集中聯(lián)鎖控制系統(tǒng)下的無人值守皮帶智能化運輸系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種集中聯(lián)鎖控制系統(tǒng)下的無人值守皮帶智能化運輸系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術中存在人為操作流水線時工作人員與粉塵接觸，誤操作引起生產(chǎn)線故障的問題。包括：第一操作員站和第二操作員站分別與第一交換機連接，且第一操作員站和第二操作員站分別與第二交換機連接；第一交換機和第二交換機皆與第一PLC模塊連接，第一PLC模塊與第二PLC模塊相連接；第一PLC模塊與皮帶運輸機、參數(shù)檢測模塊和故障保護裝置連接，參數(shù)檢測模塊與故障保護裝置皆與皮帶運輸機相連接。該系統(tǒng)使用自動化控制，可以大量節(jié)約人力成本，為使用者帶來巨大的經(jīng)濟效益，防止了人為誤操作，減少了職工與煤塵粉塵的長時間接觸，對環(huán)境保護也有巨大成效。
【專利說明】
集中聯(lián)鎖控制系統(tǒng)下的無人值守皮帶智能化運輸系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型涉及自動控制領域，尤其涉及一種集中聯(lián)鎖控制系統(tǒng)下的無人值守皮帶智能化運輸系統(tǒng)。【背景技術】
[0002]在煤炭洗選行業(yè)生產(chǎn)中，利用皮帶運輸是煤炭生產(chǎn)過程中不可缺少的一部分。在洗選煤生產(chǎn)過程中，皮帶運輸?shù)木€路很長，過去由于條件有限，大多都采用繼電器進行控制，出現(xiàn)故障也不好檢查，若運輸不暢，或其它工作都無法進行，整個煤炭洗選生產(chǎn)系統(tǒng)將處于癱瘓狀態(tài)。人為操作流水線時，工作人員與煤塵粉塵會長時間接觸，嚴重影響了工作人員的身體健康，并且人為操作還會造成誤操作的問題，增加了生產(chǎn)線的故障，對環(huán)境污染也比較大。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型實施例提供一種集中聯(lián)鎖控制系統(tǒng)下的無人值守皮帶智能化運輸系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術中存在人為操作流水線時工作人員與粉塵接觸，誤操作引起生產(chǎn)線故障的問題。
[0004]本實用新型實施例提供一種集中聯(lián)鎖控制系統(tǒng)下的無人值守皮帶智能化運輸系統(tǒng)，包括:第一操作員站、第二操作員站、第一交換機、第二交換機、第一可編程邏輯控制器 PLC模塊、第二PLC模塊、皮帶運輸機、參數(shù)檢測模塊以及故障保護裝置;第一操作員站和第二操作員站分別與第一交換機連接，且第一操作員站和第二操作員站分別與第二交換機連接;第一交換機和第二交換機皆與第一 PLC模塊連接，第一 PLC模塊與第二PLC模塊相連接； 第一 PLC模塊與皮帶運輸機、參數(shù)檢測模塊和故障保護裝置連接，參數(shù)檢測模塊與故障保護裝置皆與皮帶運輸機相連接。
[0005]較佳的，第一PLC模塊包括中央處理器CPU、第一通信模塊、第一以太網(wǎng)通訊模塊以及第二以太網(wǎng)通訊模塊;第二PLC模塊包括第二通信模塊;其中，第一交換機與第一以太網(wǎng)通訊模塊相連接，第二交換機與第二以太網(wǎng)通訊模塊相連接，第一通信模塊和第二通信模塊通過同軸電纜相連接。
[0006]較佳的，參數(shù)檢測模塊安裝于皮帶運輸機，包括速度傳感器、物料探測傳感器、紅外溫度傳感器、縱撕傳感器以及煙霧檢測傳感器。
