 一、概述：
大中型皮帶運輸機集中控制系統(tǒng)可用于煤礦、冶金礦山、港口碼頭、選煤廠、和發(fā)電廠等皮帶運輸設(shè)備拖動和控制，大大提高了皮帶運輸機設(shè)備運行的可靠性、安全性。
系統(tǒng)由變頻多電機同步驅(qū)動系統(tǒng)、集中控制系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)與調(diào)度電話系統(tǒng)一起，構(gòu)成一個完整的操作、調(diào)度、監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的遙測、遙信、遙控。該系統(tǒng)可實現(xiàn)提高生產(chǎn)效率、降低事故率，減少故障處理時間、減少現(xiàn)場操作人員、提高經(jīng)濟效益。
二、皮帶運輸機自動化控制系統(tǒng)的特點
1、精準(zhǔn)的多驅(qū)動電機同步技術(shù)。
系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場實時的負(fù)載變化情況，快速、精確的調(diào)節(jié)每臺驅(qū)動電機的輸出功率，使每臺驅(qū)動電機輸出功率平衡，從而提高設(shè)備的使用壽命和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
2、大功率變頻驅(qū)動
電機電壓：380V、6KV或10KV，功率：200KW-3000KW。
先進的變頻技術(shù)可以整體降低帶式輸送機的裝機功率，提高驅(qū)動效率，減少電能消耗，提高電機和機械設(shè)備的使用壽命，降低維護費用。
3、數(shù)據(jù)通訊、硬軟件擴展靈活
（1）、通訊及啟動告警功能——系統(tǒng)配置擴音電話和起動前的語言告警裝置。維修人員可通過皮帶沿線設(shè)置的擴音電話與各皮帶分站聯(lián)系，故障保護時，系統(tǒng)通過沿線語言裝置，進行語言報警，便于維修工查找故障點，節(jié)省故障查詢時間。
（2）、在各控制單機內(nèi)增加了通訊模塊可實現(xiàn)各單機間的信號通訊，組成多條皮帶機的集中控制系統(tǒng)并可與上位機聯(lián)接，實現(xiàn)全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)等。
（3）、靈活方便地根據(jù)系統(tǒng)配置組成不同規(guī)模、不同功能的控制系統(tǒng)，適應(yīng)能力強。
（4）、強大的組網(wǎng)和擴展能力，方便添加新設(shè)備。既可控制單機，又可控制整個生產(chǎn)線；既可現(xiàn)場控制，又可遠程控制。
4、完善的監(jiān)測保護功能：
（1）、皮帶跑偏保護
（2）、速度、打滑保護
（3）、急停拉線開關(guān)閉鎖
（4）、皮帶縱向撕裂保護
（5）、堆煤及滿倉保護
（6）、煙霧保護
（7）、溫度監(jiān)測
（8）、自動灑水滅火滅塵
（9）、料流監(jiān)測功能
5、人性化的人機界面
三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：
完整的皮帶運輸機自動化控制系統(tǒng)包括主電機驅(qū)動子系統(tǒng)、集中控制子系統(tǒng)、工業(yè)電視子系統(tǒng)與調(diào)度電話子系統(tǒng)。系統(tǒng)為實時監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具備有完善的生產(chǎn)監(jiān)控管理功能，對皮帶運輸主要環(huán)節(jié)及相關(guān)的輔助環(huán)節(jié)的生產(chǎn)過程進行實時數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理、顯示、記錄打印，對運輸皮帶系統(tǒng)進行遠程集中監(jiān)控，同時配合工業(yè)電視子系統(tǒng)進行安全圖像監(jiān)視，以確保人員及設(shè)備的安全。通過調(diào)度電話子系統(tǒng)對現(xiàn)場人員進行調(diào)度并快速檢查、處理現(xiàn)場故障信息。
1、電機驅(qū)動系統(tǒng)
大中型皮帶運輸機的電機啟動、停止是個較大的難題，要解決好系統(tǒng)中電機啟動對機械的沖擊和對皮帶的損傷，降低重載啟動困難而造成的物料堆積、皮帶著火等人力、物力、財力的浪費，解決多電機同軸驅(qū)動出力不平衡現(xiàn)象，同時使整個系統(tǒng)的保護性能得以提高，保證設(shè)備的正常、穩(wěn)定、可靠運行。我公司針對多電機啟動和調(diào)速進行了深入分析，并分為以下兩類分別進行控制：
A、變頻調(diào)速驅(qū)動方式：
