担炭沟煤矿胶带输送机监控系统设计.doc

山西煤炭职业技术学院毕业设计班级：电气331001学号：4333100146毕业设计说明书题目：担炭沟煤矿胶带输送机监控系统设计姓 名： 李慧强指导教师：郝世宇系 部机电工程系 山西煤炭职业技术学院2013年 6月 2 日毕业设计任务书设计题目：担炭沟煤矿胶带输送机监控系统设计设计时间：2013-5-8至2013-6-2设计地点： 山西煤炭职业技术学院1、设计内容 1)介绍了胶带运输系统的现状、特点和发展 2)介绍了带式输送机的结构以及控制原理，分析了胶带起动过程 3)对胶带机就地控制系统和保护进行了介绍，根据控制和保护功能正确选择传感器 4)然后对胶带运输控制系统进行硬件设计，介绍了PLC的基本原理与特点， 5) 根据其输入、输出点数和存储容量选择了合适的CPU以及数字量和模拟量扩展模块，对其进行软件设计并画出功能流程图2、设计要求1.正确选择传感器2.掌握西门子PLC S7-300的工作原理3.熟悉煤矿皮带的工作流程4熟悉CST软启动原理3、提交资料山西煤炭职业技术学院毕业设计评阅书设计题目： 担炭沟煤矿胶带输送机监控系统设计评阅意见：指导教师： 系 主 任：时 间： 年 月 日山西煤炭职业技术学院毕业答辩评定书设计题目： 煤矿胶带输送机监控系统设计评定意见：评定成绩：山西煤炭职业技术学院毕业答辩委员会 主 任 委 员年 月 日 目 录 摘 要................................................................................................................................................1第一章 概 述 21.1国内外煤矿带式输送机研究状况 21.1.1 国外煤矿带式输送机的研究现状 21.1.2 国内煤矿带式输送机技术的现状 21.2 煤矿带式输送机的发展方向 31.3 选题背景 3第二章 煤矿胶带输送机选型 52.1煤矿胶带输送机的结构 52.2煤矿胶带输送机的选型 6第三章 煤矿胶带控制系统 103.1胶带控制系统综述 103.2胶带自动控制的基本要求 113.3 胶带控制系统控制功能 123.4软启动 14第四章 煤矿胶带机的保护 164.1跑偏、划伤及纵向撕裂的保护 164.2温度传感器 184.3堆煤传感器 194.4速度传感器 204.5烟雾传感器 20第五章 胶带PLC控制系统设计 215.1PLC硬件系统的设计 215.1.1控制系统I/O点数的确定 225.1.2PLC的硬件配置 235.2PLC的胶带控制系统的软件设计 295.2.1控制系统程序及工作方式 295.2.2 控制方式选择 305.2.3各种常见故障的诊断 325.3触摸屏的软件实现 365.3.1触摸屏简介 365.3.2触摸屏系统的设计 36第六章 PLC的胶带控制系统的抗干扰措施 396.1干扰和干扰源 396.2系统抗干扰措施 39致 谢…………………………………………………………………………………………......42参考文献…………………………………………………...........................................................43摘 要煤矿的胶带运输系统对保证矿井正常生产起着非常重要的作用，大中型煤矿的井下煤炭运输大都采用以胶带输送机的运输方式，以往的输送机控制大多采用就地控制，并且控制装置一般由继电器等组成，当输送机的数量增加时，会造成设备复杂、操作及维护困难的局面，并且在胶带输送机的连续运行中，经常会出现打滑、断带、超温、堆煤等现象。

因此，对胶带的自动保护和控制就具有重要的意义本设计首先介绍了胶带运输系统的现状、特点和发展，并介绍了带式输送机的结构以及控制原理，分析了胶带起动过程；其次对皮带机就地控制系统和保护进行了介绍，根据控制和保护功能正确选择传感器；然后对皮带运输控制系统进行硬件设计，介绍了PLC的基本原理与特点，根据其输入、输出点数和存储容量选择了合适的CPU以及数字量和模拟量扩展模块，对其进行软件设计并画出功能流程图关键字：输送机；S7-300 PLC控制；传感器；第一章 绪论1.1课题背景概述 矿井提升机是沿内筒井提升设备，煤，煤矸和减少设备和材料，其重要性在于它是唯一的地下和地面的接触，这是主要的运输方式，有着矿井的咽喉的美称假若矿井提升机运输系统在矿井生产操作中出了问题，那么一定会造成恶劣的后果少严重点，煤炭的生产量会降低；严重的话，员工生命受到侵害因此，在生产的矿井提升机安全可靠运行是非常重要的，起重机械性能的好坏，是矿山生产效率直接相关，如果提升机出现故障，将造成无法预算的经济损失提升机运行的可靠性不仅会直接影响的影响整个矿产提升设备在矿山生产的整个过程中占有不可替代的地位与作用定量装载装置的好坏体现在安全性能，即不发生突发事故。

