煤矿综合自动化应用程序设计毕业论文.doc

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1、毕 业 设 计（论文）（说 明 书）题 目： 交通灯应用系统设计 姓 名： 小明 编 号： 20092004168 平顶山工业职业技术学院2011年12月9日平顶山工业职业技术学院毕 业 设 计 （论文） 任 务 书姓名 小明 专业 电子设备与运行管理 任 务 下 达 日 期 2011 年 9 月 15 日设计（论文）开始日期 2011 年 9 月 20 日设计（论文）完成日期 2011 年 12 月 9 日设计（论文）题目： 基于单片机的交通灯应用系统设计 A编制设计 B设计专题（毕业论文） 指 导 教 师 王 键 系（部）主 任 韩 莉 郭宗耀 2011年12月9日平顶山工业职业技术学院毕

2、业设计（论文）答辩委员会记录 自动化与信息工程 系 电子设备与运行管理 专业，学生 小明 于 2011 年 12 月 15 日进行了毕业设计（论文）答辩。设计题目： 交通灯应用系统设计 专题（论文）题目： 交通灯应用系统设计 指导老师： 王 键 答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生 毕业设计（论文）成绩为 。答辩委员会 人，出席 人答辩委员会主任（签字）： 答辩委员会副主任（签字）： 答辩委员会委员： ， ， ， ， ， 。平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语第 页共 页学生姓名： 小明 专业 电子设备与运行管理 年级 09级 毕

3、业设计（论文）题目： 交通灯应用系统设计 评 阅 人： 指导教师： （签字） 年 月 日成 绩： 系（科）主任： （签字） 年 月 日毕业设计（论文）及答辩评语： 摘要平煤股份十三矿位于平顶山市东北17km处，距襄城县9km，郏县城东南18km处,辖区属许昌市襄城县紫云镇。井田交通方便，矿区公路（长11km）与许南（许昌南阳）公路相接, 矿区铁路与平禹铁路相接，铁路南距孟（庙）宝（丰）线的平顶山东站19km，东距京广线的许昌车站49km、漯河车站68km，西距焦支线的宝丰车站28km，交通十分便利。地理坐标：东经1131550.41132715.9，北纬334854335912，属襄、郏两县管

4、辖 。本篇毕业设计介绍了一种利用先进的PLC技术对煤矿企业皮带机系统进行技术改造的方案；并且叙述了皮带机的基本原理、皮带机监控系统的工程设计步骤。输煤皮带系统是工矿企业中较为庞大的一个公用系统，现阶段的大多数企业中，其输送过程是通过皮带输送机来完成，整个输煤系统有多台输送距离较长的皮带输送机组成。输煤系统的主要任务是由料斗和皮带的传递将煤由给煤机输送到洗煤厂，再经由皮带机传送到煤仓。在此次设计中主要概述了输煤过程中对皮带传输的控制和监控。皮带运输机的技术水平有了很大提高，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

5、作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内空白，并对带式输送机的减低关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发，研制成功了多种软起动和制动装置以及以PLC为核心的可编程电控装置，驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器。皮带运输机具有输送量大、结构简单、维修方便、部件标准化等优点，广泛应用于矿山、冶金、煤炭等行业，用来输送松散物料或成件物品，根据输送工艺要求，可单台输送，也可多台组成或与其它输送设备组成水平或倾斜的输送系统，以满足不同布置型式的作业 线需要。 而通过本毕业设计，则可使学生熟悉常用低压电器的结构、工作原理、特性及应用；掌握继电接触器控制系统基本分析和设计能力，特别是掌握典型电

6、气控制电路的分析和设计能力、可编程控制器的工作原理及结构特点、基本逻辑指令的应用、步进顺控指令编程方法及应用；进一步树立正确的设计思想。在整个设计过程中，坚持实践是检验真理的唯一标准，坚持理论联系实际，坚持与机械制造生产情况相符合，使设计尽可能做到技术先进、经济合理、生产可行、操作方便、安全可靠。目录摘要- 0 -第1章 概述- 2 -1.1 十三矿基本概况- 2 -第2章 皮带运输机的简介- 5 -2.0 总体设计规划及设计应遵循的基本原则- 5 -2.1 皮带运输机的概念- 5 -2.2 带式输送机的发展状况- 5 -2.3皮带运输机的类型- 6 -2.4 皮带运输机组成- 6 -2.5

