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| 皮帶秤自動(dòng)化控制設(shè)計(jì) | 2022-08-09 |
| 皮帶秤是在運(yùn)輸皮帶上物料重量通過(guò)秤架線性地作用在稱重模塊上，使傳感器中的應(yīng)變體產(chǎn)生微應(yīng)變，進(jìn)而便貼在應(yīng)變體上的電橋各臂的電阻應(yīng)變片的阻值發(fā)生變化，在供橋電壓的激勵(lì)下，就會(huì)有不平衡電位輸出，同時(shí)測(cè)速傳感器測(cè)得皮帶運(yùn)行的速度，這兩個(gè)信號(hào)送入微電腦積算器通過(guò)一系列的運(yùn)算后就可測(cè)得物料的瞬時(shí)流量。該形式是一種最基本的使用泛的皮帶秤，在系統(tǒng)中接受來(lái)自稱重模塊和測(cè)速傳感器的模擬信號(hào)，經(jīng)積算后顯示瞬時(shí)流量和累計(jì)流量，并同時(shí)將瞬時(shí)流量以4~20mA模擬電流信號(hào)送給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作為輸人信號(hào)，計(jì)算機(jī)將該信號(hào)與設(shè)定值比較運(yùn)算后輸出4~20mA模擬電流信號(hào)通過(guò)變頻器控制給料電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)了對(duì)物料下料流量的閉環(huán)控制，最終使幾種物料的瞬時(shí)流量和累計(jì)流量都保持在配料工藝要求的范圍內(nèi)。 皮帶秤分別由承重裝置、稱重模塊、速度傳感器和稱重顯示器，承重裝置負(fù)責(zé)秤出皮帶上的物體的重量并將數(shù)據(jù)傳輸給稱重模塊上，稱重模塊按一定的換算公式將這個(gè)數(shù)值換算成相對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)并經(jīng)過(guò)一系列的處理將其轉(zhuǎn)變成數(shù)字量A并傳送到運(yùn)算器中，速度傳感器在接收到皮帶上物體傳輸?shù)乃俣群筝敵雒}沖數(shù)B并傳送到運(yùn)算器中，運(yùn)算器在接收到數(shù)據(jù)A，B后對(duì)進(jìn)行運(yùn)算處理就可以得出一個(gè)測(cè)量周期內(nèi)的物體總量，對(duì)每一次的測(cè)量數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并累加就可以得出所有通過(guò)皮帶秤的物體的總量。 皮帶秤還包括信息采集部分、驅(qū)動(dòng)裝置、信息處理部分以及測(cè)量?jī)x表等。驅(qū)動(dòng)裝置由變頻電機(jī)和減速器兩部分組成，由變頻電機(jī)來(lái)控制皮帶的轉(zhuǎn)速,通過(guò)改變變頻電機(jī)皮帶的速度來(lái)達(dá)到改變皮帶轉(zhuǎn)速的目的，配合減速機(jī)達(dá)到很好的控制皮帶轉(zhuǎn)速的目的?，F(xiàn)在比較通用的皮帶為裙邊皮帶，因?yàn)樗粌H具有較高的溫度承受能力而且能防止皮帶上的物料灑落。這樣的皮帶具有較高的使用壽命且能將物料集中，避免不必要的浪費(fèi)。承載器可以將皮帶上的物料測(cè)量出來(lái)并將這個(gè)數(shù)據(jù)傳輸出去(稱量的精確度可以達(dá)到1%)，具有載重、量重以及重力傳遞的作用。信號(hào)采集部分主要負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)，包括稱重模塊和測(cè)速傳感器傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理部分主要負(fù)責(zé)處理稱重模塊和測(cè)速傳感器傳輸?shù)竭\(yùn)算器的數(shù)據(jù)。具體包括信號(hào)的采樣、對(duì)信號(hào)的過(guò)濾及放大、A/D轉(zhuǎn)換等，可以統(tǒng)計(jì)出皮帶秤的瞬時(shí)流速、累計(jì)流量等，根據(jù)數(shù)據(jù)處理的結(jié)果可以很好的調(diào)整皮帶秤的流速并進(jìn)行適應(yīng)的參數(shù)設(shè)定。 皮帶秤可以測(cè)量一個(gè)周期末的煤量也可以測(cè)量一段時(shí)間的累計(jì)煤量，累計(jì)煤量是累加得到的結(jié)果。