煤矿皮带集控系统技术办法
煤矿PLC的皮带集中控制系统设计
本科生毕业设计题目：基于PLC的皮带集中控制系统设计姓名：学号：摘要煤矿的运输系统对保证矿井正常生产起着非常重要的作用。
为了保证煤矿运输系统可靠安全运行，对带式输送机进行集中监视和控制很必要。
本文以新疆哈密煤矿主斜井及地面胶带输送机为背景，设计出了以PLC技术为核心的集中控制系统，提高了运输系统的监测和控制水平。
文中首先介绍了本次设计的背景，然后设计了胶带输送机集中控制系统的结构和应具有的控制功能，参数的检测和故障保护装置，确定了各故障检测传感器的类型及安装位置。
在此基础上采用SIEMENS的S7-300系列PLC对系统进行硬件和软件设计，其中包括PLC的模块配置及外部连线，梯形图程序设计。
最后提出PLC控制系统的主要干扰源，并设计了抗干扰的措施。
关键词：胶带输送机； S7-300；集中控制系统ABSTRACTCoal transport system to ensure normal production of mine played a very important role. In order to guarantee coal mine safety and reliable operation of the transport system, the belt conveyor to focus on surveillance and control is necessary. In this paper, the Xinjiang Hami Coal Mine inclined conveyor belt and the ground as the background, to design the PLC technology as the core of the centralized control system to improve the transport system of monitoring and control level.First introduced in the text of this design background, and then design a conveyor belt on the structure and control system should have the control, fault detection and parameters of the protection device, identified the fault detection sensors and installation of the type of position. On this basis the use of SIEMENS S7-300 series PLC to the system hardware and software design, including the PLC module configurationand external connections, ladder program design. Finally, PLC control system the main source of interference and the design of the anti-jamming measures.Keywords:Belt conveyor；S7-300；Centralized control system目录1 绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 胶带输送机集中控制系统 (1)1.2.1 胶带输送机集中控制系统的重要性 (1)1.2.2 集中控制系统的发展及存在的问题 (2)1.3 本课题研究的主要内容 (2)2 胶带机集中控制系统的总体设计 (4)2.1 课题背景介绍 (4)2.2 胶带输送机集中控制系统的功能设计 (5)2.3 胶带输送机集中控制系统结构设计 (6)2.4胶带输送机集中控制系统设备构成 (7)2.4.1 胶带输送机 (7)2.4.2 参数检测及故障保护装置 (8)2.4.3 PLC简述 (14)2.4.4 人机界面HMI (17)3 胶带输送机集控系统硬件设计 (19)3.1 SIMATIC S7-300 PLC简介 (19)3.1.1 SIMATIC S7-300 PLC简介 (19)3.1.2 模块安装 (20)3.2 