煤矿皮带输送机集中控制系统分析

煤矿皮带输送机集中控制系统分析摘要煤炭是我国及其重要矿产资源。

伴随着科学技术及社会经济快速发展，我国矿产资源日益匮乏，但对煤炭资源的使用量在不断增加，需求也越来越大，资源供求矛盾越来越大。

在这样的背景下，加强对增强煤矿开发技术的研究，实现煤矿的有效开发利用具有非常重要的现实价值和长期意义。

皮带式输送机是煤矿运输中的主要工具，在煤矿的效率、快速运输、小型化和使用寿命的提升中起着重要作用的设备。

然而，之前使用的皮带输送机控制方法，操作效率比较低，人力浪费严重。

因此，通过对综合保护和集中控制的研究，控制模式已逐渐转变为使用数字系统的多设备控制模式，向着信息化、智能化和自动化的方向不断发展。

关键词：煤矿皮带输送机；PLC集中控制系统；分析引言通过PLC集中控制技术，可以对皮带运输进行自动监控，从而提高煤炭行业的工作效率以及经济效益。

另外，PLC集中控制系统相对稳定，数据分析科学有效性极高，提高系统的安全性能，比传统方法具有极高的优势。

本文主要对煤矿皮带式输送机的集中控制系统进行分析和探讨。

一、矿井下皮带输送机概况在煤矿的挖掘过程中，随着挖掘的不断加深，会增加多条皮带。

在生产过程中，需要打开皮带。

传统的操作是，一个人负责开一条皮带，造成了人力的浪费。

实行胶带运输机集中控制，一个人就可以操作全部，不仅提高了工作效率，而且节省了人力。

但是，控制皮带的人的位置是固定的不灵活，如果计算机发生故障，通信系统瘫痪，则无法实现皮带启动和停止的集中控制，还需要使用传统的控制方式，从而降低了效益性。

环网控制是将计算机分别安装在第一个皮带头和最后一个皮带尾巴上，建立通信以增加光缆的数量，实现两台不使用光电转换开关的计算机功能同步。

员工位置的流动性得到了改善，如果一台计算机出现故障，则可以立即使用另一台计算机，在提高工作效率的同时，节省人力、物力，获得可观的经济效益。

二、PLC自动化控制技术概述PLC自动化控制技术是通过专业计算机进行工业控制操作的方法，用户从内部应用程序发出的操作、定时、控制、计数和其他操作命令通过编程存储器来执行。

使用数字模拟、输入和输出来控制工业机械和设备的运行、停止。

在煤矿生产过程中，PLC自动集中控制系统具备很强的优势，操作和维护相对简单，抗干扰性比较高，可以稳定长期运行。

同时，PLC自动化控制技术具有监视和自我诊断的功能，使用PLC控制器在运输系统中发生异常情况或紧急情况时，将自动停止操作并触发警报，使用应用程序软件来检测和编程错误和步骤。

三、皮带式输送机运输过程的常见故障原因分析（1）出现皮带跑偏故障皮带偏离是皮带输送机的常见故障，会加剧皮带磨损，缩短皮带寿命，在严重的情况下会导致皮带输送机损坏和人身伤害。

因此，必须及时处理皮带偏差。

根据许多实际统计数据，皮带偏移的主要原因是：机器质量如果皮带驱动轴和驱动滚筒的轴不平行，或者滚筒外圆误差较大，则很可能出现皮带偏差问题，这种情况很少见。

皮带输送机的安装不符合标准和规范，例如，辊子和惰轮的安装轴不垂直于传送带的中心。

当皮带输送机滚筒惰轮上有大量煤尘或皮带输送机一侧的负荷过大时，也会发生这种情况。

因此，可以看出皮带断裂的主要原因是煤尘或负荷过大。

（2）出现减速机轴损坏皮带输送机减速器的高速轴可能已损坏。

轴断裂的主要原因如下：高速轴的设计强度不足导致轴断裂，这种情况通常由于过渡而出现在轴的肩部、圆角容易造成疲劳和损坏，端口主要由于剪切断裂而相对平坦；减速器的高速轴与电动机轴发生错位，会导致轴断裂，发生这种情况时，端口是倾斜的；在双电机进行驱动时，因为电机功率不同导致的轴断裂，这种情况一般是发生在两个电机和一个减速器驱动辊子时，在驱动一个电机的功率的情况下，如果裕度很小，则在运行期间会发生不平衡，电机轴会断裂。

