0、前言
帶式輸送機是運輸煤的主要工具．它的損壞和修復會影響煤的生產．使整條生產線處于停滯狀態。帶式輸送機的保護和控制是煤生產過程中的一個重要環節．市場上也有大量的帶式輸送機的保護裝置，主要是對帶式輸送機的狀態進行檢測，當出現跑偏、張緊力、溫度、煙霧、撕裂、速度出現故障時進行語音報警。本文在進行大量的調查和研究后，對帶式輸送機的保護控制設計方面提出了改進方案。
1、功能設計
現階段帶式輸送機的保護裝置主要實現跑偏、張緊力、溫度、煙霧、煤位、撕裂、速度和急停八大保護，當發生故障時．保護裝置會根據故障進行語音報警及顯示報警。本文針對這八大保護給予了可靠的控制，以及及時糾正故障，減少損失。
1.1速度保護和控制
(1)軟啟動
帶式輸送機的直接起動．使輸送帶的張力增加數倍．對輸送機的元部件產生很大的沖擊．影響了元部件、輸送帶及整機的穩定性和使用壽命。雖然軟啟動器的價格比變頻器的價格低．但由于本設計裝置會有輸送機正常工作時的速度控制，所以軟啟動的控制裝置就用變頻器速度控制裝置a。當控制系統發出啟動或停止時．變頻器開始工作，變頻器能夠自動跟蹤電機的頻率、電壓和相位，實現同頻、同壓和同相位的切換，切換過程非常平穩，所以電流不會有太大變化。
(2)速度保護和控制
除了啟動和停止狀態下．在10s內當輸送帶速度均在(50～70%)額定帶速，或帶速≤額定帶速的50%．或帶速≥額定帶速的l10%時．速度控制裝置應工作，實現變頻控制。一定時間后，若速度仍超限，則中止帶式輸送機的運行。
(3)雙向急停開關保護
雙向急停開關在任何一邊的拉線上施加40．120 N的力時，變頻器控制帶式輸送機的運行，使帶式輸送機平穩地中止，并能自鎖和復位。
1.2跑偏保護和控制
當處于跑偏時，控制系統及時啟動糾偏裝置，同時報警燈點亮。當跑偏傳感器探桿的偏轉角度達設定值，啟動語音報警，并強制帶式輸送機停機。當帶式輸送機停止運行的時候．可以手動啟動糾偏裝置．
1.3張緊力保護和控制
當張緊傳感器檢測裝置檢測到輸送帶松時．報警燈亮，使張緊裝置拉緊輸送帶；反之，輸送帶過緊時．張緊裝置放松輸送帶，從而有效地控制帶式輸送機的張緊程度。當帶式輸送機的輸送帶張緊程度超限時，啟動語音報警，并中止帶式輸送機的運行。
1.4溫度、煙霧保護和控制
(1)溫度保護和控制
在測溫點溫度傳感器的測溫頭測到的溫度超過設定值時，報警燈亮，同時噴水降溫。當超過一定的時間溫度仍然很高，啟動語音報警并強制帶式輸送機停機。
(2)煙霧保護和控制
連續2s內．當被監測的環境中煙霧濃度超過設定值時，報警燈點亮，同時噴水降低煙霧濃度。當超過一定的時間煙霧濃度仍然很高，啟動語音報警并強制帶式輸送機停機。
1.5堆煤保護和控制
當煤位傳感器在2s內連續檢測到煤位超過預定位置，觸桿的偏轉角達到設定值，裝置應報警，同時中止帶式輸送機的運行。
1.6撕裂保護和控制
當撕裂傳感器檢測到輸送帶撕裂時．控制系統中止帶式輸送機的運行。
1.7集中控制
正常啟動 當多臺裝置聯機并置于集中控制方式時，首臺（或前臺，下同）可以控制下l臺延時啟動，延時期間具有預警功能．同時對全線的系統狀態作對位顯示．
正常停車首臺輸送機停機時．下l臺輸送機延時聯鎖停機，即向其供煤的輸送機延時1_2 s停機，并處于聯鎖狀態。同時，故障停機的那l臺向全線發出故障語音報警信號，并作對位顯示。
1.8單臺控制
當裝置為手動工作方式．即作為單臺使用時，其啟動和停車受自身的控制。單臺方式下具有與集控方式下完全相同的故障保護、語音報警及對位顯示等功能．
2、硬件設計原理
系統通過不同的傳感器來檢測帶式輸送機的煤位、跑偏、張緊力、溫度、煙霧、撕裂、速度的狀況，當出現故障后．單片機根據所采集的信息進行判斷、分析，并發出指令控制和糾正帶式輸送機的運行狀況，并報警和顯示。鍵盤用來輸入所設定的參數，顯示器顯示所測量的參數，并顯示故障報警的類型。結構圖如圖1所示。
(1)速度檢測和控制
電機的轉速由轉速傳感器轉換成矩形脈沖信號，經光電隔離后進入單片機計數器，由計數器值獲得電機的實際轉速．與設定轉速比較．經PID控制器調節后，單片機產生PWM波．從而實現電機的閉環變頻調速．
(2)跑偏檢測和控制
當輸送帶跑偏時，檢測裝置發出信號傳輸到控制系統，控制系統及時啟動糾偏電機．帶動糾偏執行機構工作，從而達到糾偏的目的。
(3)張緊力檢測和控制
當張緊力傳感器檢測到輸送帶張緊故障時，把檢測信號傳送給單片機，單片機分析帶式輸送機的張或者緊的狀況，通過控制帶式輸送機的滾筒的位置來調節輸送帶的松緊。
(4)溫度、煙霧檢測和控制
當溫度傳感器和煙霧傳感器檢測到故障時．單片機通過控制電磁閥來降水，以此來降低溫度和煙霧濃度．
3、軟件設計
流程圖見圖2。
當傳感器檢測到帶式輸送機出現故障時，保護裝置先對其進行分析和調整．并使相應的報警燈亮．一定時間后檢測到仍然超出初始化設置的值時，保護裝置的速度保護控制輸送帶，使輸送帶軟停止。當按下啟動或者急停按鈕時，保護裝置的速度保護控制輸送帶軟啟動或軟停止。
4、結語
帶式輸送機的工作環境一般都比較惡劣，所以在帶式輸送機運行過程中．應及時地檢測帶式輸送機的各種性能和保護參數是否正常．以保證帶式輸送機安全高效穩定的運轉。及時地對帶式輸送機進行保護控制，可以大大地降低成本、提高生產效率。
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