7、带式输送机的操作和维修、润滑、清扫与保养- 9 -2.6 皮带运输机的综述- 10 -第3章 皮带机所用传感器的筛选及保护- 13 -3.0 传感器的选择- 13 -3.1 防滑保护- 13 -3.2 防跑偏保护- 14 -3.3 堆煤保护装置- 15 -3.4 沿线保护装置- 16 -3.5 温度/烟雾保护- 17 -3.6 防撕裂保护装置- 18 -第4章 工控机及可编程控制器（PLC）的选择- 20 -4.1 皮带机工作原理- 21 -4.2 工控机- 21 -4.3 PLC的基本结构- 24 -4.4 PLC工作原理- 25 -4.5 S7200 PLC模块及其编程软件概述- 27 -

8、第5章 控制方式及编程- 35 -5.1 就地控制- 35 -5.2 远程控制- 35 -毕业总结- 47 -致谢- 48 -参考文献- 49 -第1章 概述1.1 十三矿基本概况1.1.1 地质情况十三矿井田位于秦岭昆仑纬向褶皱带东段北分支南侧与嵩淮弧的复合部位，襄郏背斜、灵武山向斜及白石山背斜的结合部。井田主体为襄郏背斜南西翼，地层走向305340，倾向215250，倾角647，井田北西部为单斜构造，南东部由于灵武山向斜，白石山背斜的“楔入”而呈波状起伏，同时两者伴有断层发生，井田内断层较发育。褶曲是十三矿井田构造的主要表现形式，使襄郏背斜南西翼成为波状起伏，不但抑制延缓该翼地层向深部倾没

9、，扩大了井田范围，增加了煤炭储量。精查地质报告查明井田内正断层26条，其中落差大于30m的有19条。己一、己二采区二维地震补勘，新发现落差10m以上的断层17条，生产过程揭露出落差10m以上的断层7条，5m以上的断层20条。己三采区三维地震补勘在2km2的面积内查明33条落差在326m的断层，并有未组合为断层的孤立断点。根据生产建设过程中实际揭露的构造情况，结合地震补充勘探成果，十三矿井下地质条件为中等偏复杂型。1.1.2 煤炭资源储量中平能化集团十三矿设计两个生产水平，一水平标高-525m，二水平标高-700m，现只有一个生产水平，三个生产采区（己一、己二、己三采区）。1.1.3 十三矿运输

10、系统十三矿运输系统主要由平巷轨道运输、斜巷轨道运输、皮带运输三部分组成。1）平巷轨道运输系统井下主运输有两个独立的运输系统：矿井西翼-525m水平运输大巷底卸式矿车运输系统，以及矿井东翼运输系统。西大巷运输系统1997年5月开始轨道铺设，1998年8月全部铺设完毕。1998年8月底全线通车，西大巷全长1500米，运输距离平均1400m，轨道主要型号为：30kg/m。轨距900mm，轴距1200mm，现西大巷运行5列煤车，每列车连挂14节MDYD/4.4-9型4t底卸式矿车，列车运行速度平均2.2m/s，主要担负输送原煤和物料等任务，目前服务于西翼的己二采区。东大巷1998年2月开始轨道铺设，1

11、998年9月全部铺设完毕。1998年9月底全线通车，东大巷全长约4000米，现4t矿车井下备用3台，运行70台，井上有5台维修；3t矿车共计256台。轨道主要型号为：30kg/m。轨距900mm，轴距1200mm。运输系统运输线路为：己二采区煤仓-525m水平西运输大巷底卸式矿车主井煤仓主井地面。主要担负输送原煤物料和人员等任务。东、西大巷采用CDXT2-12型防爆式特殊蓄电瓶电机车13台进行运输。 2006年3月，井下KJ293运输监控系统安装并投入使用。另外，十三矿轨道提升运输系统还包括三条斜巷运输轨道，分别是已1轨道上山、已2轨道上山、已3轨道下山，担负着已1、已2、已3采区的人员、物料

