皮带机电控系统设计案例研究综述
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带式输送机电气控制系统地研究与应用论文论文题目:带式输送机电气控制系统研究与应用工程领域:电气工程硕士生:柏承宇指导教师:付周兴(校内)崔晶(校外)摘要(签名)(签名)(签名)带式输送机是以输送带作牵引和承载构件,通过承载物料的输送带的运动进行物料输送的连续输送设备,是煤炭生产的重要运输设备。
随着生产规模的不断扩大和技术的发展,带式输送机正朝着长距离、大运量、大功率、高速度、大倾角以及多电动机驱动的方向发展。
本文针对宝鸡北马坊煤业有限公司主井运输系统,分析了矿井采用双滚筒提升绞车运输系统的现状及改造的必要性,提出了采用PLC 控制变频驱动装置,进而驱动大倾角带式输送机的控制方案,对原有生产系统进行改造。
本文研究了提升运输系统改造的三个问题:一是论述了宝鸡北马坊煤业有限公司矿井提升运输系统现状及改造,对矿井改造前和改造后井下运输系统生产能力和地面运输能力进行了核定,分析了矿井提升运输系统改造的必要性。
二是对带式输送机电气控制系统进行了设计,在叙述PLC 和变频器的基础上对电气控制系统的硬件进行设计。
结合电气控制系统的工作状态设计了软起动、功率平衡和综合保护的软件程序流程图。
三是分析了带式输送机的起动特性和加速度控制曲线的选取,以及驱动滚筒牵引力的理想分配和实际分配,并针对变频器驱动装置和PID 的特点以及驱动滚筒牵引力的实际分配比设计了带速度补偿的功率平衡的控制策略,最后利用Matlab 图形界面建立矢量变频器的仿真模型,在此基础上建立了功率平衡控制系统的模型对PID 控制方法的仿真结果进行了分析,并对控制系统进行了现场测试。
为了提高带式输送机功率平衡的控制精度,在控制系统设计中采用了主从控制方式。
主变频器按照皮带输送要求对整个系统进行速度控制,从变频器跟随主变频器传动的转矩或者速度给定,从而保证两台电机的速度和输出转矩双平衡。
根据负荷的变化来调整系统速度给定信号,满足带式输送机功率平衡控制的要求。
煤矿胶带运输机电控制系统设计摘要:随着科学和技术的创新发展,自动化技术在制造业中的应用越来越多。
在煤炭开采和运输的生产过程中,煤炭胶带运输机有着重要的作用,不仅保证了长距离的运输过程,而且提高了运输效率,与传统的人工运输相比有着很大的经济优势,而机电控制系统是保证正常运输的核心。
因此,开发一个稳定和高效的煤矿胶带运输系统是至关重要的。
在此基础上,本文首先阐述了研究的背景和意义,在国内外研究和开发的基础上分析了输送机的结构和工作原理,并讨论了PLC的概念和特点。
然后,根据总体设计方案分析PLC的组成,并对I/O端口的分配进行分析。
关键词:煤矿胶带运输;PLC;机电控制系统1引言随着信息技术的快速发展,煤矿的自动化系统得到了广泛的应用,其中胶带运输控制是最重要的应用之一。
煤炭作为一种重要资源,在国民经济发展中发挥着重要作用。
随着经济社会的发展和人民生活水平的提高,中国对煤炭的需求不断增加。
在此背景下,中国的煤矿开采量增加,以满足新时期社会发展的需求。
煤炭运输是煤矿的一个重要问题,而传送带在这方面发挥着重要作用。
近年来,以PLC为控制核心的工业应用越来越普遍,因此,完整的机电设备可以用于全机械化和智能化的煤矿开采过程。
煤矿运输设备在煤矿的高效生产中起着非常重要的作用。
首先,煤矿的胶带运输路线较长,道路条件有限,而且大部分是由继电器控制。
一旦发生故障,该矿的整个生产和运输系统将陷入瘫痪,严重影响该矿的效率。
其次,传送带系统的运输距离通常为几百米或更远。
特别重要的是对各种数据的实时监控。
它的监测是现代矿山运输中迫切需要的技术,以确保运输系统的安全和提高运输效率。
最后,矿井中的传送带系统的特点是使用广泛,监测需求大,监测信息零散。
随着煤矿生产规模的不断扩大和技术要求的提高,原有的继电器控制系统已不能满足正常煤炭生产的需要。
因此,对带式输送机系统的电气控制提出了更严格的要求。
因此,本文提出了一种基于PLC控制的机电控制系统,不仅可以降低控制成本,还可以提高控制系统的及时性和准确性,对煤矿的自动化和智能化发展具有重要意义。
《基于PLC的矿用皮带运输的控制系统》文献综述容摘要皮带运输机是一种有牵引件的连续运输设备,广泛应用于矿产开采、金属冶炼、化工、铸造等行业的生产线和输送线以及港口的生产部门。
主要用来运送物料,根据输送工艺的要求,可以单台输送,也可以多台组合输送,或者和其它输送设备组成水平或倾斜的输送系统。
煤矿的输送系统对保证矿井正常生产起着极其重要的作用。
本设计主要叙述了利用先进的PLC技术对煤矿企业皮带机系统进行技术改造方案,并且叙述了皮带机的基本原理、皮带机集中控制系统设计步骤。
PLC是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子设备。
它采用可编程存储器,用来在其部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算数运算等操作的指令,并能在其部存储进行数字或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
