长治襄垣七一矿业集团 主运带式输送机电控系统
技 术 方 案
2011年10月
山西华鑫电气有限公司 长治襄垣七一矿业集团主运带式输送机集控系统技术方案
长治襄垣七一矿业集团 主运带式输送机电控系统
技 术 方 案
1 主运皮带机主要参数
皮带机长度(m) 电机功率(kW) 输送量(t/h) 输送机宽度(mm) 运行速度(m/s) 拉紧装置 电机电压(V) 制动方式 驱动方式 坡度
480 2*250 600 1000 2.5 配重小车 660
盘式制动器、逆止器
防爆同步变频器+防爆永磁同步电机
23度
2 方案概述
矿用带式输送机电控系统针对带式输送机的配置情况，对每条输送机的配置进行了设计，选用行德国西门子S7-300系列PLC作为系统的控制核心，并配有PC上位机系统，可实现下述功能：
? 联锁功能：电控系统与井下给煤机之间设有循“逆连锁功能，逆煤流起车、顺煤流停车” 原
则，并能在事故情况下不堆煤（紧急停车）。 ? 具有集控、手动、闭锁三种工作方式。
? 电控装置与变频装置配合，控制胶带输送机的起、停，实现皮带机软启动，能满足其较低
加速度平稳起动和重载起动要求，确保两台电机之间的负荷平衡。
? 显示屏终端显示功能：显示胶带速度、跑偏、闭锁、打滑、堆煤、烟雾、温度等故障信号，
上位机主站上实现自动声光报警及故障提示，在人机界面终端有汉字提示及报警。 ? 信号系统
（1）具有起动预告的声光告警信号，且预告信号与开车闭锁。 （2）胶带沿线、控制室及生产系统之间设有联络信号。
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（3）事故预报及事故停车声光报警信号。
? 显示屏对皮带机设备的运行状态实现动态图形化监视；
? 显示屏对皮带机所有设备提供完全的故障显示，跑偏、闭锁等沿线保护的动作指示，声光
报警；
? 实时显示和存储所有检测的运行数据，如带速、运行时间等；
? 按该机的自身特点，提供合理优化的起动加速度、运行调速控制、不同工况下的操作方式、
可视化监控的软件程序设计，以保证带式输送机的安全经济可靠运行。
3 系统配置
矿用带式输送机保护装置主要有矿用隔爆兼本质安全型可编程控制箱、操作台、PC上位组态系统、皮带保护传感器、电话和信号装置、视频监视系统、控制电缆等组成（见附图）；控制箱既作为本条皮带的控制核心，又承担起与变频器及皮带保护之间的数据通讯，从而组成一个既相对独立有紧密联系的控制系统；PC上位组态系统，不仅对控制系统的控制运行数据进行采集和存储，将这些数据上传至调度系统，同时又作为井下视频监视系统的地面监视分站。主要由以下设备组成：
? KXJ1140(660)矿用隔爆兼本安型可编程控制器 ? 矿用本安型操作台 ? PC上位组态 ? 皮带保护传感器 ? 视频监视系统
? 保护及控制所需的控制电缆
3.1 KXJ1140(660) 矿用隔爆兼本安型可编程控制箱
KXJ1140(660)矿用隔爆兼本安型可编程控制箱如图，其外形尺寸为长814mm ?宽670mm?高1005mm，重量为230kg。
KXJ1140(660) 矿用隔爆兼本安型可编程控制箱是电控系统的控制核心，能够可靠实现以上所列电控系统的全部性能要求，完成整个系统的数据采集、设备控制、信息传输，主要由PLC 、数据转换模块、本安电源、
光耦板、中间继电器等组成；控制箱和矿用隔爆兼本质安全型变频调速装置之间通过数字量输入输出
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接口及Profibus-DP现场总线进行交换数据，来控制变频器的起停，读取变频器的运行状态；通过MPI通讯与本安操作台进行数据交换、读入操作台的状态，按用户开发编制在用户存储器中的程序进行逻辑，定时，计数，移位等操作，把结果输出到被控装置。提供自身及操作台所需的电源，实现本安和隔爆信号的互相转换。
