CN205616153U - 集中联锁控制系统下的无人值守皮带智能化运输系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集中联锁控制系统下的无人值守皮带智能化运输系统，用以解决现有技术中存在人为操作流水线时工作人员与粉尘接触，误操作引起生产线故障的问题。包括：第一操作员站和第二操作员站分别与第一交换机连接，且第一操作员站和第二操作员站分别与第二交换机连接；第一交换机和第二交换机皆与第一PLC模块连接，第一PLC模块与第二PLC模块相连接；第一PLC模块与皮带运输机、参数检测模块和故障保护装置连接，参数检测模块与故障保护装置皆与皮带运输机相连接。该系统使用自动化控制，可以大量节约人力成本，为使用者带来巨大的经济效益，防止了人为误操作，减少了职工与煤尘粉尘的长时间接触，对环境保护也有巨大成效。

Description

集中联锁控制系统下的无人值守皮带智能化运输系统

技术领域

本实用新型涉及自动控制领域，尤其涉及一种集中联锁控制系统下的无人值守皮带智能化运输系统。

背景技术

在煤炭洗选行业生产中，利用皮带运输是煤炭生产过程中不可缺少的一部分。在洗选煤生产过程中，皮带运输的线路很长，过去由于条件有限，大多都采用继电器进行控制，出现故障也不好检查，若运输不畅，或其它工作都无法进行，整个煤炭洗选生产系统将处于瘫痪状态。人为操作流水线时，工作人员与煤尘粉尘会长时间接触，严重影响了工作人员的身体健康，并且人为操作还会造成误操作的问题，增加了生产线的故障，对环境污染也比较大。

发明内容

本实用新型实施例提供一种集中联锁控制系统下的无人值守皮带智能化运输系统，用以解决现有技术中存在人为操作流水线时工作人员与粉尘接触，误操作引起生产线故障的问题。

本实用新型实施例提供一种集中联锁控制系统下的无人值守皮带智能化运输系统，包括：第一操作员站、第二操作员站、第一交换机、第二交换机、第一可编程逻辑控制器PLC模块、第二PLC模块、皮带运输机、参数检测模块以及故障保护装置；第一操作员站和第二操作员站分别与第一交换机连接，且第一操作员站和第二操作员站分别与第二交换机连接；第一交换机和第二交换机皆与第一PLC模块连接，第一PLC模块与第二PLC模块相连接；第一PLC模块与皮带运输机、参数检测模块和故障保护装置连接，参数检测模块与故障保护装置皆与皮带运输机相连接。

较佳的，第一PLC模块包括中央处理器CPU、第一通信模块、第一以太网通讯模块以及第二以太网通讯模块；第二PLC模块包括第二通信模块；其中，第一交换机与第一以太网通讯模块相连接，第二交换机与第二以太网通讯模块相连接，第一通信模块和第二通信模块通过同轴电缆相连接。

较佳的，参数检测模块安装于皮带运输机，包括速度传感器、物料探测传感器、红外温度传感器、纵撕传感器以及烟雾检测传感器。

较佳的，故障保护装置包括回转式槽型调偏托辊或平行调偏托辊、手动拉线急停开关、打滑保护装置以及报警模块。

较佳的，皮带运输机包括传动装置。

较佳的，第二操作员站与打印机相连接。

本实用新型有益效果包括：该系统使用自动化控制，可以大量节约人力成本，为使用者带来巨大的经济效益，并且使得输送机、给煤机、振动筛实现了自动化集中控制，防止了人为误操作，保证了设备安全同时也保证了误操作设备带来的人身安全隐患。最大限度的减少了职工与煤尘粉尘的长时间接触，保护了工人的身体健康，彻底摆脱了多年来矽肺对工人的健康带来是痛苦。工业集控信息系统形成，带来的精确操作与最大限度的降尘处理，对环境保护也有巨大成效。

附图说明

图1为本实用新型实施例中的集中联锁控制系统下的无人值守皮带智能化运输系统的结构示意图。

具体实施方式

为了给出智能控制且能实时监控煤炭生产中的皮带运输过程的实现方案，本实用新型实施例提供了一种集中联锁控制系统下的无人值守皮带智能化运输系统，以下结合说明书附图对本实用新型的优选实施例进行说明。