关键词:煤矿;皮带运输机;集中控制系统;PLC国外皮带运输机的研究现状国外在皮带运输机动态分析研究方面发展的比较早,动态分析理论与研制的软件已经基本能够满足当前的发展需求;而我国则比较晚,跟国外相比,还存在比较大的差距,尤其是动态分析的软件部分。
为了尽快弥补差距,赶超世界先进水平,有必要研究跟分析当今国外皮带运输机的动态分析软件。
目前,美国、法国意大利等发达国家在动态分析研究方面,已经达到了国际领先地位。
我国生产制造的上运式带式输送机的种类较多。
在“八五”时期,通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目实施,皮带运输机的技术水平有了很大的提高,煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产品开发都取得了很大的进步。
如大倾角、长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等都填补了国空白,并对带式输送机的主要元部件进行了理论研究跟产品的开发,研制成功了多种软启动和制动装置以及以PLC为核心的可编程电控装置,驱动系统采用可调速型液力耦合器和行星齿轮减速器。
皮带运输机的集中控制系统的发展及存在问题在煤矿中,煤流的输送大部分在几百米到十几公里之间,因此它的运输系统要有多台皮带输送机、给煤机、煤仓等组成,协调配合完成长距离运输任务。
《基于PLC的矿用皮带运输的控制系统》文献综述容摘要皮带运输机是一种有牵引件的连续运输设备,广泛应用于矿产开采、金属冶炼、化工、铸造等行业的生产线和输送线以及港口的生产部门。
主要用来运送物料,根据输送工艺的要求,可以单台输送,也可以多台组合输送,或者和其它输送设备组成水平或倾斜的输送系统。
煤矿的输送系统对保证矿井正常生产起着极其重要的作用。
本设计主要叙述了利用先进的PLC技术对煤矿企业皮带机系统进行技术改造方案,并且叙述了皮带机的基本原理、皮带机集中控制系统设计步骤。
PLC是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子设备。
它采用可编程存储器,用来在其部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算数运算等操作的指令,并能在其部存储进行数字或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
关键词:煤矿;皮带运输机;集中控制系统;PLC国外皮带运输机的研究现状国外在皮带运输机动态分析研究方面发展的比较早,动态分析理论与研制的软件已经基本能够满足当前的发展需求;而我国则比较晚,跟国外相比,还存在比较大的差距,尤其是动态分析的软件部分。
为了尽快弥补差距,赶超世界先进水平,有必要研究跟分析当今国外皮带运输机的动态分析软件。
目前,美国、法国意大利等发达国家在动态分析研究方面,已经达到了国际领先地位。
我国生产制造的上运式带式输送机的种类较多。
在“八五”时期,通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目实施,皮带运输机的技术水平有了很大的提高,煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产品开发都取得了很大的进步。
如大倾角、长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等都填补了国空白,并对带式输送机的主要元部件进行了理论研究跟产品的开发,研制成功了多种软启动和制动装置以及以PLC为核心的可编程电控装置,驱动系统采用可调速型液力耦合器和行星齿轮减速器。
皮带运输机的集中控制系统的发展及存在问题在煤矿中,煤流的输送大部分在几百米到十几公里之间,因此它的运输系统要有多台皮带输送机、给煤机、煤仓等组成,协调配合完成长距离运输任务。
皮带运输机电气控制系统设计任务书一、设计目的通过对皮带运输机电气控制系统设计,使学生初步掌握电气控制系统的设计方法,以及电气常用元器件的选型;使学生初步具有控制系统主电路、控制电路的分析和设计方法;同时使学生掌握电气线路原理图的绘制方法,为今后走上工作岗位应用电气控制基本理论知识奠定良好的基础。