集控系统PLC的设计 (21)3.2.1 CPU的选择 (21)3.2.2数字量模块选择 (23)3.2.3模拟量模块选择 (25)3.2.4电源模块的选择 (26)3.3西门子ET200M与PROFIBUS-DP总线 (28)4 胶带集中控制系统软件设计 (30)4.1 集中控制的流程图 (30)4.2 系统软件实现 (31)4.2.1 控制方式选择 (31)4.2.2 模拟量的处理 (32)5 控制系统的抗干扰措施 (34)5.1主要干扰源 (34)5.2抗干扰措施 (35)6 总结 (37)参考文献: (38)附录 (40)翻译部分 (42)英文原文 (42)中文译文 (54)致谢 (63)1 绪论1.1 概述煤炭运输是煤炭生产过程中不可缺少的一部分。
煤矿皮带集中控制系统的设计与实现
摘要:本文结合皮带集控系统的设计，介绍了系统的组成与结构，详细讲解了上位机监控软件实现的功能，最后总结了系统使用效果。
关键词:集中控制系统监控软件传感器1概述皮带集控系统是一种智能化系统，具有集中控制和保护功能。
本系统的可编程控制器具有灵活性和可靠性特点，本身拥有强大的I/O容量。
皮带集控系统可根据实际需要组成不同功能、规模、结构的自动化控制系统，既可以控制单条皮带机，又可以控制多条皮带机。
系统设计的依据为：GB/T13729-1992《远程终端通用技术条件》；GB/2173-1990《矿用一般型电气设备》；GB/T13926.2～4-1992《工业过程测量和控制装置的电磁兼容性》；MT/T1008-2006《煤矿安全生产监控系统软件通用技术要求》；AQ6201-2006《煤矿安全监控系统通用技术要求》；MT/T772-1998《煤矿监控系统主要性能测试方法》；MT872-2000《煤矿用带式输送机保护装置技术条件》；《煤矿安全规程》。
2系统的组成与结构煤矿皮带集控系统主要由10条皮带组成，共3个煤仓。
系统的主要硬件设备包括：2.1煤矿用带式输送机保护装置控制箱。
自动控制装置系统是一种和煤位、撕裂、烟雾、速度、跑偏以及中途停机传感器配套相组合而成的一种控制部件，这种控制部件是煤矿用带式传输机在工作运作中用来保护装置控制箱的一种主要部件。
一旦故障信号出现任何突发情况，它会自动发出警报语言，警报语言发出之后会显示出数码灯光。
2.2烟雾传感器。
在设计烟雾传感器的电器设备时，在本质上都是使用最安全的设计系统，以此适应恶劣环境下的煤井工作，以防出现煤尘和瓦斯爆炸的情况，监测出危险信号。
2.3速度传感器。
在设计速度传感器的电气设备时，本质上都是使用安全型的设备系统，以此确保能够适应煤尘和瓦斯爆炸等危险情况，保护传送机胶带的正常运作。
2.4堆煤传感器。
在设计堆煤传感器的电气设备的时候，本质上都是使用安全型的设备系统，以此确保能够在发生煤尘以及瓦斯爆炸的时候进行正确的预测，并且向总部发送出信息预警系统的信号。
浅析煤矿皮带集中控制自动化技术
浅析煤矿皮带集中控制自动化技术发布时间：2021-12-27T10:33:56.278Z 来源：《中国科技人才》2021年第22期作者：赵遵华[导读] 本文主要介绍了煤矿井下皮带自动化控制系统的特点和功能，并提出了相关的应用策略。
山东新巨龙能源有限责任公司274918摘要：随着经济和煤矿行业的快速发展，现阶段由于煤矿井下皮带运输是煤矿开采方面的重要流程部分，决定了煤矿的生产效率，井下生产头面的主煤流运输系统往往由多条皮带组成，所以提高皮带组运输效率和稳定性则是保证煤矿生产稳定的关键因素，为保证煤矿的生产效率提供条件。
新义煤矿现实生产中各个皮带是分别开启和停止的，这样存在生产效率低和能源消耗大的缺点。
因此，还有很大的空间来降低能源的消耗，减少成本的投入，进而能够获得更高的经济效益。
针对煤矿井下皮带运输系统进行不断的完善，并融合自动化控制系统，利用信息技术的方式来进一步提高其运输效率，并实现信息化生产。
本文主要介绍了煤矿井下皮带自动化控制系统的特点和功能，并提出了相关的应用策略。
关键词：自动化控制；煤矿；井下皮带运输系统引言煤矿井下皮带运输系统的自动化改造便是实现煤矿井下皮带集中控制和监管的一种技术。
该系统在矿产采掘以及运输过程中有着十分普遍的运用，是效率和稳定性都较为优异的自动化系统。
煤矿井下皮带运输系统通过融合信息技术及通讯技术，进一步提高运作稳定性，并保证煤矿的生产及运输的质量，促进煤矿采掘的经济效益。
除此之外，自动化控制在煤矿井下皮带运输系统中的应用，能够最大程度上保证生产的安全，并提高生产管理效力，进而为矿产采掘的稳定性提供保障。