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，變頻技術(shù)飛速發(fā)展，并在部分煤礦企業(yè)獲得了應(yīng)用運用變頻器對帶式輸送機的驅(qū)動進行改造，給用戶帶來極大的社會和經(jīng)濟效益。真正實現(xiàn)了帶式輸送機系統(tǒng)的軟起動。運用變頻器的軟起動功能，將電機的軟起動和皮帶機的軟起動合二為一，通過電機的慢速起動，帶動皮帶機緩慢起動，將皮帶內(nèi)部貯存的能量緩慢釋放，使皮帶機在起動過程中形成的張力波動極小，幾乎對皮帶不造成損害。
為了實現(xiàn)皮帶機多電機驅(qū)動時的功率平衡。應(yīng)用變頻器對皮帶機進行驅(qū)動時，一般采用一拖一控制，當(dāng)多電機驅(qū)動時，采用主從控制，實現(xiàn)功率平衡。貴陽某磷礦渣場皮帶為3×135KW電機驅(qū)動，采用主從控后，輕載時主從電機電流相差5A左右，滿載時相差2A左右。基本實現(xiàn)皮帶機多電機驅(qū)動時的功率平衡。
B、液力偶合調(diào)速器
近年來, 隨著工業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)向大容量、高參數(shù)方向的不斷發(fā)展, 在大功率偶合器負(fù)載調(diào)速控制應(yīng)用中越來越多地采用雙機或多機共同工作, 簡單地可歸納為2 種工作形式: (1) 雙動力驅(qū)動: 2 臺(或多臺) 偶合器共同驅(qū)動同一個負(fù)載, 如煤礦輸運中的長距離大運量帶式輸送機; (2) 雙機并聯(lián): 偶合器獨立驅(qū)動各自的負(fù)載, 如大型鋼鐵公司除塵風(fēng)機并聯(lián)運行系統(tǒng)。雙動力驅(qū)動系統(tǒng)的關(guān)鍵是解決驅(qū)動電機功率平衡問題; 而雙機并聯(lián)運行系統(tǒng)則是要解決工藝流程中所要求的負(fù)載同步調(diào)速問題。針對調(diào)速型液力偶合器調(diào)速驅(qū)動中風(fēng)機、水泵及帶式輸送機等此類常見的負(fù)載, 解決系統(tǒng)多機聯(lián)動控制存在的技術(shù)問題, 我公司針對以上幾種情況提出合理、切實可行的自動控制方案,
2、集中控制系統(tǒng)
皮帶機運輸集中控制系統(tǒng)采用分布式計算機控制系統(tǒng)機構(gòu)，通過工業(yè)計算機、可編程控制器、網(wǎng)絡(luò)交換機、網(wǎng)絡(luò)攝像機、傳感器等，對運輸皮帶機、給料機和刮板機等設(shè)備實現(xiàn)遠程集中控制。本系統(tǒng)利用控制設(shè)備、通訊模塊、打滑、堆料、超溫、煙霧、縱撕、滅塵、速度、跑偏等保護,達到皮帶機集中控制與監(jiān)測系統(tǒng)的要求。
系統(tǒng)采用多臺PLC組成數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，達到不同的規(guī)�？刂�。完成系統(tǒng)內(nèi)皮帶，給料機的全工作過程的監(jiān)控、監(jiān)測、通過工業(yè)以太網(wǎng)TCP/IP連接中控室，構(gòu)成一個完善的監(jiān)控系統(tǒng)。
3、工業(yè)電視系統(tǒng)
（1）視頻監(jiān)控系統(tǒng)介紹
視頻監(jiān)控系統(tǒng)是皮帶運輸機的重要組成部分，作為設(shè)備安全管理基礎(chǔ)信息的提供者，其可靠性和準(zhǔn)確性是系統(tǒng)建設(shè)中永遠追求的目標(biāo)。因此建設(shè)涉及的所有設(shè)計、施工、設(shè)備、材料和工藝均符合相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)和信息產(chǎn)業(yè)部的規(guī)定。
視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一種計算機控制的圖像矩陣交換系統(tǒng)，是一種先進的、防范能力極強的綜合系統(tǒng)，利用系統(tǒng)控制臺，操作人員可以選取各種攝像機，將其圖像顯示在所用的圖像監(jiān)視器上，同時進行錄像。系統(tǒng)可以自動地管理外部報警信號，可以由選定的監(jiān)視器依照程序進行顯示。系統(tǒng)能夠監(jiān)視攝像機的圖像信號電平，如果攝像機出現(xiàn)故障，系統(tǒng)會及時做出報警反應(yīng)并記錄下故障。系統(tǒng)外的其他智能子系統(tǒng)的設(shè)備，可以通過系統(tǒng)輔助通訊接口進行聯(lián)動控制。
視頻監(jiān)控系統(tǒng)能在人們無法直接觀察的場合，卻能實時、形象、真實地反映被監(jiān)視的畫面，并已成為大家在現(xiàn)代化管理中監(jiān)控的一種極為有效的觀察工具。