二、原始资料某建筑工地采用皮带运输机运送沙料,其工作示意图由下图所示:1)起动时,顺序为3# 、2# 、1#电动机,并要有一定的时间间隔,以免沙料在皮带上堆积,造成后面的皮带重载起动(2)电动机的停车顺序为1 # 、2# 、 3 #,且应有一定的时间间隔,以保证停车后皮带上不残存沙料(3)无论哪台电动机过载,所有电动机必须按顺序停车,以免造成沙料堆积(4)线路应有失压、过载、短路等保护环节三、设计主要内容1、设计主电路2、设计基本控制电路3、设计保护环节,完善控制线路4、对线路工作原理进行分析,最后审查确定线路的可靠性5、完成器件选型摘要:皮带运输机被广泛应用在港口、电厂等生产线,在生产中发挥着越来越重要的作用.本次设计的皮带运输机基于改善常规生产中出现的种种状况,通过改进设计将生产要求的安全、可靠、稳定等技术指标进一步提高.皮带运输机核心部分的控制线路设计尤显重要,对实现皮带运输机的启动、调速、反转和制动等进行性能控制;实现对拖动系统的保护;满足生产工艺要求;实现生产过程自动化.在完成设计的过程中一直立足于:设计简单,设计、安装、调整、维修方便,价格低廉,运行可靠.为完善设计和提高设计效率,除了建立必要的数据、符号、标准元件库外,另采用了CAD、PLC等相关分析和计算软件.对控制线路、电动机的设计和选择上,通过反复比较和讨论以求获得最优方案.关键词:电气控制系统;主电路;控制线路;保护电路Abstract:Belt conveyor is widely used in port and power plant generating line,in the production plays an increasingly important role. This belt conveyor design based on the improvement in the conventional production in the various conditions by improving the design requirements of the production will be safe, reliable, stability, and technical indicators have improved further. core part of the belt conveyor control circuit design is particularly important for achieving the belt conveyor, the start of speed, braking and reverse control, etc. Performance ; to achieve the protection of the drive system; meet production process requirements; production process automation. to complete the design process has been based on: simple design, design, installation, adjustment and maintenance convenience, low prices, reliable operation. for the perfect design and improving the design efficiency, in addition to the establishment of the necessary data, symbols, the standard component library, another by the CAD, PLC, and other related analysis and calculation software. control lines, motor design and selection, and through repeated comparisons to be discussed Optimal programme. Key words:electric control system;main circuit;control circuit;;protection circuit(一)设计对象分析根据设计题目,我们所要设计的皮带运输机电气控制系统应满足以下要求:1、“电动机的起动顺序为3# 、2# 、1#,并且有一定的时间间隔,以免沙料在皮带上堆积,造成后面的皮带重载起动”。
皮带机电控系统技术探讨【摘要】皮带机应用于实际的港口卸载中,皮带机的正常作业对于港口生产的意义十分重大。
运行安全可靠,高效率,高技术水平的皮带机电控系统是皮带机电控设计的一项重要工程。
本文将对皮带机电控系统的特征、功能、构成及原理进行阐述。
结合港口散货输送生产实际找出皮带机运行时的故障所在并相应的提出自己的对策和建议。
【关键字】皮带机电控系统设计引言皮带机是一种经常被广泛应用于港口装卸的过程中的一种散货无聊输送的专业性传输设备,最主要的应用便是对于煤炭,铁矿以及其他类型的大宗散货的起垛,化肥以及粮食等货物的输送和灌装等。
其在应用过程中具有很多其他设备不具有的优势和特征,例如在使用过程中较为方便,及其容易实现自动化等控制上的优点;同时具有很高的效率。
故而着中皮带机的正常运作是必须尽量加以保障的,因为其对于港口的正常运作具有了非同小可的重要意义和巨大作用。
一、皮带机的电控系统主要涵盖以下几个特点对皮带机要沿线路保护、各种类型温度的维护、张紧的装备、软启动系统变频等等的集合在一起控制;促使皮带机本来单独的个体好集合成一个统一系统,将整个系统的安全性、牢靠性提升到一定的位置。