当前，输送机主要由液力偶合器驱动，轴断裂很少见，因此通常不予考虑。

（3）皮带传送带断裂煤矿的工作量大，工作任务重，皮带输送机在工作中比较容易受客观因素的影响，加剧了皮带输送机的故障。

但是，皮带式输送机在长期使用后，表面橡胶会有不同程度的磨损，内部钢丝绳芯出现断裂和腐蚀，会加速皮带式输送机的断裂，减少皮带式输送机的使用年限。

对于一些大块煤，皮带在运输过程中可能会卡住，皮带的张力会增加，增加皮带输送机断裂的可能性。

在皮带脱离轨道时，会对煤矿皮带输送机的稳定运行产生，使煤矿的运行出现起伏，增加了设备的维修保养成本，造成各种经济损失。

在设备检查和维护过程中，可以在滚筒的外围添加皮带，以提高滚筒和皮带之间的密封性，皮带的内部压力增加。

在皮带上放置物料后，皮带会自动工作，但不能超过皮带的重量。

保证主动滚筒和从动滚筒的整体运行。

主动辊和从动辊之间的平行度误差必须控制在合理范围内，进行相关的安全监控工作。

员工进行监督工作时，必须认真遵守安全施工的标准。

（4）皮带输送机减速器漏油当皮带输送机的减速器工作时，减速器将在装载物料的同时工作，油可能会从减速器泄漏，根本原因是减速器过载。

在减速机运行时，伴随着机械设备内部温度的不断升高，当温度超过安全温度参考值后，减速机内会形成压差，减速机机体损坏，减速机机体发生开裂，裂缝开始漏油，皮带输送机出现故障停止工作。

当油箱密封圈损坏，没有及时修理和维护时，会导致减速器发生漏油事故。

首先，在开始减速机的设计工作时，设计概念必须准确、清晰，确保设计工作的整体质量。

设计人员要重点考虑铸件的热处理，铸件周围需要设计散热孔以释放热量，并增加散热孔以增加异径管的可行性。

其次，在设计减速机时，必须准确选择设备的材料，以保证选材的质量和准确性，并防止由于材料引起的减速机漏油。

最后，在设计异径管结构是，需要进行全面检查，并加大检查力度，有效保证铸件的应力。

四、自动化控制在皮带输送机系统中的具体应用（1）运输过程控制关于皮带运输的自动化控制，煤矿的地下环境更加复杂，存在的各种问题都会导致皮带运输失败。

在自动控制系统中设计的传感器和保护开关，如果皮带运输系统出现异常，则可以使用故障识别技术来确定保护开关动作的实现，例如阻塞和偏离。

使用传感器将相关数据反馈到控制系统，控制器根据反馈数据处理并发出命令，停止设备运行，同时将信息传递给控制系统进行处理。

清除系统故障后，控制器可以发出启动命令以使设备恢复运行，从而避免发生安全事故。

同时，在皮带输送系统运行时，也可以通过手动操作模式按下开关，按照预定的设计程序来控制皮带输送系统的运行，可以使用控制中心进行全面控制。

另外，带式输送系统在运行期间的温度通常太高，当输送系统长时间运行时，电动机的温度因为负载运行而升高，温度过高会对输送系统产生影响，甚至会出现故障。

自动化控制系统的热电阻可以对其进行动态的监视，当温度过高时，自动停止工作来保护电动机。

（2）引进变频与全数字控制技术安全、高效、节能的运行是机电运输的主流发展方向和目标。

针对煤矿使用的皮带输送机的缺点（例如反向启动系统），每条道路顶部的大多数皮带仍使用液压联轴器，技术相对落后，存在以下缺点：总是存在滑移率，存在滑移功率损耗，输出速度始终低于输入速度，并且输出速度不能像齿轮传动装置一样精确。