1. 皮带自动化控制系统的特点运作成本不高煤矿井下皮带控制系统利用远程分布模式，能够降低机组布线数量，也可以作为矿井未来自动化系统的一个组成部分，以此来减少其运作成本，并不影响运作效率。
皮带自动化控制系统的稳定性较高，并且还能够进行软件系统的调整，实现功能性的转换，降低重新设计繁琐的流程。
煤矿皮带集控系统技术方案
煤矿皮带集控系统技术方案煤矿皮带集控系统技术方案一、系统概述:本方案是针对煤矿皮带集中控制系统的设计，实现对煤矿皮带系统的自动化控制和数据采集，方便煤矿生产过程中的管理和调度。
二、系统组成:本系统由软硬件两个组成部分构成，其中软件部分包括控制系统软件、数据分析软件、数据库管理软件等；硬件部分包括中央控制器、数据采集模块、信号控制模块等。
三、技术方案:1. 硬件部分(1) 中央控制器本系统采用微处理器为核心的中央控制器，其具有高效稳定的运行性能，支持多种接口，通信速度快，可靠性强。
(2) 数据采集模块数据采集模块采用现场总线技术，以实现对煤矿皮带各点位数据的采集。
数据采集模块内部具有多个采集通道，可同时采集多点位数据。
(3) 信号控制模块信号控制模块采用PLC控制器，其通过采集模块采集的数据，实现对设备状态的检测和控制。
同时，信号控制模块还支持与其它设备进行联动控制。
2. 软件部分(1) 控制系统软件控制系统软件是本系统的核心部分，其负责对数据采集模块采集的数据进行处理和控制，并将处理结果传输给数据分析软件。
控制系统软件还提供了可视化的操作界面，方便用户进行操作。
(2) 数据分析软件数据分析软件是对煤矿主要生产数据进行处理和分析的软件。
它通过与数据库管理软件的配合，将采集得到的数据进行存储和处理，形成数据分析报告。
(3) 数据库管理软件数据管理软件主要是用于管理采集得到的数据。
采集模块采集的数据将存储在数据库中，数据库管理软件通过对数据进行管理和维护，实现数据的有效利用。
四、技术优势:(1) 实现了对煤矿皮带系统的自动化控制，提高了生产效率和安全性。
(2) 可以实时采集监测和操作设备，实现对整个生产线上的设备状态的监控，方便管理和调度。
(3) 数据分析软件能够分析煤矿主要生产数据，为后续决策提供科学依据。
(4) 技术成熟、稳定性强、可扩展性高，可以满足煤矿生产需要。
襄垣七一煤矿主运皮带集控方案
长治襄垣七一矿业集团主运带式输送机电控系统技术方案2011年10月长治襄垣七一矿业集团主运带式输送机电控系统技术方案1 主运皮带机主要参数皮带机长度(m) 480电机功率(kW) 2*250输送量(t/h) 600输送机宽度(mm) 1000运行速度(m/s) 2.5拉紧装置配重小车电机电压(V) 660制动方式盘式制动器、逆止器驱动方式防爆同步变频器+防爆永磁同步电机坡度23度2 方案概述矿用带式输送机电控系统针对带式输送机的配置情况，对每条输送机的配置进行了设计，选用行德国西门子S7-300系列PLC作为系统的控制核心，并配有PC上位机系统，可实现下述功能：➢联锁功能：电控系统与井下给煤机之间设有循“逆连锁功能，逆煤流起车、顺煤流停车”原则，并能在事故情况下不堆煤（紧急停车）。
➢具有集控、手动、闭锁三种工作方式。
➢电控装置与变频装置配合，控制胶带输送机的起、停，实现皮带机软启动，能满足其较低加速度平稳起动和重载起动要求，确保两台电机之间的负荷平衡。
➢显示屏终端显示功能：显示胶带速度、跑偏、闭锁、打滑、堆煤、烟雾、温度等故障信号，上位机主站上实现自动声光报警及故障提示，在人机界面终端有汉字提示及报警。
➢信号系统（1）具有起动预告的声光告警信号，且预告信号与开车闭锁。
（2）胶带沿线、控制室及生产系统之间设有联络信号。
（3）事故预报及事故停车声光报警信号。
➢显示屏对皮带机设备的运行状态实现动态图形化监视；➢显示屏对皮带机所有设备提供完全的故障显示，跑偏、闭锁等沿线保护的动作指示，声光报警；➢实时显示和存储所有检测的运行数据，如带速、运行时间等；➢按该机的自身特点，提供合理优化的起动加速度、运行调速控制、不同工况下的操作方式、可视化监控的软件程序设计，以保证带式输送机的安全经济可靠运行。
3 系统配置矿用带式输送机保护装置主要有矿用隔爆兼本质安全型可编程控制箱、操作台、PC上位组态系统、皮带保护传感器、电话和信号装置、视频监视系统、控制电缆等组成（见附图）；控制箱既作为本条皮带的控制核心，又承担起与变频器及皮带保护之间的数据通讯，从而组成一个既相对独立有紧密联系的控制系统；PC上位组态系统，不仅对控制系统的控制运行数据进行采集和存储，将这些数据上传至调度系统，同时又作为井下视频监视系统的地面监视分站。