经过当场总线路使得皮带机的监控技术成为了现实,这样能够提升整体电控系统的可靠性,减少成本花费,与此同时也是系统之间的信息可以接连在一起实现共享,而且控制系统也很方便就得到了拓展、维护也很便捷。
这是就可以依据变频软启动器的系统所给的开关量和模拟量进行信号的控制,促使控制的设备按照所定标准的最好曲线进行启动运转,这样一来就使得大功率皮带机的启动达到了所需的最高要求,也可以加长皮带的使用时间。
经过对软启动器的功率控制到平衡状态,促使电机的运转更加正常。
控制箱的触摸屏也成为了汉化界面,使得各种形态都可以一下子看的很清楚,同时也让当场的工作人员越便捷的针对系统状态以及问题的原因的随时掌控。
可实现网络通讯的监控。
二、系统问题的存在(一)无法进行综合监控原因是软启动控制系统、安全保护系统以及自动张紧系统信息无法完成共享,不但实现不了对皮带机的综合监控,还无法与其他监控系统连接。
皮带机电控系统设计研究摘要:煤矿运输系统在数量上是以皮带机为主,设计出运行安全可靠,高效率,高技术水平的皮带机电控系统是皮带机电控设计的一项重要工程。
本文将对皮带机电控系统的特征、功能、构成及原理进行阐述。
关键词:皮带机电控系统0 引言在煤矿上,运输系统主要由皮带机、刮板输送机和提升机组成,而在数量上以皮带机为主。
皮带机的运行环境恶劣,运输线路长,运行空间粉尘大、湿度高,用电设备功率大、电压高、对电网冲击大、对电控系统的电磁干扰大。
因此,煤矿皮带机电控系统的研究一直备受关注。
1 皮带机电控系统的主要特征第一,实现了皮带机沿线保护、各类温度保护、张紧装置、变频软启动系统的集中统一控制,使皮带机原来各自独立部分整合为一个系统,提高了系统的安全性、可靠性。
第二,利用现场总线技术实现皮带机的监控,可以提高电控系统的可靠性,降低成本,同时实现了系统间互连使信息共享,并且控制系统扩展容易、维护方便。
第三,可以对变频软启动系统提供开关量和模拟量控制信号,使所控设备按要求的最佳曲线进行启动运行,满足了大功率皮带机的起动要求,延长了皮带的使用寿命。
第四,通过软件实现功率平衡,使电机正常稳定运行。
第五,控制箱触摸屏实现汉化界面,各种状态显示一目了然,便于现场人员随时了解系统的状态及故障原因。
第六,具备网络通讯功能,可以很容易地并入矿井监控系统。
2 系统存在问题的提出2.1 综合监控无法进行安全保护系统、软启动控制系统、自动张紧系统信息不能共享,不能实现对皮带机的综合监控,更不能与矿井其它监控系统连接,不能实现监控系统与煤矿信息系统的集成。
2.2 在安全保护方面存在缺为了提高皮带机运行的可靠性、安全性,减少故障,多种检测系统已应用于电动机、减速器和皮带机运行系统故障检测。
然而这些系统往往是相互独立的,没有实现从驱动、输送机运行过程到运行环境检测的信息综合。
2.3 故障检测系统不够完善故障检测系统的误报率高,因为误报将造成皮带机不应有的停机,给生产造成损失。
煤矿皮带运输机控制系统的研究摘要:胶带运输机在煤矿中属于主要设备,在大型现代化矿井中已被广泛应用于工作面、运输巷道、装车站等重要的生产环节上。
随着采煤工艺的变革,煤矿中井下胶带输送机的使用范围也开始增加,不仅要求其运输量大,运输距离长,而且速度也向高速化发展,因此安全性、稳定性、经济性就成为制约胶带机的发展瓶颈。
这就要求选用的控制系统功能强大、运行稳定、灵敏、可靠、操作简单。
本文就机基于PLC技术分析了煤矿皮带运输机控制系统。
关键词:PLC;煤矿;皮带运输机;控制系统1 系统整体方案设计皮带运输机控制系统总体方案设计。
皮带运输机控制系统设计,主要是对皮带运输机的电气控制进行设计。
皮带运输机的控制部分采用PLC控制,电动机调速采用变频器调速。
2 实现功能该运输系统由四部胶带输送机组成,系统运输量为 400 t/h,4 部胶带输送机均使用两台660 V、160 kW 电动机。
启动时先启动最后一台皮带机,依次从后向前启动皮带机;停车时首先停止最前一台皮带机,运料完毕后,依次停止各皮带机。
当某台皮带机发生故障时,该皮带机以前的皮带机立即停止。
实现胶带运输机运行中的安全保护,在发生堆煤、速度、急停、温度、撕裂、烟雾、跑偏、张力、断带时起到停止胶带输送机,以达到保护设备的功能。
胶带运输机可控制合闸、分闸、软启动及抱闸装置等辅助设备的开停功能。
具有扩展监控功能,使用图、表、曲线、数值或动态画面等形式,真实可靠地对设备运行的情况进行反映。
实现故障自诊断,具备皮带巷沿线打点、通话、语音报警功能。
实现手动自动任意切换。
与前台胶带输送机连锁。
3 PLC控制系统的功能分析3.1 控制功能在整个井下煤矿运输系统中,具备的自动以及手动的控制方式能起到很好的控制功能。
当运输过程中发生故障时,只有当故障排除后,摁下微机控制箱上的故障复位按钮,皮带运输机才会重新开始运作。
在正常的运作中,按下电控装置的正常起车按钮,系统就会按照预定的自动控制程序运行,通过传感装置将系统的信息传送给控制中心,控制中心对数据进行分析,实现整体的控制。
矿用皮带机变频电控系统技术方案矿用皮带机变频电控系统是煤矿、金属矿山、建筑材料等行业中常见的一种输送设备,其核心构件是皮带机,该设备可以将散料、粉状物料和矿山矿石等物料输送到指定位置。
