煤矿皮带运输机断带保护电气智能控制系统的研究

窦 岩

（鸡西大学，黑龙江 鸡西 158100）

1 引言

带式输送机是煤矿井下运输系统中的关键设备。若皮带突然发生断裂，不仅给煤矿安全生产带来极大的影响，而且还有可能造成人员伤亡。另外，发生断带故障时，由于重力和惯性的作用，断裂的皮带将与皮带上的物料一同迅速下滑，将皮带和物料一同堆积在输送机的下方机头处，给以后的修复工作带来很大的困难。

2 带式输送机断带的危害及原因

带式输送机由于其运距长、运量大和连续输送等优点，现已在煤炭生产中普遍采用。但在使用过程中由于各种因素断带事故时有发生。平运皮带带输送机断带后危害不十分大，但由于上运带式输送机，特别是作为主提升用的上运带式输送机，倾角大、胶带长、负荷大，一旦发生断带事故，就会产生很大的危害，断带保护装置的使用可以从很大程度上减少这种危害。

3 目前保护装置的缺陷

带式输送机一旦发生断带事故，其危害是很大的，尤其是上运皮带，其危害更是不可设想。针对断带保护，国内外的专家提出了一些很好的解决方法。目前常用的整体式断带抓捕装置。抓捕装置主要由机架总成、液压系统、电气控制系统、信号采集系统组成。该装置的工作原理是防爆信号采集系统实时对皮带的运行状态进行检测，并将检测信号传输到防爆电气控制系统。防爆电控箱内的PLC不间断地将传输的检测信号进行处理。一旦确认断带发生，防爆电气系统将会发出电讯号指令以启动液压系统。通过旋转结构、支撑结构与胶带上、下表面始终保持面接触，从而形成强大的摩擦制动力，可靠地制动下滑的皮带以完成整个制动动作。当对于上运带正常运转时，控制器通过传感器检测到输送带的运行速度及运行方向，抓捕器处在待抓捕状态。当装置上方出现断带时，输送带由于重力反向下滑。此时测速传感器检测到输送带异常反向运动。控制箱判断发生断带后发出动作指令，驱使矿用隔爆电磁阀动作，使抓捕机构执行抓捕动作，夹住断裂下滑的输送带。该装置虽然解决了断带常规保护，但对于皮带运行过程中出现的非故障性扰动不能进行智能判断，经常出现误动作，以严重影响到煤矿企业的生产经营活动。

4 皮带运输机智能控制系统控制方案

针对带式输送机控制的缺陷，研究智能控制系统，有效的解决了皮带断带和扰动的信号识别问题，从而杜绝了由于皮带运输中扰动信号引起非故障停机，从而保证煤矿的正常经营。

选用欧姆龙公司的CPM系列PLC组成控制装置。由PLC通过其模块集中采集的负载信号，经控制软件智能处理计算后，由PLC模块输出控制信号，完成皮带运输系统的智能控制。如图1所示。

图1 系统框图

5 PLC控制系统软件开发

皮带运输机智能控制系统的控制装置由可编程序控制器等组成，控制功能主要由PLC实现。控制系统软件由梯形图程序实现，程序主要包括显示刷新、负载信号采集、控制运算及控制输出等部分。

PLC智能识别程序设计方案（参考）：

6 结语

在我国煤矿井下运输中，皮带输送机的断带事故时有发生，因此“皮带输送机断带智能保护系统”的研究成功，有效的解决了皮带断带和扰动的信号识别问题，从而杜绝了由于皮带运输中扰动信号引起非故障停机，从而为煤矿安全生产提供了可靠的技术保证。