《带式输送机的PLC控制》

广州现代信息工程职业技术学院毕业设计（论文）课题名称带式输送机的PLC控制学号 ********** 姓名曾浩锋性别男专业工业电气年级、班级 12届电气2班指导教师詹贤卿职称讲师2015 年 5 月 12 日摘要针对中小型皮带运输机的控制系统采用继电器控制，存在可靠性差、劳动强度大、生产效率低的问题，开发一种基于PLC的皮带运输机控制装置。

本控制系统选用CPM2A系列PLC作为控制器。

在硬件电路设计中，完成PLC选型及外部低压电器的选用，设计了硬件接线图，计算提出了接线要求，使之具有控制和保护作用。

在软件设计中，给出了程序流程图，并设计出梯形图程序。

将硬件和软件有机结合，使控制系统运行可靠，达到了预期的设计目的。

实践结果表明，应用PLC控制系统具有操作简单、运行可靠、低能耗和易维护等优点。

关键词：带式输送机、PLC、控制系统目录摘要 (2)引言 (4)绪论 (5)第一章国内外带式输送机研究 (6)1.1 国外运带式输送机的研究现状 (6)1.2 国内运带式输送机技术的现状 (6)1.3 国内外运带式输送机的技术的差距 (6)1.4 改进方法 (8)1.5常用带式输送机类型与特点 (8)第二章带式输送机设计 (9)2.1带式输送机的技术优势 (9)2.2带式输送机的应用 (9)2.3带式输送机的结构 (9)2.4带式输送机部件的选用 (10)第三章可编程控制器 (15)3.1 PLC (15)3.2 PLC提高其可靠性的措施 (20)3.3 控制装置的主要功能 (20)3.4 各控制部件功能 (21)第四章带式输送机的PLC控制 (22)4.1 工艺要求 (22)4.2 工作原理 (22)4.3软件系统 (24)4.4带式输送机电器控制系统的组成及工作原理 (29)结语 (31)致谢 (32)参考文献 (33)引言PLC是以微型计算机结构为基础，由传统的继电器控制发展而形成的新型工业控制器。

其以程序控制为主，回路调节为辅，能完成逻辑判断、定时、计数、记忆和算术运算等功能，既能控制开关量、也能控制模拟量，控制规模从几十点到上万点，具有可靠性高，能适应工业现场的高温、冲击。

震动等恶劣环境，用于实现机械设备、生产流水线和生产过程的自动控制。

PLC内部输入输出接点是数字逻辑接点而不是实物接点，开关性能非常可靠，而且PLC 能完成逻辑控制功能故避免了复杂的外部连线。

Plc技术的最大特点是采用了存储逻辑，即控制过程已程序方式放在存储器里，存储逻辑的提点是具有较大的灵活性和可扩展性。

通过修改存储器里的程序就能改变工艺的控制过程，而修改程序比修改硬件容易，因此PLC技术正在越来也广泛的应用与电力、煤炭、石油、化工等工业生产中。

带式输送机的最新反战方向是一层现长距离、大运量、高速度、集中控制等特点。

与其他运输设备（如机车类）相比，不仅具有长距离、大运量、连续运输的特点，而且运行可靠，易于实现自动化和集中控制，经济效益十分明显。

带式输送机也是煤矿最为理想的搞笑连续运输设备，特别是煤矿高产高效现代化的大型矿井，带式输送机已成为煤炭高效开采机电一体化与装备的关键设备。

随着煤矿现代化的发展和需求，我国对大倾角固定带式输送机、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机及长远据、大运量带式输送机及其关键技术、关键零部件进行了理论研究和产品开发，应用动态分析技术和中间驱动与智能化控制等技术，研究成功了软启动和制动装置以及PLC控制为核心的电控装置，并且井下大功率防爆变频器也已经进入研发、试制阶段。

随着高产高效矿井的发展，带式输送机各项技术指标有了很大提高。

绪论带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。

它可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。

它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送。

除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。

所以带式输送机广泛应用于现代化的各种工业企业中。

在矿山的井下巷道、矿井地面运输系统、露天采矿场及选矿厂中，广泛应用带式输送机。

它可以用于水平运输或倾斜运输。

第一章国内外带式输送机研究1.1 国外运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。

1.2 国内运带式输送机技术的现状我国生产制造的上运带式输送机的品种、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，驱动系统采用调速型液力耦合器和行星齿轮减速器。

1.3 国内外运带式输送机的技术的差距a、大型皮带输送机的关键核心技术上的差距(1) 皮带输送机动态分析与监测技术长距离、大功率皮带输送机的技术关键是动态设计与监测，它是制约大型皮带输送机发展的核心技术。