随着科学技术的发展和市场需求的提高,矿用皮带机变频电控系统的技术方案也得到了不断的更新和提升,下面将详细地介绍一下该技术方案。
一、技术概述矿用皮带机变频电控系统是一种以变频器为核心集中控制的系统,通过变频技术实现对矿用皮带机电机转速的精准控制,从而实现输送带速度、负载、温度等参数的动态调节和监测。
该系统可以大大提高矿用皮带机的生产效率、输送能力,减少对环境的影响和对设备的损耗,实现经济效益和环境效益的双赢。
二、系统组成及功能1. 主控制系统:系统由PLC电控和变频器电控两部分组成。
主控制系统的任务是实现对整个系统的控制与调度,包括自动化控制、动态控制、故障诊断和数据采集等功能。
2. 变频器控制系统:变频器通过输出不同频率的交流电来控制矿用皮带机电机的转速,从而实现对输送速度、负载、温度等参数的精准调节和监测,达到最佳工作状态。
3. 传感器:系统通过安装传感器对矿用皮带机运行状态、温度、负载等参数进行实时监测和控制,确保系统始终处于最优化状态。
4. 人机交互界面:系统通过人机交互界面(HMI)向运行人员提供实时的运行状态和故障信息,方便人员进行远程和现场操作控制,提高系统的可靠性和安全性。
三、系统工作原理矿用皮带机变频电控系统通过信号源、传感器和电机等部件进行配合工作,从而实现对整个工作流程的精准控制。
系统原理如下:1. 信号源:矿用皮带机变频电控系统通过预设的工艺参数,向PLC发送控制指令。
2. 传感器:矿用皮带机上安装多种传感器,如温度、速度、位移等传感器,将传感器采集到的各种数据通过模拟量信号传输到PLC。
3. PLC控制:PLC受到控制信号和传感器信号输入后,通过程序对运行状态进行判断和计算,实现对变频器和电机的控制,从而实现矿用皮带机的准确调节和监测。
皮带机输送机综合保护控制装置设计实例分析与研究【摘要】国外皮带输送机技术的发展很快,其主要表现在2个方面:一方面是皮带输送机的功能多元化、应用范围扩大化,如高倾角带输送机、管状皮带输送机、空间转弯皮带输送机等各种机型;另一方面是皮带输送机本身的技术与装备有了巨大的发展,尤其是长距离、大运量、高带速等大型皮带输送机已成为发展的主要方向,其核心技术是开发应用于了皮带输送机动态分析与监控技术,提高了皮带输送机的运行性能和可靠性。
该文就皮带机输送机综合保护控制装置设计实例进行了分析与研究,具有一定借鉴意义【关键词】皮带机;保护装置;单片机引言皮带机输送机综合保护控制装置设计成本低,功能强大,运行可靠,且在井下的实际生产中取得了良好的使用效果,具有广阔的市场前景和经济效益。
笔者针对综合保护控制装置设计中的原理和具体应用功能进行了具体的阐述,请同行给予探讨。
1 综合保护控制装置系统工作原理与框图该装置充分利用单片机与大规模CPLD之间的互补性。
、将此两类器件相结合的电路运用在工业现场的皮带运输机保护控制中,CPLD负责采集信号及预处理,单片机做数据运算、判断、控制、人机界面及通讯,实现了高性能的微机模式。
通过配用不同的传感器来实现胶带运输机的低速、堆煤、跑偏、撕裂、烟雾、超温保护、并实现报警及自动洒水,同时具备沿线电铃信号自动打点停车功能。
2 核心器件的选型与设计(1)CPU核心器件的选型是CPLD+单片机。
单片机具有性能价格比高,功能灵活、易于人机对话、良好的数据处理能力;CPLD/FPGA则具有高速、高可靠以及开发便捷、规范等优点。
单片机与CPLD/FPGA以总线方式通信的逻辑设计,重要的是要详细了解单片机的总线读写时序,根据时序图来设计逻辑结构。
其外部接口如图3所示。
(2)本系统CPLD与速度检测采用的速度传感器是两个霍尔传感器。
将两个磁缸分别装在皮带运输机滚筒和皮带托辊上,利用两个霍尔传感器将滚筒和托辊的转速分别传送给单片机系统,经系统判断,输出、打滑、低速运行、断带等数字信号,经控制箱进一步处理,以达到保护设备的目的。
皮带运输机电气控制系统设计任务书姓名:专业:设计课题:皮带运输机电气控制系统设计设计条件及要求:设计条件:(1)起动:起动时为了避免在前段运输皮带上造成物料堆积,要求逆物料流动方向按一定时间间隔顺序起动。
其起动顺序为:(2)停止:停止时为了使运输皮带上不残留物料,要求顺物料流动方向按一定时间间隔顺序停止。
其停止顺序为:(3)紧急停止:紧急情况下无条件地把PD-1、PD-2、YV全部同时停止。
(4)故障停止:运转中,当M1过载时,应使PD-1、PD-2、YV同时停止。
当M2过载时,应使PD-2、YV同时停止;PD—1在PD-2停止后延迟10s后停止。
(5)M1和M2电机功率都是5.5KW。
设计要求: 1、掌握继电接触器控制系统基本分析和设计能力;2、掌握可编程控制器的工作原理及结构特点;3、熟练掌握基本逻辑指令的应用;4、绘制系统的主电路图、继电接触器控制线路图(一张);5、编写设计说明书(一份)。