12、及综采支架、设备运输任务。2）斜巷轨道运输系统（1）已1斜巷运输轨道基本情况已1斜巷运输轨道全长850米，共有6个片盘车场，一坡三挡装置齐全，跑车防护装置符合煤矿安全规程规定，上变坡点处设置有仰角挡车器、联锁挡车器、阻车器，各片盘设置有推磨式挡车器，距上下变坡点30米处各设置一套ZDC302.0型跑车防护装置，该斜巷运输轨道采用JKY2.5/2B型液压防爆提升机提升，该提升机最大静拉力90KN，主油泵电机型号：YB355L26型防爆电动机，主油泵型号：ZBS-H915F轴向柱塞泵，液压马达型号NJM-25型内曲线液压马达，所采用主提升钢丝绳为鞍钢钢绳有限责任公司生产的61931型ZS钢丝绳，采

13、用XRC15-9/6SW型斜巷插爪式人车运送人员，采用防腐黄花松木轨枕、30Kg/m型钢轨，通讯系统采用徐州玛珂琳科技有限公司生产的KTL101-J型泄漏通讯装置。存在问题：该液压提升机于1997年元月投入，生产厂家为原湘潭煤矿机械厂，该厂已倒闭，该液压提升机无煤安标志，液压系统老化严重，控制不可靠，现已列入技改项目。另外轨道缺少声光语音报警装置。（2）已2斜巷运输轨道基本情况：已2斜巷运输轨道全长900米，共有5个片盘车场，一坡三挡装置齐全，跑车防护装置符合煤矿安全规程规定，上变坡点处设置有仰角挡车器、联锁挡车器、阻车器，各片盘设置有推磨式挡车器，距上下变坡点30米处各设置一套ZDC302.

14、0型跑车防护装置，该斜巷运输轨道采用JKY2.5/2B型液压防爆提升机提升，该提升机最大静拉力90KN，主油泵电机型号：YB355L26型防爆电动机，主油泵型号：ZBS-H915F轴向柱塞泵，液压马达型号NJM-25型内曲线液压马达，所采用主提升钢丝绳为鞍钢钢绳有限责任公司生产的61931型ZS钢丝绳，采用XRC15-9/6SW型斜巷插爪式人车运送人员，采用防腐黄花松木轨枕、30Kg/m型钢轨，通讯系统采用徐州玛珂琳科技有限公司生产的KTL101-J型泄漏通讯装置。存在问题：轨道变电所以下地鼓严重，巷道侧压大，巷道严重变型，现正在整修巷道，声光语音信号不完善。（3）已3斜巷运输轨道基本情况：已

15、3斜巷运输轨道全长1200米，共有6个片盘车场，一坡三挡装置齐全，跑车防护装置符合煤矿安全规程规定，上变坡点处设置有仰角挡车器、联锁挡车器、阻车器，各片盘设置有推磨式挡车器，距上下变坡点30米处各设置一套ZDC302.0型跑车防护装置，该斜巷运输轨道采用JKY2.5/2.5B型液压防爆提升机提升，该提升机最大静拉力90KN，主油泵电机型号：YB355L26型防爆电动机，主油泵型号：ZBS-H915F轴向柱塞泵，液压马达型号NJM-25型内曲线液压马达，所采用主提升钢丝绳为鞍钢钢绳有限责任公司生产的61931型ZS钢丝绳，采用XRC15-9/6SW型斜巷插爪式人车运送人员，采用防腐黄花松木轨枕、

16、30Kg/m型钢轨，通讯系统采用徐州玛珂琳科技有限公司生产的KTL101-J型泄漏通讯装置。1.1.4 综合自动化系统概念综合自动化系统是应用现代电子技术和自动化技术对矿井生产过程实现全面监控的系统，把采掘生产设备监控系统、皮带运输监控系统、辅助生产设备监控系统等子系统数据进行集中监控，实现生产及辅助生产各运行参数的统计并上传至矿区办公局域网，这样使得煤矿生产和管理更加科学高效。集成当今先进的计算机信息化、自动化和监测监控等技术，针对煤矿高危险、恶劣环境的特点，通过系统优化和创新，开发煤矿综合自动化技术，在现场控制为主的局部控制系统基础上，实现以地面集中操作、分布控制为主的全过程控制。即通过生

