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| 皮帶秤自動化控制設計 | 2022-08-09 |
| 皮帶秤是在運輸皮帶上物料重量通過秤架線性地作用在稱重模塊上，使傳感器中的應變體產(chǎn)生微應變，進而便貼在應變體上的電橋各臂的電阻應變片的阻值發(fā)生變化，在供橋電壓的激勵下，就會有不平衡電位輸出，同時測速傳感器測得皮帶運行的速度，這兩個信號送入微電腦積算器通過一系列的運算后就可測得物料的瞬時流量。該形式是一種最基本的使用泛的皮帶秤，在系統(tǒng)中接受來自稱重模塊和測速傳感器的模擬信號，經(jīng)積算后顯示瞬時流量和累計流量，并同時將瞬時流量以4~20mA模擬電流信號送給計算機系統(tǒng)作為輸人信號，計算機將該信號與設定值比較運算后輸出4~20mA模擬電流信號通過變頻器控制給料電機的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)了對物料下料流量的閉環(huán)控制，最終使幾種物料的瞬時流量和累計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，承重裝置負責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數(shù)值換算成相對應的電壓信號并經(jīng)過一系列的處理將其轉(zhuǎn)變成數(shù)字量A并傳送到運算器中，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并傳送到運算器中，運算器在接收到數(shù)據(jù)A，B后對進行運算處理就可以得出一個測量周期內(nèi)的物體總量，對每一次的測量數(shù)進行統(tǒng)計并累加就可以得出所有通過皮帶秤的物體的總量。 皮帶秤還包括信息采集部分、驅(qū)動裝置、信息處理部分以及測量儀表等。驅(qū)動裝置由變頻電機和減速器兩部分組成，由變頻電機來控制皮帶的轉(zhuǎn)速,通過改變變頻電機皮帶的速度來達到改變皮帶轉(zhuǎn)速的目的，配合減速機達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，因為它不僅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。承載器可以將皮帶上的物料測量出來并將這個數(shù)據(jù)傳輸出去(稱量的精確度可以達到1%)，具有載重、量重以及重力傳遞的作用。信號采集部分主要負責采集數(shù)據(jù)，包括稱重模塊和測速傳感器傳輸過來的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理部分主要負責處理稱重模塊和測速傳感器傳輸?shù)竭\算器的數(shù)據(jù)。具體包括信號的采樣、對信號的過濾及放大、A/D轉(zhuǎn)換等，可以統(tǒng)計出皮帶秤的瞬時流速、累計流量等，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行適應的參數(shù)設定。 皮帶秤可以測量一個周期末的煤量也可以測量一段時間的累計煤量，累計煤量是累加得到的結(jié)果。測量瞬時煤量值需測出皮帶上單位長度負重值重量并測出皮帶的瞬時速度就可以得出。皮帶的瞬時速度可以根據(jù)皮帶秤的轉(zhuǎn)速求得。如皮帶上傳輸?shù)脑涸谝欢▎挝婚L度上的測量值為q(kg/ m),此時皮帶的傳輸速度為v(m/s)，則Q=qv，0表示瞬時煤量。由于每個時刻的煤流量是在變化的,因此累計流量應該是瞬時流量對時間的積分值。 一般皮帶的控制柜都放置在皮帶秤的附近,這樣方便對皮帶秤進行現(xiàn)場調(diào)試和檢修并定期對皮帶秤進行標定校正，同時方便就近后動皮帶秤更改皮帶秤的流量設置以及參數(shù)設置。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)場皮帶秤的運行情況和記錄下的數(shù)據(jù)實時反應給噴煤中控室，中控室可以根據(jù)生產(chǎn)需要或是其它各方面的考量對皮帶秤的流量設置進行更改或是啟動停止皮帶秤。 