[0007]較佳的，故障保護裝置包括回轉式槽型調(diào)偏托輥或平行調(diào)偏托輥、手動拉線急停開關、打滑保護裝置以及報警模塊。
[0008]較佳的，皮帶運輸機包括傳動裝置。
[0009]較佳的，第二操作員站與打印機相連接。
[0010]本實用新型有益效果包括:該系統(tǒng)使用自動化控制，可以大量節(jié)約人力成本，為使用者帶來巨大的經(jīng)濟效益，并且使得輸送機、給煤機、振動篩實現(xiàn)了自動化集中控制，防止了人為誤操作，保證了設備安全同時也保證了誤操作設備帶來的人身安全隱患。最大限度的減少了職工與煤塵粉塵的長時間接觸，保護了工人的身體健康，徹底擺脫了多年來矽肺對工人的健康帶來是痛苦。工業(yè)集控信息系統(tǒng)形成，帶來的精確操作與最大限度的降塵處理，對環(huán)境保護也有巨大成效?！靖綀D說明】
[0011]圖1為本實用新型實施例中的集中聯(lián)鎖控制系統(tǒng)下的無人值守皮帶智能化運輸系統(tǒng)的結構示意圖?！揪唧w實施方式】
[0012]為了給出智能控制且能實時監(jiān)控煤炭生產(chǎn)中的皮帶運輸過程的實現(xiàn)方案，本實用新型實施例提供了一種集中聯(lián)鎖控制系統(tǒng)下的無人值守皮帶智能化運輸系統(tǒng)，以下結合說明書附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行說明。
[0013]采用可編程控制器PLC集中聯(lián)鎖控制下的無人值守皮帶智能化運輸系統(tǒng)可實現(xiàn)以下功能:第一是智能控制:具有擬人的智力，在環(huán)境條件變化時能自主地完成控制目標的自動控制系統(tǒng)。第二是順序控制:按照規(guī)定的時間或邏輯的順序，對某一工藝系統(tǒng)或主要輔機的多個終端控制元件進行一系列操作的控制系統(tǒng)。第三是監(jiān)控:對裝備及系統(tǒng)的工作狀態(tài)不間斷地實時監(jiān)測，并根據(jù)反饋信息自動對系統(tǒng)中異常部位實施相應措施的閉合自動控制作用。
[0014]參閱圖1所示，本實用新型實施例提供一種集中聯(lián)鎖控制系統(tǒng)下的無人值守皮帶智能化運輸系統(tǒng)，其特征在于，包括:第一操作員站、第二操作員站、第一交換機、第二交換機、第一可編程邏輯控制器PLC模塊、第二PLC模塊、皮帶運輸機、參數(shù)檢測模塊以及故障保護裝置;第一操作員站和第二操作員站分別與第一交換機連接，且第一操作員站和第二操作員站分別與第二交換機連接;第一交換機和第二交換機皆與第一可編程邏輯控制器PLC 模塊連接，第一 PLC模塊與第二PLC模塊相連接;第一 PLC模塊與皮帶運輸機、參數(shù)檢測模塊和故障保護裝置連接，參數(shù)檢測模塊與故障保護裝置皆與皮帶運輸機相連接。第二操作員站與打印機相連接。
[0015]較佳的，第一PLC模塊包括中央處理器CPU、第一通信模塊、第一以太網(wǎng)通訊模塊以及第二以太網(wǎng)通訊模塊;第二PLC模塊包括第二通信模塊;其中，第一交換機與第一以太網(wǎng)通訊模塊相連接，第二交換機與第二以太網(wǎng)通訊模塊相連接，第一通信模塊和第二通信模塊通過同軸電纜相連接。
[0016]參數(shù)檢測模塊安裝于皮帶運輸機，包括速度傳感器、物料探測傳感器、紅外溫度傳感器、縱撕傳感器以及煙霧檢測傳感器。故障保護裝置包括回轉式槽型調(diào)偏托輥或平行調(diào)偏托輥、手動拉線急停開關、打滑保護裝置以及報警模塊。皮帶運輸機包括傳動裝置。