设计时间:自20**年**月**日至 20**年**月**日设计指导人(签字):_________________________教研室主任(签字):_________________________年月日前言 (4)一、机床电气控制技术课程设计的目的 (5)二、设计的内容与步骤 (5)(一)设计的基本原则 (5)(二)设计的内容 (6)三、系统传动方式的确定 (6)(1)往复运动工作机构传动方式的确定 (7)(2)传动方式的选择应使调速性质与负载特性相适 (8)(3)电动机起动方式的确定 (8)(4)电气系统的保护 (8)四电气控制方案的确定 (13)(一)电气逻辑控制装置的选择 (13)(二)控制方式的选择 (14)(三)系统动作要求 (15)(四)确定I/O点数及PLC的选型 (16)设计总结 (25)感谢信 (26)参考文献 (27)自动化控制技术被引入工业领域已经有一百多年的历史了,随着工业的迅猛发展自动化控制技术更加日新月异。
摘要:本设计主要针对中小型皮带输送机的控制系统通常采用的继电器控制存在的可靠性差、劳动强度大及生茶效率低的问题而提出的;改用基于PLC控制的皮带输送机控制装置,克服了上述问题的不足。
本设计控制系统选用的是欧姆龙CPM2A系列PLC控制器,在硬件电路设计中,完成PLC选型及外部低压电器的选用,设计了硬件接线图,提出了接线要求,使之具有控制和保护的功能;在软件设计中,给出了程序流程图,编程语言采用了梯形图逻辑的方式,将硬件和软件有机的结合在一起,使控制系统运行可靠,达到了预期的设计目的。
关键词:皮带输送机、PLC、电控系统目录封面 (1)任务书 (2)概要 (3)目录 (4)引言 (5)1皮带输送机集中控制系统的结构及工作过程 (6)1.1皮带输送机的结构 (6)1.2皮带输送机控制的电气要求 (6)1.2.1设计目的和技术要求 (6)1.3皮带输送机控制方案的确定 (7)2控制系统硬件电路的设计 (8)2.1PLC的选择及I/O分配表 (8)2.2PLC外围硬件电路设计与硬件电路图 (9)2.2.1PLC外围硬件电路图 (9)2.2.2硬件电路主电路图及说明 (10)2.3硬件电路的接线要求 (10)3控制系统的软件设计 (11)3.1程序流程图与梯形图及其说明 (11)4系统调试 (14)5总结及谢词 (15)6参考文献 (16)引言:随着国民经济的快速发展,煤矿、冶金、钢铁、化工、制药、仓储、电厂等方面对于皮带输送机有了许多高新的要求。
皮带输送机俗称带式运输机,是一种连续性的带式运输机械,也是一种通用的机械,它既可以运送散状物料,也可以运输件式成品物料。
工作过程中噪音较小、结构简单,皮带输送机可用于水平或倾斜运输。
皮带输送机还用于装船机、卸船机、堆取料机等连续运输移动的机械上。
以前的皮带输送机的电气控制部分为继电器和接触器控制,采用手工的操作方式,存在劳动强度大、能耗高、维护量大、可靠性能差等缺点。
摘要带式输送机是连续运动的输送货物的机械。
它结构简单、造价低、运输距离长,而且有很高的生产率。
随着现代工业科学技术的不断发展,带式输送机在工业生产中重要性越来越大,是工业机械化的重要内容。
因此,对通用带式输送机的电气控制系统的设计也显得十分重要。
本文针对薛湖矿东翼大巷输送机电气控制系统的设计要求,展开设计的。
按照要求,设计的电气控制系统要实现对盘式制动器和液体粘性软起动装置的有效控制,此外还设计出符合要求的操作台,在操作台上有本控制系统三种控制方式按钮,通过操作台实现控制系统的三种运行方式,操作台还具有显示各种相关数据。
关键词:电气控制系统可编程控制器(PLC)液粘软起动装置盘式制动装置操作台AbstractBelt conveyer is continuous transport goods of machine. Its structure is simple and build price low, conveyance distance long, and have very high rate of product. Along with modern industry science technique of continuously development, importance of Belt conveyer in the industry has become bigger and bigger. Therefore, control system of Belt conveyer also seem to be very importance. This text aims at the design that mineral Dongyi Daxiang in the Xuehu transport machine electricity control system request and launch design. According to the request, design of electricity control the system want realization to control Disk brake and liquid soft start equip of valid control, besides, still design operation set that meet