主运皮带集控方案
目录1 主要设计依据和标准 (2)2 总则 (2)设计原则 (3)3 系统概述 (3)3.1可靠性 (3)3.2安全性 (4)3.3经济性 (4)3.4扩展性 (4)3.5操作性 (4)3.6系统监控信号 (4)4.1 控制对象与监测点位 (5)4.2 主要功能 (5)4.2.1 显示及设定功能 (5)4.2.3 多模式控制方式 (6)4.2.4实时记录和打印功能 ...................................................................................................................4.2.5后部闭锁功能 (6)4.2.6 常规保护功能 (8)4.2.7 煤仓监测......................................................................................................................................4.2.8 软故障解除..................................................................................................................................4.2.9 网络..............................................................................................................................................4.2.10 扩展功能 (9)4.2.11综合布线技术要求 (9)4.2.12安全管理 (9)4.3 主要监控设备 (10)1、井下网络控制装置 (10)主要核心元件 (10)5 系统软件............................................................................................................................................5.1 组态软件.........................................................................................................................................5.2 编程软件......................................................................................................................................... 6系统可靠性......................................................................................................................................... 7主要设备清单 (12)1 主要设计依据和标准1.1 设计依据1）《皮带监控项目技术文件》2）《煤矿安全规程》和《煤矿设计规范》1.2设计标准1) IEC标准（国际电工委员会）2) ISO标准（国际标准化组织）。
关于煤矿皮带机集中控制
关于煤矿东xx集中运输巷和xxx集中运输巷胶带机集中控制方案批复的请示集团公司机电运输部：我矿主运输线胶带输送机（东xx集中运输巷、xxx集中运输巷）控制均采用单台人工启停方式。
中间环节多、运输路线长，胶带司机无法掌握运输线上煤量的变化情况，经常出现胶带机无煤空转，造成电力浪费和设备磨损。
现将主运线胶带输送机集控方案上报您部，请批示。
附件1：《xxx集中运输巷胶带机集中控制方案》附件2：《xxx集中运输巷胶带机集中控制方案》东xx集中运输巷胶带机集中控制方案一、东21集运巷概况：东xx集中运输巷有四部带式输送机。
第一部皮带主机型号：DSJ80/40/2×55输送机长度280米。
