基于PLC皮带运输系统监控设计.pdf

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1、基于PLC的皮带运输系统监控设计第1章绪论1.1研究现状和研究意义1.1.1国内外皮带运输机的研究现状国外在带式输送机动态分析研究方面开展得比较早,动态分析理论与研制的软件已基本能够满足当前带式输送机发展之需；而我国相对较晚,与国外相比还存在一定的差距,尤其是动态分析软件部分。为了尽快弥补这一差距,赶超世界水平,有必要研究和分析当今国外带式输送机的动态分析软件。国外动态分析软件目前,美国、法国、澳大利亚、意大利等国家在动态分析研究方面,已经达到国际领先地位我国生产制造的上运带式输送机的品种、类型较多。在“八五”期间，通过国家一条

2、龙“日产万吨综采设备”项目的实施，带式输送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耦合器和行星齿轮减速器。1.1.2国内外运皮带运输机的技术的差距1.大型皮带输送机的关键核心技术上的差距(1)皮带输送机动态分析与监测技术长距离、大功率皮带

3、输送机的技术关键是动态设计与监测，它是制约大型皮带输送机发展的核心技术。目前我国用刚性理论来分析研究带式输送机并制订计算方法和设计规范，设计中对输送带使用了很高的安全系统（一般取n=10左右），与实际情况相差很远。(2)可靠的可控软起动技术与功率均衡技术长距离大运量带式输送机由于功率大、距离长且多机驱动，必须采用软起动方式来降低输送机制动张力，特别是多电机1 驱动时。国内已大量应用调速型液力偶合器来实现输送机的软起动与功率平衡，解决了长距离带式输送机的起动与功率平衡及同步性问题。但其调节精度及可靠性与国外相比还有一定差距。当单机

4、功率>500kW 时，可控CST软起动显示出优越性。由于可控软起动是将行星齿轮减速器的内齿圈与湿式磨擦离合器组合而成（即粘性传动）。通过比例阀及控制系统来实现软起动与功率平衡，其调节精度可达98%以上。但价格昂贵，急需国产化。2.技术性能上差距我国皮带运输机的主要性能与参数已不能满足高产高效矿井的需要，尤其是顺槽可伸缩带式输送机的关键部件及其功能如自移机尾、高效储带与张紧装置等与国外有着很大差距。(1)装机功率：我国工作面顺槽可伸缩带式输送机最大装机功率为4×250kW，国外产品可达4×970kW，国产带式输送机的装机功率约为国

5、外产品的30%～40%，固定带式输送机的装机功率相差更大。(2)运输能力：我国带式输送机最大运量为3000t/h，国外已达5500t/h。(3)最大输送带宽：我国带式输送机为1400mm，国外最大1830mm。(4)带速：由于受托辊转速的限制，我国带式输送机带速为4m/s，国外为5m/s以上。(5)工作面顺槽运输长度：我国为3000m，国外为7300m。(6)自移机尾：国内自移机尾主要依赖进口。对自移机尾的要求是共同的，既要满足输送机正常工作时防滑的要求，又要满足在输送机不停机的情况下实现快速自移。(7)高效储带与张紧装置：我国

6、采用封闭式储带结构和绞车拉紧为主。国外采用结构先进的开放式储带装置和高精度的大扭矩、大行程自动张紧设备，托辊小车能自动随输送带伸缩到位。(8)输送机品种：国内机型品种少，功能单一，使用范围受限，不能充分发挥其效能。3.可靠性、寿命上的差距(1)输送带抗拉强度：我国生产的织物整芯阻燃输送带最高为2500N/mm，国外为3150N/mm。钢丝绳芯阻燃输送带最高为4000N/mm，国外为7000N/mm。2 (2)输送带接头强度：我国输送带接头强度为母带的50%～65%，国外达母带的70%～75%。(3)托辊寿命：我国现有的托辊技术与

7、国外比较，寿命短、速度低、阻力大。我国输送机托辊寿命为2万h，国产托辊寿命仅为国外产品的30%～40%。(4)输送机减速器寿命：我国输送机减速器寿命2万h，国外输送机减速器寿命7万h。(5)带式输送机上下运行时可靠性差。4.控制系统上差距(1)驱动方式：我国为调速型液力偶合器和硬齿面减速器，国外传动方式多样，如BOSS系统、CST可控传动系统等。(2)监控装置：国外输送机已采用高档可编程序控制器PLC。我国输送机仅采用了中档可编程序控制器来控制输送机的启动、正常运行、停机等工作过程。(3)输送机保护装置：近年国外输送机先进保护装

8、置技术是国内的空白。1.2课题的研究目的皮带输送机控制系统的设计是一个很传统的课题，现在随着各种先进精确的诸多控制仪器的出现，皮带输送机控制的设计方案也越来越先进，越来越趋于完美，各种参考文献也数不胜数。皮带输送机是在输送设备中是最常用的一种传输机构。该机种具有