17、产现场的设备层、控制层与信息层的集成，实现控制与管理的数据通讯与共享；通过开发基于中间件技术的控制软件，将对生产过程的控制、监测能力随网络的扩展而自然延伸，直至实现通过互联网络进行的异地远程监测与维护。综合自动化系统覆盖了全矿的生产过程，使用WEB浏览功能或安装客户端软件可以使上级主管部门及时了解安全生产情况，进行远程实时监察，及时处理生产过程中的不安全因素生产过程。第2章 皮带运输机的简介2.0 总体设计规划及设计应遵循的基本原则1）任何一种电气控制系统都是为了实现被控对象（生产设备或生产过程）的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计控制系统时，应遵循以下基本原则：（1）最大限度地

18、满足被控对象的控制要求。设计前，应深入现场进行调查研究，搜集资料，并于机械部分的设计人员和实际操作人员密切配合，共同拟定电气控制方案，协同解决设计中出现的各种问题。（2）在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济，一次性投资小，使用后节约能源。（3）保证控制系统安全、可靠，使用与维护方便。（4）考虑到生产的发展与工艺的改进，对于PC控制系统，在选择PC容量时，适当留有裕量。2）增加各节点煤仓煤位的检测。可以在皮带机头增加人员探测装置，防止人员靠近传动部位。增加一套井下运输系统控制PLC，完成对给煤机、变频器的控制，现有集控的PLC控制箱作为分站控制器，主控PLC采用现场通讯方式与分站PL

19、C惊醒通讯，完成各皮带的流程控制，包括顺煤流启停，一键启停，跟据煤仓的控制策略等功能。增加各节点煤仓的煤位检测在各溜煤嘴下口可增加防撕检测，能及时检测穿透皮带的尖锐物，防止大规模皮带撕裂。在各运输皮带距离皮带机头50米和30米分别配置物料检测器，以判断皮带的运输情况为皮带的顺煤流启停提供依据。主控PLC采用以太网方式接入综合自动化系统。在己组、戊组上仓的皮带分别设置两台皮带秤，用以计量原煤产量（含岩石）。在两条岩石皮带上分别设置皮带称用于计量岩石重量，并配合主皮带机上的称计算准却的原煤产量。2.1 皮带运输机的概念通过一些传送装置相互连接组成一个整体用来运送物体的装置。2.2 带式输送机的发展

20、状况目前带式输送机已广泛应用于国民经经济各个部门,近年来在露天矿和地下矿的联合运输系统中带式输送机又成为重要的组成部分.主要有:钢绳芯带式输送机、钢绳牵引胶带输送机和排弃场的连续输送设施等.这些输送机的特点是输送能力大(可达30000t/h),适用范围广(可运送矿石,煤炭,岩石和各种粉状物料,特定条件下也可以运人),安全可靠,自动化程度高,设备维护检修容易,爬坡能力大(可达16),经营费用低,由于缩短运输距离可节省基建投资.目前,带式输送机的发展趋势是:大运输能力、大带宽、大倾角、增加单机长度和水平转弯,合理使用胶带张力,降低物料输送能耗,清理胶带的最佳方法等.我国已于1978年完成了钢绳芯带

21、式输送机的定型设计.钢绳芯带式输送机的适用范围:（1）适用于环境温度一般为15C;在寒冷地区驱动站应有采暖设施; （2）可做水平运输,倾斜向上(16)和向下运输,也可以转弯运输;运输距离长,单机输送可达15km; （3）可露天铺设,运输线可设防护罩或设通廊; （4）输送带伸长率为普通带的1/5左右;其使用寿命比普通胶带长;其成槽性好;2.3皮带运输机的类型（1）按带式输送机作用不同可分为转载式、伸缩式和固定式（2）按牵引方式不同可分为滚筒驱动式和钢丝绳牵引式两类（3）按输送带的强度不同可分为通用型和强力型（4）按式输送机的安装方式不同可分为落地式、吊挂式和组合式2.4 皮带运输机组成皮带运输机