采用可编程控制器PLC集中联锁控制下的无人值守皮带智能化运输系统可实现以下功能：第一是智能控制：具有拟人的智力，在环境条件变化时能自主地完成控制目标的自动控制系统。第二是顺序控制：按照规定的时间或逻辑的顺序，对某一工艺系统或主要辅机的多个终端控制元件进行一系列操作的控制系统。第三是监控：对装备及系统的工作状态不间断地实时监测，并根据反馈信息自动对系统中异常部位实施相应措施的闭合自动控制作用。

参阅图1所示，本实用新型实施例提供一种集中联锁控制系统下的无人值守皮带智能化运输系统，其特征在于，包括：第一操作员站、第二操作员站、第一交换机、第二交换机、第一可编程逻辑控制器PLC模块、第二PLC模块、皮带运输机、参数检测模块以及故障保护装置；第一操作员站和第二操作员站分别与第一交换机连接，且第一操作员站和第二操作员站分别与第二交换机连接；第一交换机和第二交换机皆与第一可编程逻辑控制器PLC模块连接，第一PLC模块与第二PLC模块相连接；第一PLC模块与皮带运输机、参数检测模块和故障保护装置连接，参数检测模块与故障保护装置皆与皮带运输机相连接。第二操作员站与打印机相连接。

较佳的，第一PLC模块包括中央处理器CPU、第一通信模块、第一以太网通讯模块以及第二以太网通讯模块；第二PLC模块包括第二通信模块；其中，第一交换机与第一以太网通讯模块相连接，第二交换机与第二以太网通讯模块相连接，第一通信模块和第二通信模块通过同轴电缆相连接。

参数检测模块安装于皮带运输机，包括速度传感器、物料探测传感器、红外温度传感器、纵撕传感器以及烟雾检测传感器。故障保护装置包括回转式槽型调偏托辊或平行调偏托辊、手动拉线急停开关、打滑保护装置以及报警模块。皮带运输机包括传动装置。

本系统配置2台上位机，都可作为操作员站，其中一台兼作工程师站，即第一操作员站和第二操作员站，且两台工控机可互为备用。上位机使用屏蔽双绞线同以太网交换机相连，通过以太控制系统网络拓扑网模块同PLC主机CPU进行通讯。本系统的上位监控软件选用iFix5.0作为开发平台。

该软件的数据库管理器和通过VB开发的报表功能，可以很方便地为运行用户将过程数据生成用户档案并生成报表。利用ODBC功能，把所有设备的报警和运行人员的操作都记录下来，通过声音报警通知操作人员现场的故障情况，以便操作人员能够立即进行处理，为日后事故原因的分析保留依据。所有的数据显示和操作都可以在上位机即操作员站上完成，并且还有报警、历史趋势和报表功能，给操作人员提供了最完备的使用环境。

本系统中的第一PLC模块使用了一台型号是1756-L61的CPU。包括两个以太网通讯模块，构成冗余网络。由CPU通过判断采集的输入信号，经过预先编制好的程序进行运算处理后，再通过输出模块发出命令，来达到控制的目的。

皮带运输机集中控制系统主要控制皮带输送机、各种参数检测和故障保护装置、将各种信息在触摸屏上集中显示。下面对本集中控制系统中的输入及输出部件进行简单的介绍。

带式运输机是以皮带作为牵引机构和承载机构的连续运输机械、又称为皮带运输机，它在矿山的物料运输，特别是煤的运输方面得到了广泛运用。带式运输机主要由以下几种部件组成：传动装置、皮带、机架、滚筒、托辊、拉紧装置、清扫器、装料和卸料装置等。传动装置一般由驱动装置和传动滚筒组成。

对运输机跑偏的解决办法主要有两种：(1)通过人工调整滚筒或托辊进行调偏；(2)使用回转式槽型调偏托辊或平行调偏托辊进行自动调偏。为实现无人值守，多数都使用能自动调偏的托辊。