调速液压联轴器需要增加额外的冷却系统。

投资和运营成本；覆盖面积大在动力机器和工作机器之间占据一定的空间，调速范围比较窄，与离心机调速范围为1到1/5，配恒转矩电机速度调节范围为1到1/3，无扭矩转换功能，动力传递能力与输入速度的平方成正比。

如果输入速度太低，则耦合器规格会增加，性价比会降低。

以矢量控制技术为核心的变频调速系统替换原来的控制电路。

技术成熟后，可以升级到电鼓。

添加新的PLC电子控制系统来控制变频设备，皮带式输送机信号PLC进行智能转换，信号系统稳定运行，确保皮带输送机的高效运行，达到节省设备功耗，达到安全可靠运行、设备操作简单、综合效果好的目的。

转换AC-DC-AC高压交流变频调速系统，采用智能电机控制恒转矩，具有调速精确度高、适用范围广、运行平稳、设备资金投入少、设备发生事故概率低、后期维护成本低、使用方法简单安全、启动时对电网的压降小、没有污染、功率因数高等优势。

变频控制系统具有非常稳定的静态恒转矩启动，输出的转矩大，调速精度高，动态响应快。

通过网络，皮带单元可以实现自动操作控制和诊断，在无人值守的操作下自动完成加速和减速操作实现全过程自动控制。

（3）皮带输送机的校正方法及效果分析第一，加强皮带输送机的前梁和拉紧小车。

在矿井中的三台皮带输送机上，因为前梁经常被扭曲，损坏拉紧小车，所以前梁部位比较薄弱，需要对其进行加固处理，具体方案：地雷工字梁可以安装在前梁的左右两侧，工字梁可以固定在道路的地面和屋顶上，用卡子固定在前梁上达到保护作用的目的。

同时，考虑到拉紧小车的打开和焊接问题，通过增加肋骨和支撑物进行加固来提高小车的强度。

第二，适应变频器控制系统。

矿井中的所有三个皮带输送机都使用软起动器，但是当输送机满载时，很难启动，并且对机电设备的冲击负荷很大。

经过研究，决定改用矿用交流防爆变频器。

使用此变频器，可以有效地确保皮带输送机的启动安全，还具备软停止（制动）的功能。

第三，安装调整保护装置。

矿井中三个皮带输送机的保护设置如果不合理理，测试不符合规范，煤矿技术人员需要重新安装保护装置。

防烟探头变形并安装在驱动鼓的风向一侧，确保该区域位于烟流的路径中，实现有效的保护并防止火灾。

五、PLC集中控制系统的硬件设计由于选择了模块化设计进行PLC集中控制系统设计，因此要依据实际需求对模块进行扩展和组合，达到满足实际应用需求的目的。

PLC集中控制系统的硬件设计模块包括信号模块、通讯模块、电源模块、中央处理器模块等。

主要是对各传感器的数据进行分析后，根据分析结果对煤矿皮带输送机进行有效监控，采取控制措施以确保正常运行。

（1）煤矿皮带输送机电机的监控与保护电机是确保煤矿带式输送机正常运行的关键部件。

电机在保持正常运转时，煤矿皮带输送机也能正常进行运转。

因此，在对PLC集中控制系统的硬件进行设计时，必须做好对电机的监视和保护。

主要从以下几个方面开始：第一，实时监视电机的定子绕组温度和轴温度，温度传感器根据需要进行安装。

第二，通过在煤矿带式输送机上安装电压互感器，可以有效地监测电动机电路的电压和电能，可以实时监测电路的损耗。

煤矿皮带输送机提供特殊的继电保护。

第三，对电机运行过程进行实时电流监测，通过交流变送器和电流互感器达到保护电动机免受短路和过载的影响的目的，确保电动机正常运行的关键就是交流变送器，不仅可以实现电网中交流信号的转换和分离，还能够直接从各种PLC系统和电子设备接收工业电流信号。

需要选择具有良好稳定性、抗干扰性强和可靠性高的交流变送器。

在选择电流互感器的过程中，要分析煤矿带式输送机的实际运行状况，根据额定电流值进行合理选择。