发布时间 : 星期一 文章带式输送机的PLC自动控制系统 - 图文更新完毕开始阅读43369f56aaea998fcd220e5b
中国矿业大学2010届本科生毕业设计 第3页
1.1.3带式输送机的工作原理
如图1—1所示,输送带4绕过驱动装置1的主动滚筒和机尾换向滚筒6形成一个环形带。上下两股输送带分别支承在上、下托辊3上。拉紧装置5给输送带以正常运转所需的张紧力。工作时，驱动装置1的主动滚筒通过它和输送带之间的摩擦力带动输送带运行。货载装在输送带上与输送带一起运动。带式输送机一般是利用上段输送带运送货载的，并
且在端部卸载，也可利用专门的卸载装置在中间卸载。
带式输送机的机身断面如图1—1中的截面图A—A 所示。上部的输送带利用一组槽形上托辊支承，以增加输送带的承载断面积。下部输送带一般利用平形下托辊支承。
带式输送机可用于水平或倾斜运输，但倾角受物料特性限制。在通常情况下，倾斜向上运输时的倾角不超过18°，向下运输不超过15°。带式输送机不宜运送有棱角的货物，因为有棱角的物料易损坏输送带，降低带式输送机的使用寿命。带式输送机的运输能力大，运行阻力小，运输过程中物料一般不会破碎，因而特别适合输送散料货物。 1.1．4带式输送机的驱动原理
带式输送机的传动装置有许多形式，它们的区别在于：驱动滚筒的数量；传动结构的形式；各部件相互的布置；有无液力偶合器和制动装置；电机的功率等。按照传动滚筒的数量，驱动装置可分为：单滚筒、多滚筒。同时为了增大驱动力，各组传动滚筒还可附设导向滚筒。
带式输送机所需的牵引力是通过传动滚筒与输送带接触表面的摩擦，形成圆周力，由传动滚筒传递到输送带，也就是说为了使输送机运行，在输送带趋入和奔离传动滚筒时，必须形成张力差。
1.1.5带式输送机的技术优势
首先是它运行可靠。在许多需要连续运行的重要的生产单位，如发电厂煤的输送，钢铁厂和水泥厂散状物料的输送，以及港口内船舶装卸等均采用带式输送机。必要时，带式输送机可以一班接一班地连续工作。
带式输送机动力消耗低。由于物料与输送带几乎无相对移动，不仅使运行阻力小，而且对货载的磨损和破碎均小，生产率高。有利于降低生产成本。
带式输送机的输送线路适应性强又灵活。线路长度根据需要而定。可以安装在小型隧道内，也可以架设在地面交通混乱和危险地区的上空。
根据工艺流程的要求，带式输送机能非常灵活地从一点或多点受料．也可以向多点或几个区段卸料。
1．2控制系统概述
计算机的出现和发展，在科学技术上引起了一场深刻的革命。计算机不仅在科学计算、数据处理等方面获得了广泛的应用，而且在自动控制领域也得到了越来越广泛的应用。尤其是随着自动化在工业生产过程中的需求越来越高，更加促进了计算机控制技术的发展。
当今世界正处于新技术革命的时代，电子信息技术是这场世界性产业革命的先导。在微机应用技术和范围方面，发展最快的是用于生产过程自动化的监测、显示与控制，其中尤其以发展传统产品、节能降耗为最。在节能与环保、实现节能与文明生产、提高经济效
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益等一系列急切要求的推动下，国内外都很重视对工业自动化的技术履行。越来越多的工业生产过程引入了自动化生产技术和计算机的监控技术。在热电厂的工艺流程当中，输料系统工作效率的提高成为整个工艺过程的关键因素，同时，对于整个上料过程的远程监控也对自动控制系统的设计提出了更高的要求。
传统方法之所以不能得到满意的测控效果，究其根本原因主要是由于没有一个统一的监视、管理平台，从而无法施以科学有效的控制方法。本课题所研究的上料集中监控系统旨在建立一个统一的监视、管理平台，从而施以科学有效的控制方法，以求得到满意的控制效果。
可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它可采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的命令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械和生产过程。可编程控制器及其有关设备，都应该易于与工业控制系统联成～个整体，易于扩充功能的原则而设计。
可编程控制器（PLC）是具有高可靠性的工业自动化产品，作为监控系统的一种现场设备，因其出色的数据采集和可编程控制能力而受到了众多用户的青睐。尤其是PLC与其它智能仪表作为现场设备，通过现场总线与工业控制计算机进行通信构成的监控系统，更是当今流行的监控方案。
在热电厂的运行过程当中，煤前舱的上料是非常关键的一环，而且，自煤料进入电厂到送至煤前舱的过程当中，它的破碎、称量等等都是在皮带传输的过程当中进行的一连串的连续过程，因此，用电子计算机实现这一过程控制的必要性和重要性更大。
在接下来的几章中，我们将详细描述系统的整个工艺流程，并提出在进行控制系统设计过程所需要解决的问题，并且在进行系统设计时给出相应的控制策略和解决办法。其中，在第二章中将在详细描述系统的工艺流程的同时，给出具体的设计要求。第三章根据系统的各项要求给出具体的设计方案，在第四章中将进行系统的具体设计的描述。