[0017]本系統(tǒng)配置2臺上位機，都可作為操作員站，其中一臺兼作工程師站，即第一操作員站和第二操作員站，且兩臺工控機可互為備用。上位機使用屏蔽雙絞線同以太網(wǎng)交換機相連，通過以太控制系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲網(wǎng)模塊同PLC主機CPU進行通訊。本系統(tǒng)的上位監(jiān)控軟件選用iFix5.0作為開發(fā)平臺。[〇〇18]該軟件的數(shù)據(jù)庫管理器和通過VB開發(fā)的報表功能，可以很方便地為運行用戶將過程數(shù)據(jù)生成用戶檔案并生成報表。利用ODBC功能，把所有設備的報警和運行人員的操作都記錄下來，通過聲音報警通知操作人員現(xiàn)場的故障情況，以便操作人員能夠立即進行處理， 為日后事故原因的分析保留依據(jù)。所有的數(shù)據(jù)顯示和操作都可以在上位機即操作員站上完成，并且還有報警、歷史趨勢和報表功能，給操作人員提供了最完備的使用環(huán)境。
[0019]本系統(tǒng)中的第一 PLC模塊使用了一臺型號是1756-L61的CPU。包括兩個以太網(wǎng)通訊模塊，構成冗余網(wǎng)絡。由CPU通過判斷采集的輸入信號，經(jīng)過預先編制好的程序進行運算處理后，再通過輸出模塊發(fā)出命令，來達到控制的目的。
[0020]皮帶運輸機集中控制系統(tǒng)主要控制皮帶輸送機、各種參數(shù)檢測和故障保護裝置、 將各種信息在觸摸屏上集中顯示。下面對本集中控制系統(tǒng)中的輸入及輸出部件進行簡單的介紹。
[0021]帶式運輸機是以皮帶作為牽引機構和承載機構的連續(xù)運輸機械、又稱為皮帶運輸機，它在礦山的物料運輸，特別是煤的運輸方面得到了廣泛運用。帶式運輸機主要由以下幾種部件組成:傳動裝置、皮帶、機架、滾筒、托輥、拉緊裝置、清掃器、裝料和卸料裝置等。傳動裝置一般由驅(qū)動裝置和傳動滾筒組成。
[0022]對運輸機跑偏的解決辦法主要有兩種:(1)通過人工調(diào)整滾筒或托輥進行調(diào)偏； (2)使用回轉式槽型調(diào)偏托輥或平行調(diào)偏托輥進行自動調(diào)偏。為實現(xiàn)無人值守，多數(shù)都使用能自動調(diào)偏的托車昆。
[0023]為實時監(jiān)測運輸皮帶是否跑偏，一般在機頭、機中和機尾皮帶最容易跑偏的地方分別安裝一對防跑偏保護裝置。本設計中采用KG1007A-2型膠帶二級防跑偏開關，其跑偏信號通過接入臨近拉線急停開關傳輸。在皮帶正常工作時，跑偏開關的探桿在豎直位置。當皮帶跑偏時，皮帶碰到跑偏開關的探桿，并帶動探桿軸轉動，此時與探桿固定在一軸上的凸輪也同時轉動，撥動跑偏開關的微動開關發(fā)出跑偏信號。跑偏信號發(fā)出傳送給PLC，一級跑偏時發(fā)出聲光報警;二級跑偏時PLC發(fā)出急停指令，通過報警模塊報警，同時觸摸屏故障位置指示燈亮并啟動急停報警。
[0024]速度檢測，檢測膠帶打滑、超速和斷帶故障，均需要知道膠帶的運行速度，因此給每條皮帶設置一個速度傳感器來檢測膠帶的速度。本設計中，選用KJ5007A型速度傳感器。 其工作原理是:帶式輸送機運行時，速度檢測傳感器由緊貼膠帶的滾輪帶動轉盤在光電傳感器凹槽內(nèi)轉動，光電傳感器光路通斷受齒槽控制，輸出相應的方波頻率信號，頻率信號經(jīng)整形放大后，再經(jīng)頻率/電壓、電壓/電流變換后輸出4?20mA的電流信號。[〇〇25]驅(qū)動滾筒打滑的原因是滾筒的摩擦牽引力降低、超載或帶子被卡住。摩擦牽引力降低的原因是輸送帶或滾筒沾泥水、輸送帶張力下降。采用自動調(diào)整的拉緊裝置是防止驅(qū)動滾筒打滑的有效方法。滾筒持續(xù)打滑得不到糾正，則會招致輸送帶著火，引起重大火災事故。采用阻燃輸送帶，驅(qū)動滾筒持續(xù)打滑也會冒煙污染空氣。因此設置打滑保護裝置，自動監(jiān)視調(diào)整或停止。