22、的主要组成部分：输送带、托架及机架、传动装置、拉紧装置和清扫装置等。图2-4-1：带式输送机1-卸载滚筒 2-传送带 3-传动滚筒 4-导向滚筒5-拉紧滚筒 6-拉紧装置 7-紧绳装置 8-上托辊9-下托辊 10-机身钢丝绳 11-清扫器 12-机尾滚筒2.4.1 传送带传送带既是承载机构，又是牵引机构。常用的传送带有3种类型：普通输送带、钢丝绳芯输送带、钢丝绳牵引输送带。a、普通输送带 普通输送带可用在固定式、绳架吊挂式和可伸缩带式输送机上。输送带夹层用数层帆布做带芯，层与层之间用橡胶粘合在起，然后在外表面周围用橡胶盖层加以保护。帆布层用来承受载荷并传递牵引力，而橡胶保护层用来防止外界物体对

23、帆布层的损伤及有害物质的腐蚀。b、钢丝绳芯输送带此传送带是用细钢丝绳做带芯（以承受拉力），外面覆盖橡胶的强力输送带。2.4.2 托辊1）、托辊的作用：用来支承输送带，减少输送带阻力，并使输送带悬垂度不超过一定限度，以保证输送带运行平稳。2）托辊的分类及用途托辊按用途可分为槽型托辊、平行托辊、缓冲托辊和调心托辊。（1）槽型托辊其用于支承承载输送带，上托辊的间距一般为1.5m。一般由3个托辊组合而成。（2）平行托辊其用于支承回空段输送带。（3）缓冲托辊其装在带式输送机的装载处，用以缓和货载对输送带的冲击，从而保护输送带。（4）调心托辊其多用在固定式带式输送机上,纠正跑偏的输送带。固定式输送机的托辊

24、式固定的安装在机架上的，当输送带跑偏时，不能用挪动托辊位置的办法来纠正跑偏现象。2.4.3 拉紧装置拉紧装置的作用，一是保证输送带有足够的张力，使滚筒与输送带之间产生必要的摩擦力；二是限制输送带在各托辊之间的悬垂度，确保输送机的正常运转。拉紧装置分为: 机械拉紧式和重砣拉紧式两种。机械拉紧式又分:螺杆式拉紧与钢丝绳绞筒式拉紧。2.4.4 皮带运输机驱动装置驱动装置有单电动机驱动和多电动机驱动两种，有单滚筒传动和双滚筒传动。单滚筒传动多用于功率不大的带式输送机。一般驱动装置均布置在机头卸载端。采用单电动机驱动时，两个滚筒需要用一对齿数相等的齿轮连接起来；采用双电动机传动时可将齿轮去掉，由两台电动

25、机分别驱动两个滚筒。2.4.5 牵引装置对带式输送机制动装置的规定，带式输送机在正常工作状态或故障状态下，根据不同的停车要求，都必须采取必要的制动，而在制动过程中又要求带式输送机制动装置必须灵活可靠，各部分传动机构、闸瓦及接触面积等应符合要求。制动器的种类:带式逆止器、滚柱逆止器、电力液压制动器及液压盘式制动器等。带式逆止器是在卸载滚筒的架子上固定一块逆止带，当带式输送机向上运输时，逆止带在卸载滚筒分离段上呈卷曲状态。若满载的带式输送机停车发生逆转时，固定逆止带的另一头（浮动的一头）被逆转的输送带带入输送带与滚筒之间，利用其摩擦力，停止滚筒和输送带的逆转。这种逆止器的结构简单、造价低，缺点是在

26、制动时输送机必须先倒转一定距离，等到逆止带完全楔入滚筒后才能产生逆止作用。功率大的输送机不宜采用，只用于向上运输的小型带式输送机。2.4.6 清扫装置清扫装置主要安装在卸载端和靠近机尾换向滚筒的内侧回空段输送带的上面。用来清扫胶带表面的黏附物，防止输送带损坏。清扫装置安设在卸载端，用来清扫胶带表面的粘附物料。目前我国带式输送机上使用较多的是刮板式清扫器。其刮板（用橡胶带制成）靠重砣的重量紧贴在输送带上，将卸载后输送带表面的粘附物料刮掉。这种重砣刮板式清扫装置的使用效果不好。近年来，各部门已广泛使用弹簧式清扫刮板，效果较好。2.5 带式输送机的操作和维修、润滑、清扫与保养 2.5.1 作业要求（