为实时监测运输皮带是否跑偏，一般在机头、机中和机尾皮带最容易跑偏的地方分别安装一对防跑偏保护装置。本设计中采用KG1007A-2型胶带二级防跑偏开关，其跑偏信号通过接入临近拉线急停开关传输。在皮带正常工作时，跑偏开关的探杆在竖直位置。当皮带跑偏时，皮带碰到跑偏开关的探杆，并带动探杆轴转动，此时与探杆固定在一轴上的凸轮也同时转动，拨动跑偏开关的微动开关发出跑偏信号。跑偏信号发出传送给PLC，一级跑偏时发出声光报警；二级跑偏时PLC发出急停指令，通过报警模块报警，同时触摸屏故障位置指示灯亮并启动急停报警。

速度检测，检测胶带打滑、超速和断带故障，均需要知道胶带的运行速度，因此给每条皮带设置一个速度传感器来检测胶带的速度。本设计中，选用KJ5007A型速度传感器。其工作原理是：带式输送机运行时，速度检测传感器由紧贴胶带的滚轮带动转盘在光电传感器凹槽内转动，光电传感器光路通断受齿槽控制，输出相应的方波频率信号，频率信号经整形放大后，再经频率/电压、电压/电流变换后输出4～20mA的电流信号。

驱动滚筒打滑的原因是滚筒的摩擦牵引力降低、超载或带子被卡住。摩擦牵引力降低的原因是输送带或滚筒沾泥水、输送带张力下降。采用自动调整的拉紧装置是防止驱动滚筒打滑的有效方法。滚筒持续打滑得不到纠正，则会招致输送带着火，引起重大火灾事故。采用阻燃输送带，驱动滚筒持续打滑也会冒烟污染空气。因此设置打滑保护装置，自动监视调整或停止。

当胶带负载忽然变轻或是胶带忽然断带时，胶带运行速度会马上升高。胶带一般正常运行速度是2m/s，如果速度太高，会对胶带旁边的矿工造成危险；同时若胶带旁边有锋锐的物体，可能会挂破胶带，造成重大事故。在此设计中没有采用专门的超速传感器，通过胶带速度与设定值的比较，判定胶带是否超速运行。当胶带速度达到标准带速的105％时，发出声光报警并命令皮带紧急停车，这里标准带速为2m/s。

通过检测胶带线速度与滚筒额定线速度差确定是否断带，当差值大于设定值时，发出断带信号，命令皮带紧急停车，同时停给煤机，并发出声光报警。

当煤仓内有大煤块塞住煤仓漏口时，会使煤流阻在煤仓内，无法向胶带投放。由于煤仓特别大，如果没有人及时发现煤仓堆煤，煤在煤仓内会越堆越多，最后会迫使使用大量人力物力来挖除煤仓内阻塞的大量煤，同时将运输系统全部停下。这样不仅浪费时间降低工作效率，同时也费用大量人力物力，提高煤的生产成本。因此使用物料探测传感器，及时报警危险煤位，处理煤仓内阻塞的煤。堆煤传感器一般安装在机头下方适当的位置，且不易碰坏或被水和煤尘污染的地方。应保证正常煤流时不误动作，机器振动不误动作，不因滴水或煤尘集聚而误动作，大块煤矸石碰撞后不能使其损坏。

由于打滑摩擦等原因，胶带机滚筒升高到一定温度时，会使胶带燃着，因此我们在滚筒处设置烟雾传感器，当烟雾浓度大于一定值时，发出报警信号。当检测到烟雾浓度超过设定值时，发出洒水指令，启动洒水装置对主滚筒进行降温灭火，并进行声光报警。烟雾传感器应悬挂在输送机头风流方向后2-3米处，以保证主滚筒因摩擦产生烟雾时立即起作用。若风速超过5m/s时应安装防风罩，根据实际情况而定。为保证烟雾传感器正常工作，必须对其定期打扫和清洗。

在皮带输送机运行过程中，总有一些无法监测到而又非常恶劣的事情发生，当遇到这种紧急情况时，可以采用手动的拉线急停开关，使输送带紧急停车，避免发生重大事故。

红外温度传感器，由于滚筒和胶带的摩擦作用，当滚筒温度过高时，会使胶带燃着。因此，我们要及时监测滚筒温度，当温度达到一定值时报警。选用非接触式红外热敏元件作为测温元件，将检测到的红外温度与设定值比较，当温度大于设定值时，则发出报警指令，同时启动洒水阀洒水降温。