[0026]當膠帶負載忽然變輕或是膠帶忽然斷帶時，膠帶運行速度會馬上升高。膠帶一般正常運行速度是2m/s，如果速度太高，會對膠帶旁邊的礦工造成危險；同時若膠帶旁邊有鋒銳的物體，可能會掛破膠帶，造成重大事故。在此設計中沒有采用專門的超速傳感器，通過膠帶速度與設定值的比較，判定膠帶是否超速運行。當膠帶速度達到標準帶速的105%時， 發(fā)出聲光報警并命令皮帶緊急停車，這里標準帶速為2m/S。[〇〇27]通過檢測膠帶線速度與滾筒額定線速度差確定是否斷帶，當差值大于設定值時，發(fā)出斷帶信號，命令皮帶緊急停車，同時停給煤機，并發(fā)出聲光報警。
[0028]當煤倉內(nèi)有大煤塊塞住煤倉漏口時，會使煤流阻在煤倉內(nèi)，無法向膠帶投放。由于煤倉特別大，如果沒有人及時發(fā)現(xiàn)煤倉堆煤，煤在煤倉內(nèi)會越堆越多，最后會迫使使用大量人力物力來挖除煤倉內(nèi)阻塞的大量煤，同時將運輸系統(tǒng)全部停下。這樣不僅浪費時間降低工作效率，同時也費用大量人力物力，提高煤的生產(chǎn)成本。因此使用物料探測傳感器，及時報警危險煤位，處理煤倉內(nèi)阻塞的煤。堆煤傳感器一般安裝在機頭下方適當?shù)奈恢茫也灰着鰤幕虮凰兔簤m污染的地方。應保證正常煤流時不誤動作，機器振動不誤動作，不因滴水或煤塵集聚而誤動作，大塊煤矸石碰撞后不能使其損壞。
[0029]由于打滑摩擦等原因，膠帶機滾筒升高到一定溫度時，會使膠帶燃著，因此我們在滾筒處設置煙霧傳感器，當煙霧濃度大于一定值時，發(fā)出報警信號。當檢測到煙霧濃度超過設定值時，發(fā)出灑水指令，啟動灑水裝置對主滾筒進行降溫滅火，并進行聲光報警。煙霧傳感器應懸掛在輸送機頭風流方向后2-3米處，以保證主滾筒因摩擦產(chǎn)生煙霧時立即起作用。 若風速超過5m/s時應安裝防風罩，根據(jù)實際情況而定。為保證煙霧傳感器正常工作，必須對其定期打掃和清洗。
[0030]在皮帶輸送機運行過程中，總有一些無法監(jiān)測到而又非常惡劣的事情發(fā)生，當遇到這種緊急情況時，可以采用手動的拉線急停開關，使輸送帶緊急停車，避免發(fā)生重大事故。
[0031]紅外溫度傳感器，由于滾筒和膠帶的摩擦作用，當滾筒溫度過高時，會使膠帶燃著。因此，我們要及時監(jiān)測滾筒溫度，當溫度達到一定值時報警。選用非接觸式紅外熱敏元件作為測溫元件，將檢測到的紅外溫度與設定值比較，當溫度大于設定值時，則發(fā)出報警指令，同時啟動灑水閥灑水降溫。[〇〇32]縱撕檢測，鋼線芯帶式輸送機以其強度高、運量大和運距長等優(yōu)點，受到各企業(yè)的青睞，也得到越來越廣泛的應用。它之所以強度高是因為其內(nèi)部縱向布置了許多鋼絲繩，但是在其寬度上，抗拉強度是很低的。因此正因為這一特點，使其容易發(fā)生縱向撕裂事故，而且一旦事故發(fā)生，就會造成非常重大的經(jīng)濟損失，即使能修補，也浪費很長的時間，給生產(chǎn)造成損失。
[0033]縱向撕裂，其原因是多方面的，要根據(jù)具體情況而定，一般要選用漏料檢測器、帶寬檢測器、超聲波檢測器和振動檢測器幾種同時使用，以防范重大事故的發(fā)生。本設計中， 選擇DJSBA-1型縱撕傳感器。
[0034]綜上所述，本實用新型實施例提供的方案，采用全分布式控制結構，由地面控制站和綜合控制臺組成。綜合控制中心位于地面中央控制室?？刂浦髡竞涂刂品终局g采用開放的網(wǎng)絡總線結構CC-LINK，控制主站和和操作臺的監(jiān)控上位機之間通過CC 一 UNK總線聯(lián)接?？刂品终矩撠煬F(xiàn)場設備的數(shù)據(jù)采集和控制，通過監(jiān)控，可對整個系統(tǒng)的設備進行監(jiān)視和集中控制。本系統(tǒng)具有防潮、抗干擾能力強，現(xiàn)場易編程、易擴展，基本免維護，并能夠?qū)崿F(xiàn)軟件控制化，自動檢測系統(tǒng)故障等功能。