27、1）作业人员要求 操作者应持有操作合格证，严格执行安全操作规程。做到用好、管好维护好设备，及会正确操作、会合理保养、会检查、会排除故障。 严格按安全操作规程进行操作。 坚守工作岗位，不得擅自离岗。 建立交接班制度，并作好交接记录，交接班必须在现场进行。 应有巡回检查制度，发现问题逐级上报、及时解决，作好记录。紧急情况时，允许立即停机。（2）设备注意方面 不得将带式输送机用来完成设计规定以外的任务。 使用中不允许超载运行。 应使各安全报警装置处于完好状态，定期检查保护装置，使之灵敏、可靠。 各转载处、机房应有足够的照明设施。 人易接近的狭窄处（如滚筒）、转载点（漏斗）和重锤式拉紧装置下部等处应设

28、护栅。2.5.2 操作规程：（1）单机负荷启动时，必须待其下游各机启动后再启动。（2）联动或单机启动前，应用广播或铃声预告，听到铃声，操作人员或其他人员应迅速离开危险区。（3）在带式输送机稳定运行后方可供料，供料要均匀，防止出现偏载现象。（4）停机前应先停止供料，然后各机按料流顺序停机。（5）正常情况下，禁止带式输送机在负荷工况下停机。（6）运行时禁止进行润滑保养；除非设备润滑部位允许或备有安全保栅，又无危险的场合下才允许在运行中进行润滑保养。（7）运行中，严禁操作工在接近转动部位的狭窄处进行检修作业。（8）输送带、滚筒、托辊和清扫器的检查，调整、维护和清扫作业应在停机并切断控制回路时进行。（

29、9）机电设备的调整，尤其是安全装置的调整，应由专职人员进行。（10）控制室工作人员应正确记录电机工作电流、停机次数及故障部位（11）操作人员应做好设备维护保养；认真填写运行日记和故障事故记录；修理人员做好修理记录。（12）出现事故停机，在重新启动前，应查清停机原因并及时排除。（13）发生事故后，应立即停机，保护现场并及时上报。（14）检修时，须先切断电源，挂上“有人检修、禁止合闸”的牌子，由专人进行检修。检修后应做到“工完场清”，对设备确认无误后， 才能开机。（15）工作或检修时，严防人或工具掉入料斗或胶带上。（16）运行时，所有人员一律不得从胶带下穿行。（17）可运动部件下方及重锤下方严禁站

30、人。（18）操作者首先要熟悉系统的操作规程，要熟知每台设备的操作要领（19）系统的操作规程，详查电气总说明书。（20）每台设备的操作要领请查每台设备的电气说明书。2.5.3 日常护理护理的主要目的是：（1）防滑、防碰以确保人身安全。（2）溜槽部位及时清扫，以防落料不正造成输送带跑偏甚至引起溜槽堵塞。（3）及时清扫可使一些隐藏裂纹缺陷及时暴露。（4）防止扬尘，这对电气设备尤为重要。（5）提高保养作业效率。2.5.4 日常维修如果说检查是发现问题，那么维修、保养才是解决问题。但两者不能截然分开，只有做到预防维修，才能减少设备故障。2.6 皮带运输机的综述2.6.1 皮带运输机的工作原理传送带（或钢

31、丝绳）连接成封闭环形，用张紧装置将它们张紧，在电动机的驱动下，靠输送带（或钢丝绳）与驱动滚筒（或驱动轮）之间的摩擦力，使输送带（或钢丝绳）连续运转，从而达到将货载由装载端运到卸载端的目的。皮带运输机摩擦传递的基本原理，可用欧拉公式表示如下：式中 SY-传送带在主动滚筒相遇点的最大张力，即摩擦牵引力；-传送带在主动滚筒上的围包角度；e-自然对数的底，e =2.718；SL-输送带在主动滚筒分离点的张力（初张力）;-输送带与主动滚筒间的摩擦系数。由上式可知，如果要提高摩擦牵引力的方法有：（1）增大拉紧力。增加初张力可使输送带在传动滚筒分离点的张力增加，此法提高牵引力虽然是可行的。但因增大必须相应地