输送机主机保护型号：KHP168。
厂家：宿州华科。
控制器型号：真空交流软启动器QJR-250/660。
厂家：电光防爆科技有限公司。
其他三部皮带机型号：DSJ80/40/2×40。
第二部输送长度180米，其余两部输送长度280米。
现在每班配司机4名。
二、胶带机集中控制的必要性1、东xx集中运输巷现有的胶带输送机控制采用单台人工启动方式，由于中间环节多、运输路线长，胶带司机无法掌握运输线上煤量的变化情况，经常出现胶带机无煤空转，造成电力浪费和设备磨损。
2、现每部胶带输送机配备1名司机，实现集控后能有效地降低人员配备、提高生产效率。
3、皮带机频繁启动，对皮带机、启动器损坏较大。
三、胶带机集控实现功能1、集控系统控制方式多样：集控后该系统具有单控、集控和检修三种模式。
2、启停车操作：操作人员可根据现场运输需要灵活开停任意一条皮带机，需要停车时也能及时将皮带机停车，避免皮带机空转带来的电能浪费和皮带磨损，延长了皮带机的使用寿命。
3、沿线增加拉线急停装置。
4、每部胶带机转载点及中间部位隔爆兼本安型摄像仪，通过网线将视频信号传输至集控地防爆显示器，能够实现集中监控。
5、沿线每隔50米安装一个语音对讲信号，各部之间实现对讲联系。
煤矿井下主运输皮带自动化系统方案
煤矿井下皮带自动化控制系统方案设计第一章功能一、系统基本功能控制功能该系统既可从井上调度室对井下皮带运输进行实时监控，也可从井下操作台、触摸屏、就地分站箱对皮带运输进行实时监控。
既可对一条皮带、一条生产线实现一键起停（顺煤流停、逆煤流开），也可对多条生产线的整个系统实现一键起停。
在自动状态下每条皮带还可实现有煤即开、无煤即停的全自动控制。
集成功能该系统能将同种组态软件和具有相同通讯功能的不同软件下的不同系统集成到一个计算机上进行监控。
使整个煤炭体系更直观更易于管理。
第二章系统硬件组成及工作原理一、系统硬件组成本系统是以矿用本质安全型PLC为核心的皮带机综保装置组成下皮带机控制系统，是以光纤为介质组成的工业以太网传输网络。
整个系统现场控制设备：矿用隔爆兼本质安全型PLC（含语音模块、通讯模块）、检测传感器(物流传感器、煤位传感器、速度传感器、跑偏传感器、撕裂传感器、温度传感器、烟雾传感器)、KPZ型矿用转载点自动喷雾装置、本安型操作台、隔爆兼本安型就地操作控制箱、嵌入式触摸计算机（Windons CE操作系统）、网络交换机、和井上监控中心的上位机监控软件等组成。
二. 系统硬件的工作原理1、矿用本质安全型PLC该产品拥有多项专利技术，性能达到煤矿级与军工级要求，PLC模块具有矿用本质安全特性（经过严格测试，已通过“本安”认证，防爆证号：1094029U），是一种适用于地面严酷环境或煤矿井下有瓦斯和煤尘爆炸危险环境使用而不需要采用隔爆措施的通用型PLC，技术处于国内领先水平。
IB 系列PLC 采用模块化设计，扩展方便，功能强大；其DI/DO 点数可扩展至80 点；具有脉冲频率测量、脉冲周期测量、脉冲宽度测量功能；PWM 高速输出、频率型模拟量采集、语音信息报警、输入断线判断等多种模块；通讯为标准的MODBUS-RTU 或MODBUS TCP 通讯协议、物理接口为RS-232、RS-485、CAN 或以太网，通讯距离远、网络节点多、抗干扰能力强。
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KTC158煤矿皮带通讯控制系统
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二、技术方案
1、系统概述
KTC158煤矿皮带通讯控制系统整体采用工业PLC和嵌入式技术，人机界面采用12.1寸TFT 显示终端，上位机采用防爆计算机，可实现井下掘进顺槽皮带、采煤工作面顺槽皮带、主运输皮
接口、
2、
3
足可靠性的要求。
特别重要的一点是本方案选用的所有主要关键设备，均符合煤矿安全使用标准。
4、系统设计主要依据
主要依据：
★《煤矿安全规程》
★《煤矿设计规范》
★《智能调度室装备规范》
★《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求》
★《爆炸性环境用防爆电气通用设备要求》
★《爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备》
5、系统结构组成
本皮带通讯控制系统主要由以下产品组成。
★矿用隔爆兼本安型计算机；
★
★
★
★
★
★
★
★
★
★
6
6.1