視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般由四部分構(gòu)成：前端（成像以及相關(guān)輔助設(shè)備）、后端（控制、顯示、記錄等設(shè)備）、傳輸（視頻、控制、供電電纜和光纜等等）和供電（前端和后端設(shè)備的供電）四部分，由于傳輸部分和供電部分在具體項目中有很大不同，所以很多設(shè)計中也將視頻監(jiān)控系統(tǒng)分成兩個部分，即前端和后端。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如下圖：
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖
（1）前端采用固定攝像機和快球攝像機相結(jié)合的方式。前端攝像機圖像信號可以通過視頻電纜（或光纖）傳送至服務(wù)器，前端攝像機的圖像就呈現(xiàn)在監(jiān)視器上。控制中心的操作人員通過操作后將指定的攝像機圖像顯示在指定的監(jiān)視器上，完成視頻切換操作和控制操作。
（2）配套設(shè)施
如圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖的下半部分，描述的是視頻監(jiān)控的配套設(shè)施，它用于周邊的防范。周邊防范系統(tǒng)是為防止從未經(jīng)允許的地方擅自闖入廠區(qū)，避免各種潛在的危險。如果現(xiàn)場需要，建議采用主動式遠紅外多光束探測設(shè)備，與視頻監(jiān)控系統(tǒng)配合使用，性能好，可靠性高，警戒距離長。配合使用后，具有如下特點：對射器可以與室外高速智能球或者槍式攝像機進行聯(lián)動。該系統(tǒng)的感應(yīng)器能自動偵測出闖入的人或物并同時發(fā)出警報聲，不需要值班人員長時間監(jiān)看屏幕，也可藉由隨身攜帶的呼叫器告知值班人員警報的產(chǎn)生，可早期發(fā)現(xiàn)預(yù)先防范；下大雨、下大雪、多云的天氣與太陽光的變化，鳥與樹葉、熒光燈等等都不會發(fā)生錯誤的警報。
（3）視頻監(jiān)控系統(tǒng)在皮帶機上的作用
視頻監(jiān)控系統(tǒng)用于皮帶機設(shè)備上，主要監(jiān)視皮帶及物料的運行狀況，主要有：
監(jiān)視皮帶是否正常運行
監(jiān)視皮帶機，是處于運行還是停止?fàn)顟B(tài)，通過視頻可以了解現(xiàn)場的運行情況。
監(jiān)視皮帶是否拉斷
如果皮帶在被拉斷，相關(guān)的電氣設(shè)備，不能馬上反應(yīng)并動作，系統(tǒng)仍然在運行，這樣，可能會造成控制系統(tǒng)或者機械部分的損壞。如果現(xiàn)場的相關(guān)人員沒有發(fā)現(xiàn)，機械部分又損壞嚴(yán)重，就可能會有一定的安全隱患。
監(jiān)視皮帶是否跑偏、扭偏。
通常皮帶機運行過程中，盡管都采用了相應(yīng)的檢測以及相應(yīng)的保護裝置，但由于多方面因素的影響，仍然會有皮帶扭偏的情況出現(xiàn)，就會造成漏料現(xiàn)象。通過視頻，可以直觀地看到皮帶是否有跑偏或者扭偏的現(xiàn)象。
監(jiān)視物料是否被傳輸?shù)街付ㄎ恢?
料是否被送到指定位置，皮帶機電氣控制系統(tǒng)，是檢測不到的，為了彌補這個缺陷，安裝視頻監(jiān)視系統(tǒng)就顯得很有必要。
監(jiān)視物料是否脹袋
盡管皮帶運輸機加了限料裝置，但在實際的傳輸過程當(dāng)中，如果輸送量達到皮帶機的最大量，在有些時候，可能就會造成物料脹袋，物料脹袋，力量很大，嚴(yán)重的會造成桁架變形。
監(jiān)視桁架上的一切活動情況
當(dāng)有人非法翻越進入桁架，或者進行破壞活動等，視頻監(jiān)控系統(tǒng)，將完整的記錄下整個過程。
通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可以存儲、回放并且備份相應(yīng)的錄像資料，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題后，可以調(diào)出相應(yīng)的資料進行分析，為解決故障問題，保留了最好的資料。
4、調(diào)度電話系統(tǒng)
有些工廠的生產(chǎn)調(diào)度組織系統(tǒng)按多級管理且生產(chǎn)流程比較復(fù)雜，或雖不復(fù)雜，但車間較多，且各單位間聯(lián)系密切，則應(yīng)設(shè)置與生產(chǎn)組織系統(tǒng)相適應(yīng)的各級調(diào)度電話。例如：總調(diào)度、分調(diào)度、車間調(diào)度和專業(yè)調(diào)度等等。調(diào)度電話子系統(tǒng)，就是為了解決調(diào)度方面的高性價比的一個系統(tǒng)。
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