32、增大输送带断面，这样导致传动装置的结构尺寸加大，是不经济的。故设计时不宜采用。但在运转中由于运输带伸长，张力减小，造成牵引力下降，可以利用拉紧装置适当地增大初张力，从而增大，以提高牵引力。（2）增加围包角对需要牵引力较大的场合，可采用双滚筒传动，以增大围包角。（3）增大摩擦系数其具体措施可在传动滚筒上覆盖摩擦系数较大的衬垫，以增大摩擦系数。通过对上述传动原理的阐述可以看出，增大围包角是增大牵引力的有效方法。故在传动中拟采用这种方法。2.6.2 皮带运输机在现场的应用1）皮带运输机又名皮带输送机、胶带输送机。它是靠胶带的连续运动传送各种物料的机器。它可输送煤碳、矿石、沙子、粮食等散状物料：也可以

33、输送成件物品，如袋状物、整体设备等。2）由于带式输送机具有以上的特点，所以被广泛的用于冶金、煤炭、农业、水电、交通等部门。2.6.3 皮带运输机的强大功能及优势（1）强大功能1）查看生产现场的实时数据及流程画面，浏览各实时/历史趋势画面；开关的通断、位移、速度、加速度、质量、大小、颜色、电压、电流、温度、压力、流量、液位、物质浓度、亮度、酸碱度、种类繁多的化学及生物物理量。这样，工业控制过程和科学实验五彩缤纷的客观世界就可呈现在计算机屏幕上，这是人们梦寐以求的，因为“一幅画可抵得上千言万语”。2）自动打印各种实时/历史生产报表；3）及时得到各种过程报警和系统报警；4）在需要时，人为干预生产过程

34、，修改生产过程参数和状态；5）与管理部门的计算机联网，为管理部门提供生产实时数据。通过共享存储器的DDE技术为实现控制网络与信息网络的集成提供了技术支持，有很强的实时性。工程设计以工控计算机IPC作为通信处理机，同时也 是2个网络的工作站，跨接控制网络和信息网络，在沟通2个网络中起桥梁作用。通信处理机方法实现2个网络间各站点的通信，是整个集成网络的 关键，它能实现以下功能:搜集控制网络上各站点的实时数据信息，写入信息网络的数据库，以便信息网络用户浏览、查询;将信息网络用户的控制信息及时下达至控制网络的指定工作站点。（2）优势1）结构简单 ：仅有胶带、托辊、滚筒、驱动装置等几大件。2）使用方便：

35、可以在各种场所（露天或井下）安装、使用。操作安全。3）维修容易：需要经常维修的仅是托辊。胶带使用寿命长，磨损量不大。4）运输量大、动力消耗小：被拖动的只是胶带和物料。运动件只需克服托辊同胶带的摩擦阻力，与其他运输机相比，在同样的运输量下，动力消耗小。同时，由于是连续运输，故运输量大，运输坡度也比汽车和铁路都大。5）节省人力：由于操作简单，维修容易，需要的管理人员少，一般情况下，一个班只要一个操作工和一个维修工就可以。同时，还易于实行集中遥控，自动保护。6）运费低廉：由于动力消耗小，运量大，单位运费就比较可观。第3章 皮带机所用传感器的筛选及保护3.0 传感器的选择在使用传感器对物理量进行测量时

36、，测量一个物理量，会有多种传感器可以选择，各种传感器在原理和结构上基本互不相同。经过考虑测量对象、测量目的、以及测量环境等因素，从而选择最为合理的传感器，这是在对某个量进行测量前要解决的首要问题。当选用的传感器确定以后，与之相配套的测量方法和测量设备也就可以确定了。 传感器的选用是否合理，这也关系到测量结果的成败。在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器，然后再考虑传感器的具体性能指标。矿井皮带运输机的工作运量大、运输距离长、连续运输性能要求较高，为保障矿井的安全生产，提高生产效率，速度故障处理时间，就必须对矿井皮带运输机实施可靠的控制。传感器的选型直接关系到矿井皮带运输机系统的正常运行