1.1国内外煤矿带式输送机研究状况1.1.1 国外煤矿带式输送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1.1.2 国内煤矿带式输送机技术的现状 我国生产制造的带式输送机的品种、类型较多在“八五”期间，通过国家一条龙“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1.2 煤矿带式输送机的发展方向1、设备大型化、提高运输能力     为了适应高产高效集约化生产的需要，带式输送机的输送能力要加大。

长距离、高带速、大运量、大功率是今后发展的必然趋势，也是高产高效矿井运输技术的发展方向2、提高元部件性能和可靠性    设备开机率的高与低主要取决于元部件的性能和可靠性除了进一步完善和提高现有元部件的性能和可靠性，还要不断地开发研究新的技术和元部件，如高性能可控软起动技术、动态分析与监控技术、高效贮带装置、快速自移机尾、高速托辊等，使带式输送机的性能得到进一步的提高3、扩大功能，一机多用化    拓展运人、运料或双向运输等功能，做到一机多用，使其发挥最大的经济效益开发特殊型带式输送机，如弯曲带式输送机、大倾角或垂直提升输送机等1.3 选题背景山西楼俊集团担炭沟煤业有限公司简介 该井田位于山西省吕梁市离市区西北约12km处的袁家岭村，根据山西省国土资源厅2009年11月3日为该矿换发的C1400002009111120041626号《采矿许可证》，矿井井田由7个拐点坐标圈定，面积为56138km2批准开采4#和10#煤层，设计可采储量为12.63Mt，生产规模为0.90Mt/年，服务年限10年矿井现回采工作面为4202工作面，工作面平均长140m，运输顺槽400m，回风顺槽400m，该矿井现采煤方法为高档普采采煤机型号为MG132/320-WD,刮板机型号为SGZ-630/220，皮带机型号为DTL-800,.采用DW-2000型单体液压支柱配3m长的型梁支护顶板工作面，两端头采用“四对八梁”支护。

两侧槽烧钱20m范围内采用3m长的型钢梁配单体液压支柱支护一粱四柱该工作面的原煤运输全部由一采区主运输大巷固定带式输送机担负，该输送机运距3005米，运量300吨/小时，是属于典型的煤矿井下运距、大运量带式输送机矿用主井提升机定量装载装置运输系统的设计参数说明如下：主要技术参数：输送能力 Q=300t/h输送长度 L=30m输送带宽度 B=1m物料特性：输送物料:原煤 物料密度:ρ=1000kg/m3 第二章 煤矿胶带输送机选型2.1煤矿胶带输送机的结构带式输送机又称胶带运输机，其主要部件是输送带，亦称为胶带，输送带兼作牵引机构和承载机构带式输送机组成及工作原理如图1-1所示，它主要包括以下下几个部分：输送带(通常称为胶带)、托辊及中间架、滚筒拉紧装置、制动装置、清扫装置和卸料装置等图1-1 带式输送机简图1-张紧装置 2-装料装置 3-犁形卸料器 4-槽形托辊 5-输送带 6-机架 7-动滚筒 8-卸料器 9-清扫装置 10-平行托辊 11-空段清扫器 12-清扫器输送带1绕经传动滚筒2和机尾换向滚筒3形成一个无极的环形带。

输送带的上、下两部分都支承在托辊上拉紧装置5给输送带以正常运转所需要的拉紧力工作时，传动滚筒通过它和输送带之间的摩擦力带动输送带运行物料从装载点装到输送带上，形成连续运动的物流，在卸载点卸载一般物料是装载到上带(承载段)的上面，在机头滚筒(在此，即是传动滚筒)卸载，利用专门的卸载装置也可在中间卸载1) 输送带常用的有橡胶带和塑料带两种 橡胶带适用于工作环境温度-15～40°C之间物料温度不超过50°C对于大倾角输送可用花纹橡胶带塑料带具有耐油、酸、碱等优点，但对于气候的适应性差，易打滑和老化2) 托辊分单滚筒、双滚筒和多滚筒等有槽形托辊、平形托辊、调心托辊、缓冲托辊槽形托辊用以输送散粒物料；调心托辊用以调整带的横向位置，避免跑偏；缓冲托辊装在受料处，以减小物料对带的冲击3) 滚筒分驱动滚筒和改向滚筒驱动滚筒是传递动力的主要部件分单滚筒、双滚筒和多滚筒等4) 张紧装置其作用是使输送带达到必要的张力，以免在驱动滚筒上打滑为此，大巷煤炭运输方式选用带式输送机胶带大巷：半圆拱形断面，料石砌碹支护巷道内铺设带式输送机巷道净宽3.4m，净断面9.30m2巷道布置层位为沿15号煤底板，坡度4.1°）2.2煤矿胶带输送机的选型（一） 胶带大巷带式输送机技术参数：1.物料特性：1）最大块度：300mm 2）松散密度：1000kg/m3 3）在输送带上堆积角：θ=200 4）物料温度：<5002.输送系统及相关尺寸:1)运输距离:30m。