系統(tǒng)采用多臺PLC組成數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡，達到不同的規(guī)?？刂?，完成一個系統(tǒng)多條皮帶全過程的監(jiān)控、監(jiān)測、連同地面指揮管理中心站，構成一個完善的監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用自動化控制，可以大量節(jié)約人力成本，為使用者帶來巨大的經(jīng)濟效益，并且使得輸送機、給煤機、振動篩實現(xiàn)了自動化集中控制，防止了人為誤操作，保證了設備安全同時也保證了誤操作設備帶來的人身安全隱患。最大限度的減少了職工與煤塵粉塵的長時間接觸，保護了工人的身體健康，徹底擺脫了多年來矽肺對工人的健康帶來是痛苦。工業(yè)集控信息系統(tǒng)形成，帶來的精確操作與最大限度的降塵處理，對環(huán)境保護也有巨大成效。
[0035]顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及其等同技術的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【主權項】
1.一種集中聯(lián)鎖控制系統(tǒng)下的無人值守皮帶智能化運輸系統(tǒng)，其特征在于，包括:第一 操作員站、第二操作員站、第一交換機、第二交換機、第一可編程邏輯控制器PLC模塊、第二 PLC模塊、皮帶運輸機、參數(shù)檢測模塊以及故障保護裝置;第一操作員站和第二操作員站分 別與第一交換機連接，且第一操作員站和第二操作員站分別與第二交換機連接;第一交換 機和第二交換機皆與第一 PLC模塊連接，第一 PLC模塊與第二PLC模塊相連接;第一 PLC模塊 與皮帶運輸機、參數(shù)檢測模塊和故障保護裝置連接，參數(shù)檢測模塊與故障保護裝置皆與皮 帶運輸機相連接。2.如權利要求1所述的集中聯(lián)鎖控制系統(tǒng)下的無人值守皮帶智能化運輸系統(tǒng)，其特征 在于，第一 PLC模塊包括中央處理器CPU、第一通信模塊、第一以太網(wǎng)通訊模塊以及第二以太 網(wǎng)通訊模塊;第二PLC模塊包括第二通信模塊;其中，第一交換機與第一以太網(wǎng)通訊模塊相 連接，第二交換機與第二以太網(wǎng)通訊模塊相連接，第一通信模塊和第二通信模塊通過同軸 電纜相連接。3.如權利要求1所述的集中聯(lián)鎖控制系統(tǒng)下的無人值守皮帶智能化運輸系統(tǒng)，其特征 在于，參數(shù)檢測模塊安裝于皮帶運輸機，包括速度傳感器、物料探測傳感器、紅外溫度傳感 器、縱撕傳感器以及煙霧檢測傳感器。4.如權利要求1所述的集中聯(lián)鎖控制系統(tǒng)下的無人值守皮帶智能化運輸系統(tǒng)，其特征 在于，故障保護裝置包括回轉式槽型調(diào)偏托輥或平行調(diào)偏托輥、手動拉線急停開關、打滑保 護裝置以及報警模塊。5.如權利要求1所述的集中聯(lián)鎖控制系統(tǒng)下的無人值守皮帶智能化運輸系統(tǒng)，其特征 在于，皮帶運輸機包括傳動裝置。6.如權利要求1所述的集中聯(lián)鎖控制系統(tǒng)下的無人值守皮帶智能化運輸系統(tǒng)，其特征 在于，第二操作員站與打印機相連接。
【文檔編號】B65G43/02GK205616153SQ201620400363
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年5月5日
【發(fā)明人】孫玉陽, 于長江, 葉蕾, 朱大偉, 高國旗, 文智鋒, 鄒少華, 扈鵬, 許培杰, 萬志軍, 郭鐵礦, 張書廷, 姚月輝, 張孟, 張延兵, 王中偉
【申請人】平煤神馬建工集團有限公司