request , on operation set have 3 kinds of control systematic control button , at operation the on the stage have three kinds of this control system control way button and by operation set realization control system of the 3 kinds of run mode , operation set still have manifestation various related data.Keywords: Electric controls system The programmable Logical controller (PLC) Liquid glue soft start installation Disk brakes to installation Operation set目录摘要ABSTRACT1概述 (1)1.1本课题研究的发展现状 (1)1.2本次课题研究意义 (3)1.3本次课题的主要要求 (5)2 带式输送机电控系统方案的选择 (7)2.1带式输送机电控系统特征 (7)2.2带式输送机电控系统的主要控制对象 (7)2.3带式输送机的电控系统的方案 (13)3输送机电控系统的硬件设计 (16)3.1电控系统的框图组成 (16)3.2操作台的设计 (17)3.3PLC模块选用 (20)3.4综保箱的设计 (25)3.5高压起动柜 (28)3.6配电柜 (28)3.7液压站 (29)4 输送机电控系统的软件设计 (31)4.1PLC软件介绍 (31)4.2主要程序的流程图 (31)4.3电控主程序 (40)5 总结 (53)参考文献 (54)致谢 (55)附录1英文文献 (56)附录2中文译文 (58)附录3 系统图1 概述1.1本课题研究的发展现状我国生产制造的带式输送机的品种、类型较多。
电厂皮带运输机控制系统研究电厂输煤皮带运输系统的设备分布广、保护多、监测监控元件多,信息的传输及控制要求高,传统的皮带运输机采用人工控制,每部皮带运输机均需要一个皮带运输机司机,占用人员多,多部皮带运输机连续运输时,当下部皮带运输机发生故障,需电话联系上部带司机停机,造成上部皮带不能及时停机,往往造成皮带运输机尾堆煤事故,不利用电厂的安全高效发展。
本文介绍了电厂皮带运输机控制系统的相关技术问题。
标签:皮带运输机;集控技术;控制要求1 电厂皮带运输机控制系统的结构与组成本控制系统采用”远程集中控制为主,现场就地操作为辅”的控制方式,系统的硬件结构分为管理层(上位机)、控制层(PLC控制室)和现场设备层三层网络控制体系。
其中,各类传感器及保护装置、PLC控制站、上位机分别为设备层、控制层、管理层的功能核心。
设备层包括各类保护开关、传感器及执行设备,主要针对皮带运输机的运行状态、故障现象进行参数采集及状态反应,将系统各部皮带的启停、拉绳动作、撕裂故障、跑偏故障、打滑故障、温度、语音报警、声光显现等进行保护或状态的显示,并实时传输至控制层、管理层。
传感器有减速机润滑油压压差变送器、主电机定子温度及轴承温度传感器、减速机轴承温度及油温传感器,保护开关包括二级跑偏开关、纵向撕裂保护开关、双向拉绳开关、欠速开关、主电机开关柜的电流保护等。
控制层主要以PLC为核心,由控制主站、控制分站、防爆就地控制箱组成。
控制层利用PLC的数据处理能力,将各传感器采集的现场数据进行逻辑运算及处理、信息转换、指令发送,通过程序指令进行条件判断,为管理层提供故障保护、人机界面现场数据显示、现场设备控制以及工艺流程显现,该部分为远程集中控制的关键。
控制层包括PLC控制主站与分站、下位机、就地控制箱、光电转换开关、皮带运输机变频器、阻燃电缆、矿用光纤、光电转换器、扩音电话、各类传感器、保护开关和矿用摄像仪等设备组成,主要监控皮带煤流运输系统的所有设备。
皮带机电控系统设计案例研究综述
【摘要】在煤矿上运输系统主要由皮带机、刮板输送机和提升机组成,而在数量上以皮带机为主。
皮带机的运行环境恶劣,运输线路长,运行空间粉尘大、湿度高,用电设备功率大、电压高、对电网冲击大、对电控系统的电磁干扰大。
因此,煤矿皮带机电控系统的设计使用一直备受关注,对此笔者就某矿皮带机系统存在问题进行具体的研究,并提出设计方案,具有一定借鉴意义。
【关键词】运输系统;皮带机;电控
1.某矿目前系统存在问题
1.1综合监控无法进行
安全保护系统、软启动控制系统、自动张紧系统信息不能共享,不能实现对皮带机的综合监控,更不能与矿井其它监控系统连接,不能实现监控系统与煤矿信息系统的集成。
1.2在安全保护方面存在缺陷
为了提高皮带机运行的可靠性、安全性,减少故障,多种检测系统已应用于电动机、减速器和皮带机运行系统故障检测。
然而这些系统往往是相互独立的,没有实现从驱动、输送机运行过程到运行环境检测的信息综合。
1.3故障检测系统不够完善
故障检测系统的误报率高,因为误报将造成皮带机不应有的停机,给生产造成损失。
