煤矿井下皮带机集控中心的开发研制.pdf

2 0 1 3 年第 2 1 期 S C I E N C E T E C H N O L O G Y I N F O R M A T I O N O矿业论坛。 科技信息 煤矿井下皮带机集控中心的开发研制 随爱侠 刘孟芸2 1 ． 山东兖矿集团有限公司机电设备制造厂， 山东济宁 2 7 3 5 0 0 ； 2 ． 山东兖州东风机电有限公司， 山东 济宁2 7 3 5 0 0 【 摘要】 井下煤炭运输采用皮带机集控中心， 可以实现工作面皮带机的集中控制， 能够可靠地实现带式输送机的起动预警、 起动、 停车、 紧 急停车、 故障保护和对给煤机的开停控制 ， 还 可以实现 皮带机电机的过栽 、 短路 、 漏电和过压 、 欠压等保护功能 ， 替代 了传统的皮 电机 电控 系统 和 电磁起动器 ， 具有极大的 实用价值和市场潜力。 【 关键词】 集控中心； P L C ； 智能操控 ． 0 引言 现有的真空电磁起动器．主要是用作煤矿井下电动机的保护． 皮 带机电控系统主要用于胶带输送机的启停和故障保护 目 前煤矿对胶 带运输控制主要通过多台真空电磁起动器来保护多台电机． 使用皮带 机电控系统控制电动机起停和皮带故障保护．这种控制模式操作复 杂． 接线繁琐 ， 安装不便。研究一款集成度高、 模块化强的集控中心迫 在眉睫。煤矿井下皮带机集控中心则把两种产品的功能合二为一． 一 套集控中心即可以实现电动机的各种保护． 还可以实现皮带机的控制 和各种保护功能。 集控中心， 集成度高， 模块化控制， 操作简单， 维修方 便． 接线简单， 可大大减少电气设备电缆的使用量 ． 为用户提供极大的 的方便． 符合现代化煤矿高产高效机械化控制的要求． 对创造 良好的 社会效益具有非常重要的意义 1 研究中解决的关键问题 1 ． 1 主 回路设计 主 回路 的设 计包括两部分 ． 一路 为主 电动机 的控制 ． 可 以设置 双 电源进线． 另一路控制闸电机的启停。每个隔离开关均实现电气及机 械联锁以保证隔离开关在无负荷状态下分断及开门状态下无法操作 1 ．2 系统的软件设计 系统初始化以后， 等待采样满一个周期， 如果已采好． 就求出当前 的电流值和不平衡度 ． 接着进行故障判别． 把当前的值与设定的参数 值进行比较． 如果超出故障值进行故障处理。如果无故障就显示出当 前的电流值、 不平衡度、 电动机的运行时间。系统由自动控制页面， 手 动控制页面。 主电机参数设置页面， 主电机试验页面， 故障状态查询和 屏蔽页面等等， 操作简单 ． 使用方便。 1 ． 3 配件的模块化设计 驱动器设计为独立的单元． 将接触器、 阻容吸收、 电流互感器、 动 触头等器件均集成在一个箱体内． 且将其设计为互换性强的插接式安 装方式 根据实际场合需要可以选配多个驱动器控制多台电动机。 驱 动器的保护卡均相同且设计为插拔安装方式。 在整个 的设计 中主要 突出元 器件 的模 块 化及主 图 1 原理总图 由原理总图可以看出综合控制中心主要包括隔离换向开关 Q s 、 接触器 K M、 电流电互感器、 中间继电器等。可以控制主电机和闸电 机， 如果主电机多可以扩展多个回路。研制过程中主要从以下几方面 工作 1 主要器件选型 隔离换向开关用于无负荷状态下切断电源．因为需要频繁操作． 所以选择机械寿命相对高的真空隔离换向开关 控制系统采用 L S系列 P L C 作为主控制器．该型号 P L C集成度 高， 结构紧凑， 性能稳定可靠。选用屏幕采用彩色液晶屏作为人机界 面， 配合本安金属键盘对各参数进行设定。 各保护单元将采用 1 6 位单 片机作为主芯片， 电流、 电压信号通过高精度小 c T 、 小 传感元件变 换， 使测控单元具有通用性 信号的采集与处理采用 目 前流行的全数 字化技术， 以提高技术性能， 保证高可靠性、 高智能性、 商胜价比。 2 主回路接线设计 作者简介 刘孟芸， 研究生， 山东充州东风机电有限公司。 标设计 。 3 结语 要配件 的可互换性 ． 方便 用户使用及维护 1 ． 4 软件抗干扰设计 由于煤矿井下环境过于恶劣． 为提高系统的可靠 性 ． 除采用 有效 的硬 件抗干扰 措施 外 。 在程序 编写 中 采用一些软件抗干扰措施 1 对数字量输人点选择输入滤波器． 延迟 l O m s 读 取输入信号值． 有助于滤除输入噪声 2 在容易产生干扰的时间段内， 如分、 合闸期间。 用软件封锁 C P U对输入信号的检测 ．以免发生误动 作． 在干扰期过去后， 再取消封锁 3 使用模拟滤波器对模拟信号进行采样处理． 通 过多次采样取平均值的方法来降低瞬间干扰信号的 影响 4 合理屏蔽控制线和测量信号线。 尽量与主回路 垂直布线并且远离主回路 5 增加系统在开机前后的自检功能。 2 保护功能 控 制中心具有 强大的保护功能 ． 即具 备组合开 关 的过载、 短路、 漏电、 过压、 欠压等保护功能， 还具备沿 线急停、 跑偏、 烟雾、 打滑、 撕裂、 堆煤等皮带机电控的 保护． 所有保护严格依据国家标准和行业标准技术指 控制中心集组合开关及皮带机电控的功能于一体． 适合时代发展 潮流． 同时降低了成本． 使用和维护方面． 元器件模块化， 配件采用方 便的插接技术． 各驱动器具有互换性。 能很好的满足井下快速处理故 障和维护的要求 电动机工作参数由本安键盘设定， 而无须专业人员 去修改程序中的参数、 具有实用性。 适用于恶劣工业环境的 P L C的使 用及各种硬、 软件抗干扰措施利用， 使系统具有可靠性。 大型液晶触摸 显示屏的使用， 使系统具有直观性。 l ， [ 责任编辑 王静]