都是模拟量输入，必须对该PLC模拟量I/O进行扩展，在此我们选择S7-200的模拟量扩展模块EM231，该模块为4路模拟量输入，可以满足要求。另外，由于该系统需要把带式输送机的运行信息传送到地面的工控机，所以还应加一个通讯模块CP243-1；该模块是工业以太网通信模块，它可以把井下PLC控制系统的信息通过工业以太网传输给地面的工控机，另外地面工控机也可以通过该通讯模块，来实现对井下PLC的控制，从而控制带式输送机。
3、组态王界面的设计
3.1 组态王软件简介
组态王软件是北京亚控科技发展有限公司开发的，它能快速的进行图形维护和数据采集，并提供了快速且丰富的设计工具，是进行人机界面（HMI）设计的有效的国产软件之一。
3.2 系统界面的设计
本系统包括皮带机运行监测主画面、报警画面、历史曲线、报表及帮助等画面。
皮带运行监测主画面能准确的检测皮带的运行状态以及各保护的情况，当有保护动作时，界面的报警灯会变红，报警画面会自动弹出，报警的详细信息会在报警报表中详细列出，只有井下报警解除后，按主画面上的复位按钮，系统故障才能解除。
4、结论
本文提出的基于组态王和PLC的煤矿带式输送机保护系统，使带式输送机的故障能够及时被发现并处理，且该系统具有可靠性高、通用性强等特点，能保障带式输送机安全可靠运行。
参考文献：
1、北京亚控科技发展有限公司 组态王6.53使用手册 [Z] 2007
2、郑晓亮 祝龙记 煤矿带式输送机智能控制保护系统 [J].煤矿机械，2008（2）：2-29
3、廖常初 PLC编程及应用 [M].北京：机械工业出版社，2005.
作者简介：
闫亮（1980-7），安徽阜阳人，机电助理工程师，现在安徽淮南矿业集团顾桥煤矿保运一队从事机电设备管理工作。
[关键字]：组态王 PLC 带式输送机 保护系统
中图分类号：TQ051.2 文献标识码：TQ 文章编号：1009-914X（2012）20- 0001 -01
0、引言
皮带运输是煤矿井下运输煤炭的最普遍的方式，其运行状态的好坏直接影响煤矿生产的效率和安全。特别是煤矿井下运输条件恶劣，所以开发和研究皮带运输系统保护是十分必要的。用组态王软件和PLC的结合，能很好的实现煤矿皮带的各种保护功能。这种方法简单实用，稳定性好。
1、功能设计
现阶段的带式输送机的保护装置主要有：打滑、跑偏、撕裂、拉线、堆煤、温度、烟雾七大保护，当发生故障时，PLC会自动把皮带安全的停下来并产生声音报警，并且PLC还通过工业以太网把相应的信号传输给地面的工控机。本文针对这七种保护，分别采用不同的检测方法，能及时有效的检测出皮带的故障信息送给PLC。下面分别介绍各个保护装置：
1.1 打滑保护装置
打滑保护传感器通常使用速度传感器，当驱动滚筒和皮带间的接触部分产生相对滑动并且持续达到2s时，产生保护，皮带机延时停机。打滑保护常用的速度传感器为磁感应速度传感器，这种传感器是一种磁阻式温度传感器，常用于危险场合。
1.2 跑偏保护装置
跑偏保护传感器通常是用跑偏开关，它成对的安装在皮带机头、机尾、机身等皮带易于跑偏处。当皮带超出托辊外缘20mm时，跑偏开关动作，皮带机实现保护后延时停车。
1.纵向撕裂保护装置
纵向撕裂保护装置通常安装在装载点上下皮带之间，当胶带纵向撕裂时，煤从裂缝中漏到胶带下方的传感器，保护起作用，皮帶机延时停车。常用的纵向撕裂保护装置为渔线式测量装置。
1.4拉线保护装置
拉线保护装置一般采用双向拉绳开关，沿皮带机行人侧从机头到机尾均匀间隔安装，皮带机运行过程中如果出现问题，工作人员迅速拉动拉绳开关，PLC实现皮带机紧急停车。
1.5 堆煤保护装置
当皮带机机头卸载点的煤发生堆积或溜槽，出现堵塞，使煤位超过预定位置时，堆煤保护起作用，皮带延时停车。常用的堆煤保护为煤位开关型传感器。
1.6 温度保护装置
皮带机运行过程中，因磨擦或其他原因使滚筒或其他驱动设备产生过高温度时，传感器检测被测物的温度高于系统预设的温度时，皮带机延时停车。常用的温度保护装置为红外线温度检测装置。
1.7 烟雾保护装置
烟雾保护装置多采用气敏型传感器，利用气敏元件对橡胶、煤燃烧的烟雾产生敏感反应的特性，当输送带或其它非金属材料过热产生烟雾时，利用传感元件电流的变化来探测烟雾，实现保护停车。
2、系统硬件的设计
PLC系统具有实时性强、系统配置简单、高可靠性及维修方便的特点，是工业自动化控制的首选。本系统就选用PLC控制。该系统选用西门子S7-200系列CPU 224XP为控制核心，它本身所带数字量I/O为14入10出，模拟量I/O 为2入1出，由于温度、烟雾、打滑保护都是模拟量输入，必须对该PLC模拟量I/O进行扩展，在此我们选择S7-200的模拟量扩展模块EM231，该模块为4路模拟量输入，可以满足要求。另外，由于该系统需要把带式输送机的运行信息传送到地面的工控机，所以还应加一个通讯模块CP243-1；该模块是工业以太网通信模块，它可以把井下PLC控制系统的信息通过工业以太网传输给地面的工控机，另外地面工控机也可以通过该通讯模块，来实现对井下PLC的控制，从而控制带式输送机。
3、组态王界面的设计
3.1 组态王软件简介
组态王软件是北京亚控科技发展有限公司开发的，它能快速的进行图形维护和数据采集，并提供了快速且丰富的设计工具，是进行人机界面（HMI）设计的有效的国产软件之一。
3.2 系统界面的设计
本系统包括皮带机运行监测主画面、报警画面、历史曲线、报表及帮助等画面。
皮带运行监测主画面能准确的检测皮带的运行状态以及各保护的情况，当有保护动作时，界面的报警灯会变红，报警画面会自动弹出，报警的详细信息会在报警报表中详细列出，只有井下报警解除后，按主画面上的复位按钮，系统故障才能解除。
4、结论
本文提出的基于组态王和PLC的煤矿带式输送机保护系统，使带式输送机的故障能够及时被发现并处理，且该系统具有可靠性高、通用性强等特点，能保障带式输送机安全可靠运行。
参考文献：
1、北京亚控科技发展有限公司 组态王6.53使用手册 [Z] 2007
2、郑晓亮 祝龙记 煤矿带式输送机智能控制保护系统 [J].煤矿机械，2008（2）：2-29
3、廖常初 PLC编程及应用 [M].北京：机械工业出版社，2005.
作者简介：
闫亮（1980-7），安徽阜阳人，机电助理工程师，现在安徽淮南矿业集团顾桥煤矿保运一队从事机电设备管理工作。