2.矿用皮带机电控系统的设计功能及主要特征
矿用皮带机输送综合保护控制装置主要由以下各部分组成:全自动控制;手动控制;温度保护;速度保护;烟雾保护;co浓度保护;跑偏保护;急停闭锁;故障显示;胶带横纵向撕裂保护;通讯功能;同时实现结合电气装置可实现软启动,软停车。
第一,实现了皮带机沿线保护、各类温度保护、张紧装置、变频软启动系统的集中统一控制,使皮带机原来各自独立部分整合为一个系统,提高了系统的安全性、可靠性。
第二,利用现场总线技术实现皮带机的监控,可以提高电控系统的可靠性,降低成本,同时实现了系统间互连使信息共享,并且控制系统扩展容易、维护方便。
第三,可以对变频软启动系统提供开关量和模拟量控制信号,使所控设备按要求的最佳曲线进行启动运行,满足了大功率皮带机的起动要求,延长了皮带的使用寿命。
第四,通过软件实现功率平衡,使电机正常稳定运行。
第五,控制箱触摸屏实现汉化界面,各种状态显示一目了然,便于现场人员随时了解系统的状态及故障原因。
第六,具备网络通讯功能,可以很容易地并入矿井监控系统。
3.皮带机电控系统
皮带机电控系统主要由控制箱、操作箱、各种传感器、promos皮带保护等组成。
3.1操作箱
操作箱由is-rpi网关和远程i/o模块组成,其功能是采集现场
各种传感器的信号。
每台is-rpi网关可带8路多通道i/o模块,即8路模拟量输入、8路模拟量输出、8路温度输入、8路开关量输入、8路开关量输出、频率输入双通道。
is-rpi网关和远程i/o模块均由本安电源供电。
3.2控制箱
控制箱采用ab公司的plc和2711-710g9触摸屏,可输入16组开关量、2组模拟量,如绞车电机输入等隔爆型开关的状态;输出16组开关量、2组模拟量,如主电机控制、张紧绞车控制、闸电机控制等。
其内装有plc、本安电源、隔离栅和网卡等。
控制箱的功能是:①给操作箱提供本安电源;②控制现场设备;③在dh+网和通用i/o之间或以太网、controlnet和deviecenet之间实现桥接;
④显示设备状态;⑤与上位机通讯。
3.3触摸屏
控制箱上的触摸屏能够显示系统的运行状态及各种现场仪表的
运行状态。
3.4 promos皮带保护
kj50型promos皮带保护用于电控系统,主要完成皮带的沿线保护,如跑偏、堆煤、烟雾、纵撕、急停闭锁及语音通讯等。
其中扩音电话除了作为对讲通信外,还作为该系统起车预警信号的输出设备。
4.皮带机设计电控系统的工作原理
4.1基本原理
皮带机在井下并不是单独使用,往往是多部输送机一起工作,因此启动顺序必须是前一级设备启动后,下一级设备方可启动。
在前级闭锁解除后,皮带电控系统对本系统的各部状态进行检测判断,具备起车条件后,才能启动。
起车时,皮带电控首先对promos传送过来的信号进行判断,如跑偏、堆煤、纵撕、急停闭锁等,若各信号正常才能进入下一程序;其次,根据皮带机头各传感器返回的信号检测制动闸及各开关状态是否正常;最后,判断皮带张力是否在允许启动范围内。
当皮带机各部分都处于正常状态,具备起车条件,才会发出启动信号。
当发出起车指令后,变频器得电,给控制箱返回工作信号。
控制箱发出变频运行信号,变频器按控制箱给定的运行信号输出频率和电压变化的电源,控制电机按给定的“s”形曲线软启。
与此同时,控制箱发出指令使抱闸打开,并检测抱闸是否完全打开。
若抱闸未打开或未完全打开,将关闭运行信号,使变频器停止运行,同时在触摸屏上给出故障信号。
当皮带达到额定速度,电控系统实时检测皮带速度与滚筒速度,当二者速度差值超过规定值,紧急停车,并发出打滑报警信号。
同时,系统实时检测电机温度、减速器温度、轴承温度、皮带张力、电机电流、抱闸状态、变频状态、promos状态等,当任一项指标或状态不正常时,系统紧急停车并报警。
4.2功率平衡原理
随着科技的发展,煤矿的生产能力得到不断的提升,因而要求运输能力也要不断加强。
运量更大的1.4m、1.6m皮带机相继应运而
生,皮带机的驱动系统也就由以前的单机驱动,变为双机驱动甚至多机驱动。
随之而来的功率平衡问题也就产生了。
对于类似由变频驱动的双机系统,功率平衡尤为重要。
当两台电机出力不均匀时,必将导致一台电机过载而另一台电机欠载,往往会使驱动的变频器过压,严重时会使过载的电机烧毁,甚至可能使变频器主回路的igbt模块损坏。
针对这种情况,该电控系统对两台变频器的输出电流进行采样比较,以其中的一台为主机,另一台为从机,通过改变从机的控制信号,使其始终跟随主机而变化。
当从机的电流大于主机时,降低从机的给定信号,从而使从机的输出减小,电机转速降低,负荷减轻,电流变小;当从机的电流小于主机时,提高从机的给定信号,从而使从机的输出增大,电机转速升高,负荷加大,电流变大。
最终使两台电机负荷基本一致,电流在允许的范围内。
采用软件控制使功率达到平衡这种方法,已经通过实际验证了其可行性。
5.结语
此次设计综合多方面的信息,利用智能判断方法,集成监控网络,实现了现场网络、远程监控、安全保护系统、变频软启动控制系统、自动张紧系统的信息共享,完全满足井下大功率皮带机运行环境和生产过程的控制要求,具有很好的推广价值,更为皮带机电气控制系统改造提供了可以借鉴的经验。