皮帶控制系統(tǒng)主要包括信號采集和信號處理兩大系統(tǒng)。信號采集系統(tǒng)的功能主要是收集電機啟停狀態(tài)、皮帶撕裂打滑等信號，采集設備的開關(guān)量與模擬量信息，該功能的實現(xiàn)主要是由繼電器與各種傳感器完成。信號處理系統(tǒng)的功能主要是負責信號的運算與顯示，該系統(tǒng)主要由PLC、人機界面工控機等組成。 可控編程控制器選用的是西門子公司生產(chǎn)的S7-200型控制器，該PLC能適應井下惡劣的工作面環(huán)境，對井下其它用電設備的抗電磁干擾能力強，工作可靠性高，配置比較靈活。PLC選用的CPU是CPU226該PLC以EM231模擬量輸人模塊作為擴展模塊。PLC的功能主要是對現(xiàn)場各種信號進行收集，通過程序?qū)κ占降男盘栠M行運算，并根據(jù)運算結(jié)果控制設備啟停，同時把信號傳輸給上位機，實現(xiàn)了對皮帶機的實時監(jiān)控。系統(tǒng)控制的功能主要是對給煤機、皮帶秤、振動篩實現(xiàn)聯(lián)序控制，系統(tǒng)保護的功能主要是對皮帶的打滑、跑偏、撕裂等情況實現(xiàn)報警。 控制系統(tǒng)主要由控制功能與人機界面兩部分構(gòu)成?？刂乒δ苁峭ㄟ^對PLC編程來實現(xiàn)，負責控制輸送機和給煤機的順序啟動，1輸送機和2輸送機的控制啟停，在設備出現(xiàn)故障時發(fā)出報警信號并對故障進行處理，人機界面由WINCC6.0組態(tài)軟件實現(xiàn)，組態(tài)軟件可將PLC采集到的信號進行處理，并以聲音、動畫、圖像等形式將現(xiàn)場設備信息呈現(xiàn)給控制人員。 操作方式 a)自動操作方式。自動控制方式是由PLC程序與組態(tài)軟件實現(xiàn)的，控制員通過工控機來控制設備啟停。當系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣涌刂茣r，系統(tǒng)可按照程序設定順序自動控制皮帶輸送機啟停，且可對采集到的信號進行分析運算，根據(jù)分析運算結(jié)果來實現(xiàn)互鎖和報警功能。在設備發(fā)生故障或發(fā)生事故時，系統(tǒng)可自動停機，并發(fā)出報警信號。同時設各故障情況會在組態(tài)系統(tǒng)中存儲，技術(shù)人員可根據(jù)存儲的故障信息分析設備故障原因。系統(tǒng)在緊急情況時可啟動緊急停車，可在緊急時刻停止所有設備。 b)手動操作方式。在手動操作方式狀態(tài)下，控制人員可對任一設備控制啟停。系統(tǒng)對每條皮帶輸送機設置互銷和解鎖狀態(tài)。互鎖狀態(tài)時，控制人員可按照設定的順序?qū)γ織l皮帶輸送機實現(xiàn)啟停動作。在解鎖狀態(tài)下，控制人員可不按照順序控制皮帶輸送機的啟停。 啟動方式 設備啟動方式有帶煤啟動和正常啟動兩種方式。在皮帶輸送機上無煤時啟動1輸送機，然后啟動給煤機，在1輸送機把煤輸送到2*輸送機時，2*輸送機啟動，此種啟動方式可避免2"輸送機空轉(zhuǎn)，稱為順煤流啟動。在皮帶輸送機上有煤時，先啟動2"皮帶輸送機再啟動1"皮帶輸送機，之后啟動給煤機，稱為逆煤流啟動。 變頻控制 皮帶秤的電機實行變頻控制，電機軟啟動與停止可通過變頻器實現(xiàn)，減少皮帶輸送機電機啟停時對電網(wǎng)的沖擊。變款器與PLC通訊，通過PLC可實現(xiàn)控制皮帶輸送機恒速轉(zhuǎn)動。 檢測保護 為保護系統(tǒng)工作安全，系統(tǒng)對皮帶秤與電機可實時監(jiān)控與保護。在皮帶秤兩端和每隔40m的位置安設一對跑偏開關(guān)，在發(fā)生一級跑偏時可發(fā)出報警，在發(fā)生二級跑偏時可故障停車，皮帶秤每隔40m安設拉線開關(guān)，出現(xiàn)故障時緊急停車，確保人員設備安全?？赏ㄟ^PLC和變頻器連接來實現(xiàn)對皮帶機電流與溫度的實時監(jiān)測，在電機電流或溫度過大時，設備停止運行，系統(tǒng)對故障進行處理，保護皮帶輸送機電機。此外，系統(tǒng)還設置了煙霧、撕裂等其它傳感器來監(jiān)測皮帶運輸機運行狀態(tài)。 | |
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