37、，任意传感器出故障都会影响体统的正常运行，轻则造成系统频繁误动作，加速系统老化，重则造成设备和人工伤亡，因此传感器的选型和质量都极其重要。由于矿井的环境十分恶劣，传感器必须选用低故障率、高灵敏度、长寿命，具有三防功能的产品。3.1 防滑保护皮带打滑通常是由于皮带在与主动滚筒相遇点上的实际张力大于皮带两端张力的极限值而造成的。如果皮带和滚筒的速度不相等，那么皮带就存在打滑现象。本设计选用KGX-S1速度传感器，如图3-1-1所示。它是一种将皮带运输机的运行速度检测出来，变成电脉冲信号运输给保护装置，使装置能够根据速度大小来确定运行状态，可同时解决皮带运输机低速运转、打滑和断带等问题的智能传感器。

38、图3-1-1：KGX-S1型速度传感器将磁钢安装在皮带运输机从动轮的侧面，随皮带运输机的从动轮旋转。当速度传感器靠近磁钢时，速度传感器上的霍尔元件产生与从动轮转速成正比的正脉冲信号，每个正脉冲触发单稳态电路，经反向后产生一定脉宽的正脉冲，此时的正脉冲与霍尔元件发出的同时输入另一单稳态电路。皮带速度不出现打滑时，此时两脉冲同时输入单稳态电路，变换后电子开关端输出高电平；若出现打滑现象，从动轮速度下降，霍尔元件发出的正脉冲将不能与前一脉冲触发的正脉冲同步，经过一段时间延迟后电子开关端输出低电平，打滑指示灯亮。3.2 防跑偏保护皮带运输机运行时皮带跑偏是最常见的故障，皮带跑偏轻则造成撤料、皮带磨损，

39、重则由于皮带与机架剧烈摩擦引起皮带软化、烧焦甚至引起火灾，造成整个生产线停产，因而，正确地处理好皮带跑偏关系到整个生产系统的正常运转。1） 跑偏传感器的主要用途跑偏传感器主要用于检测实际运行中带式皮带运输机的偏移状态来发出信号，实现带式皮带运输机跑偏后自动报警和自动停机功能，来防止因皮带运输机偏移倾斜使物料撒落。其常态为断开状态，动作时闭合。本传感器具有动作功能。当皮带运输机在运行过程中发生严重偏移时，则传感器输出停机信号。防跑偏保护装置的作用原理：它由防偏传感器的动触头和固定触头接触，通过控制箱控制带式输送机断电停机。一般利用带柄的滚式行程开关队输送带的跑偏进行检测。皮带输送机跑偏的处理方法

40、：（1）自动托辊调偏：当输送带跑偏范围不大时，可在输送带跑偏处，安装调心托辊。（2）单侧立辊调偏：输送带始终向一侧跑偏，可在跑偏的一侧跑偏范围内加装若干立辊，使输送带复位。（3）适度拉紧调偏：当输送带跑偏忽左忽右方向不定时，说明输送带过松，可适当调整拉紧装置以消除跑偏。（4）调整滚筒调偏：输送带在滚筒处跑偏，检查滚筒是否异常或窜动，调整滚筒至水平位置正常转动，消除跑偏。（5）校正输送带接头调偏：输送带跑偏始终一个方向而且最大跑偏在接头处，可校正输送带接头与输送带中线垂直消除跑偏。（6）垫高托辊调偏：距离一定，可在跑偏方向的对侧垫高托辊若干组，消除跑偏。（7）调整托辊调偏：输送带跑偏方向一定，检查发现托辊中线与输送带中线不垂直，就可调整托辊，消除跑偏。（8）消除煤泥调偏：输送带跑偏点不变，发现托辊、滚筒粘着煤泥，就要消除煤泥调偏。（9）校正给料调偏：输送带轻载不跑偏，重载跑偏，可调整给料重量及位置消除跑偏。（10）校正支架调偏：输送带跑偏方向、位置固定，跑偏严重，可调整支架的水平和垂直度。