2带式输送机控制系统的具体要求
2．1工艺流程介绍
本系统设计主要完成煤前仓的配煤煤量的配备、煤的传输及上煤等工作涉及到的设备有：给煤机三台，皮带三条，除铁器一个，振动筛和破碎机各一台，三通阀一个，犁煤器四台，料仓两个。
煤经抓煤斗进入给煤机，给煤机将煤送到1#皮带，皮带的上方设有除铁器，用来吸除煤中的杂质铁，1#皮带跨接与1楼和2楼之间，煤经1#皮带传送到1楼后，被送入设在1#皮带末端的振动筛，这样，经过振动筛之后，大快的煤被分离出来，送进破碎机进行粉碎，经过破碎后的煤送到2#皮带上面；2#皮带上的煤经过一个三通阀送到3#皮带，3#皮带位于煤前仓顶端，皮带上设有犁煤器，其中，1#料仓上面有三个犁煤器，2#料仓上面有一个犁煤器，犁煤器落下时，将皮带上面的煤犁进煤仓。控制系统对整个流程进行控制，通过现场的采样信号和报警系统决定系统的启停。
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抓 煤 斗 给 煤 机 一 号 皮 带 震 动 筛 破 碎 机 料 仓 犁 煤 器 二号皮带 三 通 阀
图2．1煤前仓配煤工艺流程图
给煤机：适用于火力发电厂燃煤炉制粉系统,能在很大的负荷变动范围内改善锅炉性能,使过热温度、再热温度和压力温度的控制更为稳定,使燃料与所需空气量更为匹配,所需的空气过剩量减少,连续给煤,称量准确,工作稳定,节能高效
给煤机的工作原理：储煤仓中的煤通过煤闸门进入给煤机,由给煤机内部的输送计量胶带连续均匀输送磨煤机中,在输送计量胶带的下面装有电子称重装置,该装置主要由高精度的电子皮带称组成,称重传感器产生一个与煤的重量成比例的电信号和速度传感器检测到的皮带速度信号,同时送入积算器,经积算后得到瞬时流量和累计量
犁煤器：
火车来煤后卸道煤沟；经叶轮给煤机拨到带式输送机上；由带式输送机送到混煤仓口，并经犁煤器卸至混煤仓内（或送到煤仓存储）。运行人员根据锅炉需要把不同种煤分别存放到不同混煤仓中，然后经混煤仓下口的电振给煤机分别把不同种煤送到带式输送机上，再送到碎煤机破碎。破碎后的煤再由带式输送机送到原煤仓口，经犁煤器卸下送至原煤仓内。
2．2系统的设计要求
2．2．1对控制方式的要求
系统要求设有就地控制和集中控制两种控制方式。选择就地控制方式时，可在工业现场就地处理一些紧急情况，同时也方便对单个设备进行检修和维护进行单个设备的检修和维护；在选择集中控制方式时，可由操作员在中央控制室实现对设备的控制，这种方式还有两种选择，一种是操作员在中控室根据所接收的现场信号，手动实现对每台设备控制称为集中手动，再有一种就是实现整个系统的自动运行控制称为集中自动。 2．2．2要保证系统技术的先进性
在系统设计的过程中，为了保证系统的先进性，减少二次投资的费用，要求采用国际上领先的技术和设备，保证系统在很长一段时间内走在同行业的前列。
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2．2．3系统的功能要齐全
在系统设计的过程中，要求系统包含多种功能，其中包括：系统运行的动态工艺流程图，实时数据的显示，良好的人机交互界面及故障检测、实时的声光报警及历史报警记录、班报表、日报表、月报表的显示及输出打印，系统对设备的保护等等。 2．2．4系统的运行要安全可靠
在系统设计的过程中，要求保证系统的运行安全可靠。例如，遇有事故时报警，紧急情况下的急停开关和相关设备的联锁急停等等。 2．2．5系统的操作要简单
系统设计完成以后，应该保证系统的操作简单。依据现有的操作人员水平，应该保证操作简单，尤其对于紧急的报警处理按钮等的标志应该明显，防止紧急情况下找不到按钮的情况出现。
2．2．6系统的维护要方便
对于控制系统，要求易于维护。在保证系统运行安全可靠的前提下，要保证系统的可维护性，便于厂内的技术人员对系统中设备的检修和维护。
3 带式输送机控制系统的整体设计方案
3．1设计原则
（1）该控制系统根据凯元热电厂的输煤系统工艺要求设计，针对性强。 （2）配置当前世界上公认的软硬件，确保技术先进；
（3）根据同类产品的运行经验设计，确保系统的安全可靠；
（4）带式输料机可以设计备用皮带，作为输科系统的安全保障，在主皮带机出现故障时，报警的同时可以启用备用的皮带机，保障工业过程的稳定可靠；
（5）每个设备的运行设有现场操作台的就地控制、集中控制室控制柜的集中控制和上位机控制的自动运行三种方式；
（6）集中控制室设有一台监控上位机，可以全方位地显示各个设备电机的电流和料位计的参数、数值列表，统一协调各设备的运行，实现集中优化运行和控制；
（7）集中控制室的上位机需要采集一台智能积算仪的数据；
（8）可以将系统的各个参数通过网络进行远程的传输，实现远程监控，便于将来电厂生产和管理的网络化；
（9）系统故障具有自诊断、超过上下限位时报警及自动处理的功能。