台隔
台拉线急停开关，一直敷设到机尾；
6.1.3、将1号皮带机的抱闸电机控制线接入主控制器，用来控制抱闸电机的开停。
4、将1号皮带机的用于控制主运电机的开关先导线或变频器先导线引入主控制器，用来控制主运电机的启停；
6.1.4、如果被控对象为变频器，主控制器可通过RS485总线与其通讯，读取变频器的电流值和频率值等数据；
6.1.5、将1号皮带机头的温度传感器、速度传感器、烟雾传感器、堆煤传感器、机头跑偏传感器等输入信号就近接入主控制器，用来实时监测各个保护信号；
6.1.6、在1号皮带的中间位置将中间跑偏传感器接入最近一台拉线急停电话的输入口，用来监测皮带中间位置的跑偏情况；
6.1.7、在1号皮带机的机尾附近将机尾跑偏传感器和撕裂传感器接入最近一台拉线急停电话，用来监测是否有撕裂发生和机尾跑偏情况。
6.2、2号皮带的通讯控制系统设计：
6.2.1、首先在2号皮带（2000米）的机头开关电站附近安装1台本安型分站和1台KDW127/18电源，作为2号皮带的控制中心；
用来
6.3
用1
6.4控制流程
6.4.1、集控控制方式
在集控控制方式下，1号皮带和2号皮带的启停具有先后顺序，即：在1号皮带不启车的情况下，2号皮带无法启车；当1号皮带停车时，2号皮带会自动停车；从而实现逆煤流启车、顺煤流停车的功能。
主控制器的优先级较高，它可以对1号皮带进行控制，也可以对2号皮带进行控制（即集中控制）；分站的优先级较低，它只能控制2号皮带。
6.4.2、检修控制方式
在检修控制方式下，1号皮带和2号皮带没有启停的联锁关系，即：1号皮带停车的情况下，不影响2号皮带的启停。
此种方式主要用于皮带检修时使用。
6.4.3保护信号的处理
1、温度保护：当温度传感器动作时，主控制器发出语音报警，皮带机立即停机，同时超温洒水打开；
2、烟雾保护：当烟雾传感器动作时，主控制器发出语音报警，皮带机立即停机，同时超温洒
3
4
5
6
7
8
9拉
10、超温洒水：当烟雾传感器动作或温度传感器动作时，主控制器或分站会将电磁阀打开，从而实现超温洒水的功能。
7、单机产品介绍
7.1矿用隔爆兼本安型计算机
隔爆兼本安型计算机主要有嵌入式计算机、22寸液晶显示器、2个百兆光口、3个百兆电口、电源和本安键盘组成。
可通过该计算机实现对下位机或分站的集中控制，同时也可接入隔爆型摄像机实现对生产沿线的监控。
通过自身的光口可接入及井下环网，从而实现现场参数和视频的上
传。
7.2矿用本安型主控制器
矿用本安型主控制器采用西门子PLC、嵌入式计算机和12.1寸显示终端组成，具体功能和参数如下：
●皮带机运输机的启车/停车控制、单个电机的点动；
●多条皮带的级联控制（按逆煤流方向启车，顺煤流方向停车）;
●皮带沿线的单工扩音通话功能（扩音强度大于100dB）；
●
●
●
●
●
●
●
7.3
●
●
●
●
7.4
●
●密封放大器内部带有蓄电池，在系统停电的情况下仍旧可以使用两天；
●电话扩音为半双工方式，声强大于100dB，失真度小于7%；
●防水性能好，上盖与壳体之间采用折页式设计，极大地方便了日常使用和维护。
●电话可设定是否外接传感器等输入信号，可在皮带中间或机尾位置就近接入跑偏，撕裂感器，有效减少信号线长度，降低矿方使用成本。
7.5矿用本安型远控电话
●本安型远控电话主要由密封放大器、闭锁板、远程启停板、麦克风、闭锁装置、启停装置
和快速不锈钢插座等组成；
●密封放大器内部带有蓄电池，在系统停电的情况下仍旧可以使用两天；
●电话扩音为半双工方式，声强大于100dB，失真度小于7%；
●防水性能好，上盖与壳体之间采用折页式设计，极大地方便了日常使用和维护。
●远控电话安装在工作面转载机头和运输机头，实现破碎机、转载机、前部运输机和后部运输机的就地启停，方便工人操作，实现集中和分布式控制。
7.6矿用本安型分站
●
控制。
●
●
●
●
●
7.7
●
●
●
●供电电压：电源的供电电压为交流127V/660V,•50HZ，电压波动范围75%～110%。
●电源参数：
表1
●短路电流≤50mA。
●周期与随机偏移峰峰值：≤250mV
●电源具有短路、过压、过流保护措施。
备用电池采取浮充充电方式，具有防过充、过放保护。
●两组电源不共地。
●
●
7.9
●
●
●
●
●
●
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●
●
●支持
8
9
1号皮带（1000米）所用设备清单：
2号皮带（2000米）所用设备清单：
3月。