論文摘要：物流傳感器用于控制前一臺(tái)皮帶機(jī)的開(kāi)啟，有煤則啟車，無(wú)煤則停車。不發(fā)車時(shí)的信號(hào)主要表現(xiàn)為干簧不吸合，這是由于設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)無(wú)外物時(shí)，干簧管和磁鋼不連接。而一旦有煤，傳感裝置就會(huì)啟動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)干簧管和磁鋼的位置，使得干簧吸合，從而發(fā)出客車信號(hào);煤位傳感器。低位堆煤和高位堆煤的控制是通過(guò)煤位控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。

　　1系統(tǒng)硬件組成及工作原理

　　1.1硬件組成礦用本質(zhì)安全型PLC作為此系統(tǒng)的核心，使用光纖為介質(zhì)的太網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)，能對(duì)皮帶機(jī)做到全面有效的控制。現(xiàn)場(chǎng)的主要控制設(shè)備主要有：檢測(cè)傳感器(煤位傳感器、物流傳感器、溫度傳感器、速度傳感器、跑偏傳感器、煙霧傳感器、撕裂傳感器)、礦用隔爆兼本質(zhì)安全型PLC(通訊模塊含、語(yǔ)音模塊)、本安型操作臺(tái)、KPZ型礦用轉(zhuǎn)載點(diǎn)自動(dòng)噴霧裝置、嵌入式觸摸計(jì)算機(jī)(WindonsCE操作系統(tǒng))、隔爆兼本安型就地操作控制箱、井上監(jiān)控中心和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的上位機(jī)監(jiān)控軟件等組成。

　　1.2系統(tǒng)硬件的工作原理

　　1.2.1礦用本質(zhì)安全型PLCPLC模塊具有礦用本質(zhì)安全特性。IB系列PLC采用模塊化設(shè)計(jì)，擴(kuò)展方便，功能強(qiáng)大;其DI/DO點(diǎn)數(shù)可擴(kuò)展至80點(diǎn);具有脈沖頻率測(cè)量、脈沖周期測(cè)量、脈沖寬度測(cè)量功能;PWM高速輸出、頻率型模擬量采集、語(yǔ)音信息報(bào)警、輸入斷線判斷等多種模塊等功能;通訊為標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS-RTU或MODBUSTCP通訊協(xié)議，物理接口為RS-232、RS-485、CAN或以太網(wǎng)，通訊距離遠(yuǎn)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)多、抗干擾能力強(qiáng)。還可根據(jù)用戶需求定制特定的功能模塊或嵌入式PLC開(kāi)發(fā)定制專用控制器。IB系列PLC已成功應(yīng)用于煤礦、冶金、化工、食品、印刷、軍工等行業(yè)，可適用于各種場(chǎng)合的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及自動(dòng)化控制系統(tǒng)，特別在地面嚴(yán)酷環(huán)境、振動(dòng)比較大的場(chǎng)合、控制箱空間小或煤礦井下有瓦斯和煤塵爆炸危險(xiǎn)環(huán)境中使用具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

　　1.2.2傳感器a)物流傳感器。物流傳感器用于控制前一臺(tái)皮帶機(jī)的開(kāi)啟，有煤則啟車，無(wú)煤則停車。不發(fā)車時(shí)的信號(hào)主要表現(xiàn)為干簧不吸合，這是由于設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)無(wú)外物時(shí)，干簧管和磁鋼不連接。而一旦有煤，傳感裝置就會(huì)啟動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)干簧管和磁鋼的位置，使得干簧吸合，從而發(fā)出客車信號(hào);b)煤位傳感器。低位堆煤和高位堆煤的控制是通過(guò)煤位控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。常見(jiàn)的煤位控制傳感器有電極式和位移式兩種。電極式通過(guò)已接+12V的大地得到高電位，而位移式則是直接通過(guò)開(kāi)關(guān)使低位堆煤控制和高位堆煤控制端與+12V接通;c)速度傳感器。當(dāng)帶式輸送機(jī)發(fā)生事故時(shí)，尤其是常見(jiàn)的膠帶打滑或傳動(dòng)部分發(fā)生故障時(shí)，安裝在輸送機(jī)上的速度傳感器就會(huì)發(fā)生作用。速度傳感器主要是依靠發(fā)送的信號(hào)使得控制裝置發(fā)生延時(shí)，保護(hù)電路，并及時(shí)切斷電機(jī)供電;d)溫度傳感器。在滾筒溫度不超限時(shí)，溫度傳感器輸出接點(diǎn)開(kāi)路，連接到控制裝置后，輸送機(jī)能正常工作。當(dāng)滾筒溫度超限后，滾筒旁的溫度傳感器將會(huì)起作用，此時(shí)傳感器的輸出點(diǎn)閉合，控制裝置溫度保護(hù)電路動(dòng)作，使執(zhí)行部分切斷電動(dòng)機(jī)供電，起到溫度保護(hù)作用;e)煙霧傳感器。升壓電路、煙霧探頭電路、聲音報(bào)警電路和輸出電路是煙霧傳感器的主要組成部分。當(dāng)巷道因?yàn)楦鞣N原因產(chǎn)生煙霧時(shí)，位于巷道中間的傳感器受到煙霧影響，會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)并切斷電源;f)撕裂傳感器。當(dāng)皮帶運(yùn)輸機(jī)的膠帶發(fā)生橫向撕裂時(shí)，下垂的膠帶帶動(dòng)撕裂傳感器橫桿，橫桿帶動(dòng)豎桿倒下，從而使前后傳輸線脫離，并與零線相接使控制箱在電氣上起到急停閉鎖作用，立即停車。該傳感器是不能自動(dòng)復(fù)位的。只有人為使傳感豎桿重新立起來(lái)才能恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)。雖然上膠帶和下膠帶運(yùn)行方向相反，但傳感器正好是以支點(diǎn)為中心兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，與上下膠帶一致，故上下膠帶的原理是相同的;g)跑偏傳感器。膠帶發(fā)生一定的傾斜時(shí)，內(nèi)部開(kāi)關(guān)會(huì)發(fā)生作用，使音頻震蕩電路工作，產(chǎn)生1000Hz音頻聲，因而系統(tǒng)中的所有揚(yáng)聲器發(fā)出聲音，表示有膠帶跑偏。當(dāng)傾斜角度>60°時(shí)，內(nèi)部急停開(kāi)關(guān)閉合，其作用同中途停車開(kāi)關(guān)作用。