目前我国用刚性理论来分析研究带式输送机并制订计算方法和设计规范，设计中对输送带使用了很高的安全系统（一般取n=10左右），与实际情况相差很远。

(2) 可靠的可控软起动技术与功率均衡技术长距离大运量带式输送机由于功率大、距离长且多机驱动，必须采用软起动方式来降低输送机制动张力，特别是多电机驱动时。

国内已大量应用调速型液力偶合器来实现输送机的软起动与功率平衡，解决了长距离带式输送机的起动与功率平衡及同步性问题。

但其调节精度及可靠性与国外相比还有一定差距。

当单机功率>500 kW时，可控CST软起动显示出优越性。

由于可控软起动是将行星齿轮减速器的内齿圈与湿式磨擦离合器组合而成（即粘性传动）。

通过比例阀及控制系统来实现软起动与功率平衡，其调节精度可达98% 以上。

但价格昂贵，急需国产化。

b、技术性能上差距我国上运带式输送机的主要性能与参数已不能满足高产高效矿井的需要，尤其是顺槽可伸缩带式输送机的关键部件及其功能如自移机尾、高效储带与张紧装置等与国外有着很大差距。

(1) 装机功率我国工作面顺槽可伸缩带式输送机最大装机功率为4×250 kW，国外产品可达4×970 kW，国产带式输送机的装机功率约为国外产品的30%～40%，固定带式输送机的装机功率相差更大。

(2) 运输能力我国带式输送机最大运量为3000 t/h，国外已达5500 t/h。

(3) 最大输送带宽度我国带式输送机为1400 mm，国外最大1830 mm。

(4) 带速由于受托辊转速的限制，我国带式输送机带速为4m/s，国外为5m/s以上。

(5) 工作面顺槽运输长度我国为3000 m，国外为7300m。

(6) 自移机尾国内自移机尾主要依赖进口。

对自移机尾的要求是共同的，既要满足输送机正常工作时防滑的要求，又要满足在输送机不停机的情况下实现快速自移。

(7) 高效储带与张紧装置我国采用封闭式储带结构和绞车拉紧为主。

国外采用结构先进的开放式储带装置和高精度的大扭矩、大行程自动张紧设备，托辊小车能自动随输送带伸缩到位。

(8) 输送机品种国内机型品种少，功能单一，使用范围受限，不能充分发挥其效能。

c、可靠性、寿命上的差距(1) 输送带抗拉强度我国生产的织物整芯阻燃输送带最高为2500 N/mm，国外为3150N/mm。

钢丝绳芯阻燃输送带最高为4000 N/mm，国外为7000 N/mm。

(2) 输送带接头强度我国输送带接头强度为母带的50%～65%，国外达母带的70%～75%。

(3) 托辊寿命我国现有的托辊技术与国外比较，寿命短、速度低、阻力大。

我国输送机托辊寿命为2万h，国产托辊寿命仅为国外产品的30%～40%。

(4) 输送机减速器寿命我国输送机减速器寿命2万h，国外输送机减速器寿命7万h。

(5) 带式输送机上下运行时可靠性差。

d、控制系统上差距(1) 驱动方式我国为调速型液力偶合器和硬齿面减速器，国外传动方式多样，如BOSS系统、CST可控传动系统等。

(2) 监控装置国外输送机已采用高档可编程序控制器PLC。

我国输送机仅采用了中档可编程序控制器来控制输送机的启动、正常运行、停机等工作过程。

(3) 输送机保护装置近年国外输送机先进保护装置技术是国内的空白。

1.4 改进方法(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。

1.5常用带式输送机类型与特点带式输送机分类方法有多种,按运输物料的输送带结构可分成两类，一类是普通型带式输送机，这类带式输送机在输送带运输物料的过程中，上带呈槽形，下带呈平形，输送带有托辊托起，输送带外表几何形状均为平面；另外一类是特种结构的带式输送机，各有各的输送特点其简介如下各种带式输送机的特点：(1) QD80轻型固定式带输送机与TDⅡ型相比，其带较薄、载荷也较轻,运距一般不超过100m，电机容量不超过22kw。

(2) U形带式输送机它又称为槽形带式输送机，其明显特点是将普通带式输送机的槽形托辊角提高到使输送带成U形。

这样一来输送带与物料间产生挤压，导致物料对胶带的摩擦力增大，从而输送机的运输倾角可达25°。

(3) 管形带式输送机是U形带式输送带进一步的成槽，最后形成一个圆管状，即为管形带式输送机，故可以实现闭密输送物料，可明显减轻粉状物料对环境的污染，并且可以实现弯曲运行。

(4) 压带式带输送机它是用一条辅助带对物料施加压力。

这种输送机的主要优点是：输送物料的最大倾角可达90°,输送能力不随倾角的变化而变化,可实现松散物料和有毒物料的密闭输送。