控制箱的核心控制部件选用西门子S7-300中315系列CPU,它有一个PROFIBUS-DP口,和变频器PLC通讯,一个MPI通讯口，和它所带的操作台上触摸屏通讯。PLC预留20%的输入和输出通道。
设有以太网通迅接口，实现远程监控功能。可迅速接入与矿井自动化系统的组成以太网，在原有的监控系统（本公司设计安装的）中很方便就可以将对本条皮带的监控加入，本在集控室监控变频器的运行参数，并记录分析。
控制箱作为带式输送机监控系统，可实现下列功能：
3.1.1 采集工作方式选择开关（在操作台上）：集控、手动和闭锁。
在选择“集控”档位时，系统皮带的控制权归本电控，根据选择的流程，按照预定的程序，进行集中控制；系统的操作权归主站操作台上的集控用起动、停止按钮控制。遵循“顺煤流停车、逆煤流起车”原则。
在选择“手动”档位时，通过操作台上的所控设备按钮，手动开停所有设备包括对皮带的启停，此时只保留沿线停车保护。手动方式主要是用于设备调试时使用。
在选择“闭锁”档位时，系统处于停止状态。 3.1.2 系统开车前的信号预告。 3.1.3 紧急停车和故障复位按钮。 3.1.4 采集皮带机的运行情况，如带速。
3.1.5 读取变频器的运行情况，如运行电流、频率、及具体故障。 3.1.6 可以连接煤炭安全规程中所规定的所有皮带保护传感器。
3.1.7 采集各种皮带保护传感器的动作情况，并按照程序设定输出相关动作，如报警、停车。
3.2 矿用本安型操作台
胶带运输机监控系统在此条皮带机头专设1台矿用本安型操作台（如图）操作台配有10寸HMI显示屏。
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操作台与可编程控制箱配套，能可靠实现对带式输送机的各种控制及显示。
3.2.1 HMI具备“电机电流”、“胶带运行速度”的显示功能；具备“跑偏/拉线”的对位显示功能； 3.2.2 操作员可以通过HMI方便快捷的整定控制系统的相关参数。
3.2.3 提供工作方式的转换功，变频器运行显示，制动闸“松闸”及其它关联设备运行等各种工作状态的绿色LED指示；
3.2.4 具备“沿线急停、温度、烟雾、纵向撕裂、煤位、跑偏、张紧限位、速度、超温洒水”等各类常规保护类故障的红色LED指示，具备各种故障报警功能。
3.2.5 设有自动控制区与手动控制区，手动控制区有变频器、抱闸等关联设备的起/停操作按钮。
3.3 皮带保护传感器
皮带机所配备的故障保护接入控制箱中，一旦出现故障，影响本机的运行。保护传感器包括速度传感器、纵撕传感器、跑偏传感器、堆煤传感器、拉线开关、温度传感器、烟雾传感器等。各个保护装置接点直接进入控制箱的PLC，当某个传感器动作时，系统上有具体显示，同时伴有语音报警，跑偏、拉线故障能显示故障的具体位置。 3.3.1 拉线急停保护
拉线开关用于控制急停的闭锁保护及故障识别，当拉线开关动作时，控制箱发出报警信号并紧急停车，每50米配置一台。拉线开关配备多组点，可分别进入PLC系统和控制回路。 3.3.2 跑偏保护
跑偏传感器用于皮带跑偏的检测和保护，成对使用。当皮带跑偏时传感器动作,系统发出声光报警信号，正常皮带机头、机中、机尾各配置二对，固定安装于带式输送机两侧支架上，上下皮带各一对，跑偏开关的滚轮部分在受到偏离中心运转的输送带的边沿挤压后产生偏转，当滚轮偏转到一定角度时触发开关接点动作。
3.3.3 堆煤保护
堆煤传感器是吊挂在皮带机头、给煤机卸载处，当卸载点发生堆煤时传感器动作，系统立即停车并发出报警信号。
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