3500/50 133388-02 本特利

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⑶盘式可控制动装置与PLC配合的优点

一般依靠蓄能器工作的制动闸就可实现对下运带式输送机软制动，KZP系列盘式可控制动装置的主要特点体现在“可控”。通过主驱动电动机输出轴及胶带上的速度传感器来读取电动机转速及胶带速度。重载时下运带式输送机有时出现“飞车”，要由PLC监测速度传感器数据。当得到速度大于正常运行设定值时，由PLC减小制动闸电液比例阀的供电电流，从而减小制动系统的油压，制动系统施闸使制动闸瓦贴近制动闸盘为胶带减速。当带式输送机速度降至正常值以下时，PLC再按照预先编制的程序增大制动闸电液比例阀电流，使闸瓦打开，实现制动闸的动态可控运行，保障带式输送机的正常运转。

5  基于PLC的盘式可控制动装置电控系统

位于济宁市兖州区的兖州矿业（集团）公司兖州煤矿机械厂针对盘式可控制动装置电控系统设计工作，总结了基于PLC的控制系统在与机械、液压系统构成的机电液一体化带式输送机匀减速闭环系统中起到的重要作用，对今后该装置的安全使用具有良好的推广价值。

盘式可控制动装置主要用于大型机械设备控制动停车，实现下运带式输送机应用于大倾角上运带式输送机时，可以实现《煤矿安全规程》规定的软制动；应用于长距离大型带式输送机时，能够实现可控制动停车，避免带式输送机正常停车或紧急停车时胶带张力急剧变化而导致胶带“堆叠”现象。

⑴控制功能

由于提供的液压泵站是双回路工作系统，设计中也应采用双回路控制系统，通过转换开关切换至备用回路工作。每个回路均设有自动、手动控制方式，并设有正常起车、正常停车、紧急停车等按钮。在自动状态下，按下正常起车按钮，安装在电动机端的测速传感器发出脉冲信号，输入到PLC内置的高速计数器，在VD1中的值与旋转次数成比例。若电动机速度在规定时间内达不到设汁转速，则认为是空载起车过程；如电动机在外载拖动下转速达到同步转速，则认为是重载起车过程。由EM235CN模块输出的4～20mA标准信号，经比例放大器逐步放大为800mA接入电液比例阀，控制压力上升或下降，从而控制制动装置松闸还是制动。安装在液压泵站上的油压传感器输出0～5V信号，接入M235CN模块输入端，由S7-200系列PLC判断压力大小，以便及时给主控发出信号让主电动机起动，使带式输送机正常运行。在正常运行过程中，带速传感器始终检测胶带速度是否超速。如果发生超速现象，则由电液比例阀控制压力实施软制动；当速度小于或者等于额定带速时，电液比例阀使其恢复到正常工作压力，使带式输送机正常运行。系统发生紧急停车或故障时，控制系统保留引起的故障原因（每种故障都能在液晶显示屏上显示出来）。只有当故障排除之后，按下正常停车按钮或者断电复位1次，才能够重新起车。

⑵保护功能

①超速保护。由电动机端的测速传感器进行检测。当电动机转速超过1550r/min时判定为电动机超速，需要进行保护，盘式制动器实施抱闸制动。

②打滑保护。安装在带式输送机驱动滚筒下的速度传感器发出的频率信号接入PLC的高速计数器。按设定程序计算胶带速度。当带速低于额定带速80%时判定带式输送机打滑，需要进行保护，盘式制动器实施抱闸停机。