測(cè)量瞬時(shí)煤量值需測(cè)出皮帶上單位長(zhǎng)度負(fù)重值重量并測(cè)出皮帶的瞬時(shí)速度就可以得出。皮帶的瞬時(shí)速度可以根據(jù)皮帶秤的轉(zhuǎn)速求得。如皮帶上傳輸?shù)脑涸谝欢▎挝婚L(zhǎng)度上的測(cè)量值為q(kg/ m),此時(shí)皮帶的傳輸速度為v(m/s)，則Q=qv，0表示瞬時(shí)煤量。由于每個(gè)時(shí)刻的煤流量是在變化的,因此累計(jì)流量應(yīng)該是瞬時(shí)流量對(duì)時(shí)間的積分值。 一般皮帶的控制柜都放置在皮帶秤的附近,這樣方便對(duì)皮帶秤進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和檢修并定期對(duì)皮帶秤進(jìn)行標(biāo)定校正，同時(shí)方便就近后動(dòng)皮帶秤更改皮帶秤的流量設(shè)置以及參數(shù)設(shè)置。在皮帶秤的控制柜中還放置有電氣控制系統(tǒng)和稱重儀表，將現(xiàn)場(chǎng)皮帶秤的運(yùn)行情況和記錄下的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反應(yīng)給噴煤中控室，中控室可以根據(jù)生產(chǎn)需要或是其它各方面的考量對(duì)皮帶秤的流量設(shè)置進(jìn)行更改或是啟動(dòng)停止皮帶秤。 皮帶控制系統(tǒng)主要包括信號(hào)采集和信號(hào)處理兩大系統(tǒng)。信號(hào)采集系統(tǒng)的功能主要是收集電機(jī)啟停狀態(tài)、皮帶撕裂打滑等信號(hào)，采集設(shè)備的開(kāi)關(guān)量與模擬量信息，該功能的實(shí)現(xiàn)主要是由繼電器與各種傳感器完成。信號(hào)處理系統(tǒng)的功能主要是負(fù)責(zé)信號(hào)的運(yùn)算與顯示，該系統(tǒng)主要由PLC、人機(jī)界面工控機(jī)等組成。 可控編程控制器選用的是西門(mén)子公司生產(chǎn)的S7-200型控制器，該P(yáng)LC能適應(yīng)井下惡劣的工作面環(huán)境，對(duì)井下其它用電設(shè)備的抗電磁干擾能力強(qiáng)，工作可靠性高，配置比較靈活。PLC選用的CPU是CPU226該P(yáng)LC以EM231模擬量輸人模塊作為擴(kuò)展模塊。PLC的功能主要是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各種信號(hào)進(jìn)行收集，通過(guò)程序?qū)κ占降男盘?hào)進(jìn)行運(yùn)算，并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果控制設(shè)備啟停，同時(shí)把信號(hào)傳輸給上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)皮帶機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。系統(tǒng)控制的功能主要是對(duì)給煤機(jī)、皮帶秤、振動(dòng)篩實(shí)現(xiàn)聯(lián)序控制，系統(tǒng)保護(hù)的功能主要是對(duì)皮帶的打滑、跑偏、撕裂等情況實(shí)現(xiàn)報(bào)警。 控制系統(tǒng)主要由控制功能與人機(jī)界面兩部分構(gòu)成?？刂乒δ苁峭ㄟ^(guò)對(duì)PLC編程來(lái)實(shí)現(xiàn)，負(fù)責(zé)控制輸送機(jī)和給煤機(jī)的順序啟動(dòng)，1輸送機(jī)和2輸送機(jī)的控制啟停，在設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)并對(duì)故障進(jìn)行處理，人機(jī)界面由WINCC6.0組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)，組態(tài)軟件可將PLC采集到的信號(hào)進(jìn)行處理，并以聲音、動(dòng)畫(huà)、圖像等形式將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備信息呈現(xiàn)給控制人員。 操作方式 a)自動(dòng)操作方式。