　　1.2.3KPZ型礦用轉(zhuǎn)載點(diǎn)自動(dòng)噴霧裝置膠帶輸送機(jī)在運(yùn)輸物料轉(zhuǎn)載時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量粉塵，不但危及煤礦安全生產(chǎn)，還會(huì)影響作業(yè)人員的身體健康。KPZ型輸送機(jī)轉(zhuǎn)載點(diǎn)自動(dòng)噴霧降塵裝置是防塵滅塵的理想設(shè)施。a)工作原理簡(jiǎn)介。該裝置由主機(jī)、電動(dòng)球閥、運(yùn)輸機(jī)工作狀態(tài)傳感器組成。其原理為：主機(jī)在接受到物料的移動(dòng)信號(hào)后，其電動(dòng)球閥打開(kāi)，進(jìn)而產(chǎn)生水幕，從而實(shí)現(xiàn)礦井的防塵;b)性能特點(diǎn)。(a)該裝置為多功能控制。1臺(tái)主機(jī)可同時(shí)配備多個(gè)傳感器，實(shí)現(xiàn)防塵滅塵、噴霧降溫、噴霧滅火等功能;(b)根據(jù)安裝地點(diǎn)和功能不同，可選擇一種或幾種傳感器使用，控制方式靈活;(c)配上煙霧、溫度、觸控、粉塵傳感器，可實(shí)現(xiàn)防塵、滅火及火情動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè);(d)可接入監(jiān)測(cè)系統(tǒng)或運(yùn)輸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)接口，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)、報(bào)警與控制;(e)具有節(jié)水功能。運(yùn)輸機(jī)上有物料移動(dòng)時(shí)5s～7s防塵水幕自動(dòng)打開(kāi)，停機(jī)2s后，水幕自動(dòng)關(guān)閉;(f)該裝置主機(jī)設(shè)有工作狀態(tài)顯示窗，可顯示電源、物料、防塵、防火等信息;

　　1.2.4MCGS觸摸屏MCGS觸摸屏采用了高檔的軟件系統(tǒng)平臺(tái)(WinCE操作系統(tǒng)和MCGS的嵌入版組態(tài)軟件)，具有強(qiáng)大的界面組態(tài)功能及強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)界面制作及數(shù)據(jù)保存、查詢、制作趨勢(shì)曲線和報(bào)表。

　　1.2.5本安型操作臺(tái)PLC總站、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)及嵌入式觸摸屏是本安型操作臺(tái)的主要設(shè)備，具備兩條皮帶的起停控制、狀態(tài)顯示、急停閉鎖和與皮帶沿線設(shè)備語(yǔ)音通話功能，從而使設(shè)備有了很好的操作性，并能結(jié)合其它設(shè)備使用。

　　1.2.6隔爆兼本安型就地操作控制箱本操作控制箱內(nèi)裝有防爆本安型PLC，可實(shí)現(xiàn)檢修、集控及各種保護(hù)，在運(yùn)行時(shí)指示燈顯示不同狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)不同功能。a)檢修：為防止錯(cuò)誤操作帶來(lái)惡性后果，打破了皮帶連鎖關(guān)系，同時(shí)起停控制線路就地?cái)嗟簦瑱z修時(shí)不會(huì)產(chǎn)生任何誤動(dòng)作;b)集控：開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到集控位置，主操作臺(tái)進(jìn)行控制，反之閉鎖;c)指示燈：煤位傳感器、顯示物流傳感器、溫度傳感器、跑偏傳感器、速度傳感器、撕裂傳感器、煙霧傳感器保護(hù)狀態(tài)，正常狀態(tài)綠燈亮，報(bào)警時(shí)紅燈亮;d)就地：就地主要有手動(dòng)和自動(dòng)兩種模式。當(dāng)開(kāi)關(guān)位于就地位置時(shí)，手動(dòng)狀態(tài)下按下停止按鈕機(jī)器停止，自動(dòng)位置時(shí)皮帶若有煤，則延時(shí)3s自動(dòng)啟動(dòng)皮帶機(jī)，無(wú)煤時(shí)自動(dòng)停止皮帶機(jī)。

　　2結(jié)語(yǔ)

　　系統(tǒng)有很強(qiáng)的組網(wǎng)和擴(kuò)展能力，可進(jìn)行以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)、485總線(CAN、PPI、MODBUS、MPI、PROFI-BUS)組網(wǎng)擴(kuò)建。因此系統(tǒng)具有很強(qiáng)的可接入性，這樣既節(jié)省人力又節(jié)省物力，真正實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的高效合理配置。且每個(gè)環(huán)節(jié)故障都可在井上上位機(jī)和井下嵌入式計(jì)算機(jī)上顯示報(bào)警，并指出故障位置，維護(hù)更方便、簡(jiǎn)單，是值得煤礦推廣應(yīng)用的自動(dòng)化控制方案。