③低压保护。起车过程中，当油压传感器输出的控制油压低于规定压力时，不允许发信号启动主电动机。液压站发生故障时，需要重新调整。

⑶软件设计

①顺序控制程序设计。S7-200系列PLC顺序控制程序采用STEP7MicroWINSP5软件编制。此软件可用梯形图电路列表进行顺序控制编程、顺序控制程序运行状态监视、强制性数据变更和输入输出信号ON/OFF等；根据控制模块流程图编制整个顺序控制程序，包括空载起车、重载起车、正常停车、紧急停车及故障保护等，对设备油压、比例阀输出电流、电动机与胶带速度等信号的检测及计算；在执行过程中随时响应人机界面的访问，实时反映设备的运行状态。把已调试通过的程序写入EPROM或EEPROM，将程序固化，系统就可正常运行。

②触摸屏人机界面设计。操作显示画面利用SIEMENS公司提供的基于WindowsXP人机界面设计软件WINCCflexible进行画面编制，以图形、动画和汉字形式显示设备的启/停和油压变化、比例阀输出电流、电动机及胶带速度，并用不同颜色区分。发生故障时，自动跳转故障报警画面；故障排除后转入状态画面。按压显示翻页按钮，可以查看各个画面。为了体现人机对话的功能，在编制开机画面、状态画面和数据采样图表及故障报警记录等状态信息时，具有显示和修改工作程序等功能。

6  煤矿地面带式输送机PLC集中控制系统

位于济宁市高新区的山东能源临沂矿业（集团）公司田庄煤矿地面带式输送机集中控制系统以SLG500系列PLC为核心，山东科技大学和该矿利用以太网将输送带监控分站接入选煤厂监控ZX，实现PLC集中控制ZX对带式输送机电气控制系统的远程实时监控，对系统的重要部分实现比较完善的检测保护，能够及时地发现事故并且对事故进行处理。

该矿地面带式输送机PLC集中控制系统要求对输送带堆煤、沿线急停、超温、烟雾、低速、跑偏和高煤位等进行必要的自动保护，并且通过组态编程，可以根据程序设定和各个传感器信号之间的闭锁关系实现逆煤流开车和顺煤流停车的远程集中控制，同时对储煤仓的高低位进行控制，以免在现场造成重大事故。

⑴需要解决的关键问题

带式输送机运行过程中远程数据与监控ZX之间的实时通信问题，对服务器设置主从配置结构；带式输送机运行过程中与现场电气控制箱之间各种传感器的可靠数据传输；带式输送机系统远程控制与原有控制的冲突问题，设定就地、集中控制自动和集中控制手动总共3种控制方式；安全生产过程中的数据实时记录。

⑵集中控制系统

PLC集中控制系统对带式输送机的控制分为简单控制和保护控制2种形式。简单控制部分主要有给煤机、手选带式输送机、大块带式输送机、破碎带式输送机、破碎机、振动筛和回收块煤带式输送机筛选部分。这个部分实现带式输送机电动机的启动与停止。保护控制部分以201带式输送机、301带式输送机、大倾角带式输送机和栈桥带式输送机为运输的主要设备，集中控制系统对这个部分还具有跑偏、撕裂、急停、温度、堆煤、烟雾和速度的检测保护功能。PLC集中控制系统采用分布式控制结构，主要由地面控制ZX、振动筛监控分站和煤仓监控分站2个监控分站、传感器、驱动装置和通信网络组成。振动筛监控分站控制201给煤机、201带式输送机、振动筛、301带式输送机、大块带式输送机、手选带式输送机、回收带式输送机、破碎带式输送机、破碎机和回收筛等。煤仓监控分站控制精煤仓带式输送机、大倾角带式输送机和栈桥带式输送机。监控分站负责现场设备的数据采集，带式输送机启停控制及与控制ZX的数据通信。监控分站的核心采用SLC500系列PLC。每个控制分站包括电源柜、动力驱动柜和信号柜等，通过PLC以及相关的输入输出模块实现独立控制，具有手动和自动的功能。数据采集装置由各种传感器组成，负责监视输送带的运行参数。地面控制ZX设在选煤厂的监控ZX，由计算机监控软件对整个带式运输系统进行监视和集中控制。2个PLC监控分站通过光纤以太网接入选煤厂监控ZX。