自動(dòng)控制方式是由PLC程序與組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)的，控制員通過(guò)工控機(jī)來(lái)控制設(shè)備啟停。當(dāng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)控制時(shí)，系統(tǒng)可按照程序設(shè)定順序自動(dòng)控制皮帶輸送機(jī)啟停，且可對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行分析運(yùn)算，根據(jù)分析運(yùn)算結(jié)果來(lái)實(shí)現(xiàn)互鎖和報(bào)警功能。在設(shè)備發(fā)生故障或發(fā)生事故時(shí)，系統(tǒng)可自動(dòng)停機(jī)，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。同時(shí)設(shè)各故障情況會(huì)在組態(tài)系統(tǒng)中存儲(chǔ)，技術(shù)人員可根據(jù)存儲(chǔ)的故障信息分析設(shè)備故障原因。系統(tǒng)在緊急情況時(shí)可啟動(dòng)緊急停車，可在緊急時(shí)刻停止所有設(shè)備。 b)手動(dòng)操作方式。在手動(dòng)操作方式狀態(tài)下，控制人員可對(duì)任一設(shè)備控制啟停。系統(tǒng)對(duì)每條皮帶輸送機(jī)設(shè)置互銷和解鎖狀態(tài)?；ユi狀態(tài)時(shí)，控制人員可按照設(shè)定的順序?qū)γ織l皮帶輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)啟停動(dòng)作。在解鎖狀態(tài)下，控制人員可不按照順序控制皮帶輸送機(jī)的啟停。 啟動(dòng)方式 設(shè)備啟動(dòng)方式有帶煤?jiǎn)?dòng)和正常啟動(dòng)兩種方式。在皮帶輸送機(jī)上無(wú)煤時(shí)啟動(dòng)1輸送機(jī)，然后啟動(dòng)給煤機(jī)，在1輸送機(jī)把煤輸送到2*輸送機(jī)時(shí)，2*輸送機(jī)啟動(dòng)，此種啟動(dòng)方式可避免2"輸送機(jī)空轉(zhuǎn)，稱為順煤流啟動(dòng)。在皮帶輸送機(jī)上有煤時(shí)，先啟動(dòng)2"皮帶輸送機(jī)再啟動(dòng)1"皮帶輸送機(jī)，之后啟動(dòng)給煤機(jī)，稱為逆煤流啟動(dòng)。 變頻控制 皮帶秤的電機(jī)實(shí)行變頻控制，電機(jī)軟啟動(dòng)與停止可通過(guò)變頻器實(shí)現(xiàn)，減少皮帶輸送機(jī)電機(jī)啟停時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊。變款器與PLC通訊，通過(guò)PLC可實(shí)現(xiàn)控制皮帶輸送機(jī)恒速轉(zhuǎn)動(dòng)。 檢測(cè)保護(hù) 為保護(hù)系統(tǒng)工作安全，系統(tǒng)對(duì)皮帶秤與電機(jī)可實(shí)時(shí)監(jiān)控與保護(hù)。在皮帶秤兩端和每隔40m的位置安設(shè)一對(duì)跑偏開(kāi)關(guān)，在發(fā)生一級(jí)跑偏時(shí)可發(fā)出報(bào)警，在發(fā)生二級(jí)跑偏時(shí)可故障停車，皮帶秤每隔40m安設(shè)拉線開(kāi)關(guān)，出現(xiàn)故障時(shí)緊急停車，確保人員設(shè)備安全。可通過(guò)PLC和變頻器連接來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)皮帶機(jī)電流與溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，在電機(jī)電流或溫度過(guò)大時(shí)，設(shè)備停止運(yùn)行，系統(tǒng)對(duì)故障進(jìn)行處理，保護(hù)皮帶輸送機(jī)電機(jī)。此外，系統(tǒng)還設(shè)置了煙霧、撕裂等其它傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。 | |
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