纵撕检测，钢线芯带式输送机以其强度高、运量大和运距长等优点，受到各企业的青睐，也得到越来越广泛的应用。它之所以强度高是因为其内部纵向布置了许多钢丝绳，但是在其宽度上，抗拉强度是很低的。因此正因为这一特点，使其容易发生纵向撕裂事故，而且一旦事故发生，就会造成非常重大的经济损失，即使能修补，也浪费很长的时间，给生产造成损失。

纵向撕裂，其原因是多方面的，要根据具体情况而定，一般要选用漏料检测器、带宽检测器、超声波检测器和振动检测器几种同时使用，以防范重大事故的发生。本设计中，选择DJSBA-1型纵撕传感器。

综上所述，本实用新型实施例提供的方案，采用全分布式控制结构，由地面控制站和综合控制台组成。综合控制中心位于地面中央控制室。控制主站和控制分站之间采用开放的网络总线结构CC-LINK，控制主站和和操作台的监控上位机之间通过CC—UNK总线联接。控制分站负责现场设备的数据采集和控制，通过监控，可对整个系统的设备进行监视和集中控制。本系统具有防潮、抗干扰能力强，现场易编程、易扩展，基本免维护，并能够实现软件控制化，自动检测系统故障等功能。系统采用多台PLC组成数据传输网络，达到不同的规模控制，完成一个系统多条皮带全过程的监控、监测、连同地面指挥管理中心站，构成一个完善的监控系统。该系统使用自动化控制，可以大量节约人力成本，为使用者带来巨大的经济效益，并且使得输送机、给煤机、振动筛实现了自动化集中控制，防止了人为误操作，保证了设备安全同时也保证了误操作设备带来的人身安全隐患。最大限度的减少了职工与煤尘粉尘的长时间接触，保护了工人的身体健康，彻底摆脱了多年来矽肺对工人的健康带来是痛苦。工业集控信息系统形成，带来的精确操作与最大限度的降尘处理，对环境保护也有巨大成效。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种集中联锁控制系统下的无人值守皮带智能化运输系统，其特征在于，包括：第一操作员站、第二操作员站、第一交换机、第二交换机、第一可编程逻辑控制器PLC模块、第二PLC模块、皮带运输机、参数检测模块以及故障保护装置；第一操作员站和第二操作员站分别与第一交换机连接，且第一操作员站和第二操作员站分别与第二交换机连接；第一交换机和第二交换机皆与第一PLC模块连接，第一PLC模块与第二PLC模块相连接；第一PLC模块与皮带运输机、参数检测模块和故障保护装置连接，参数检测模块与故障保护装置皆与皮带运输机相连接。

2.如权利要求1所述的集中联锁控制系统下的无人值守皮带智能化运输系统，其特征在于，第一PLC模块包括中央处理器CPU、第一通信模块、第一以太网通讯模块以及第二以太网通讯模块；第二PLC模块包括第二通信模块；其中，第一交换机与第一以太网通讯模块相连接，第二交换机与第二以太网通讯模块相连接，第一通信模块和第二通信模块通过同轴电缆相连接。

3.如权利要求1所述的集中联锁控制系统下的无人值守皮带智能化运输系统，其特征在于，参数检测模块安装于皮带运输机，包括速度传感器、物料探测传感器、红外温度传感器、纵撕传感器以及烟雾检测传感器。

4.如权利要求1所述的集中联锁控制系统下的无人值守皮带智能化运输系统，其特征在于，故障保护装置包括回转式槽型调偏托辊或平行调偏托辊、手动拉线急停开关、打滑保护装置以及报警模块。

5.如权利要求1所述的集中联锁控制系统下的无人值守皮带智能化运输系统，其特征在于，皮带运输机包括传动装置。

6.如权利要求1所述的集中联锁控制系统下的无人值守皮带智能化运输系统，其特征在于，第二操作员站与打印机相连接。