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BXWII控制系统在带式输送机上的应用
发布时间：2013-05-03 08:03 来源：未知
以BXWⅡ-120/115矿用隔爆兼本安型微机控制箱为核心的电控系统是专门为煤矿井下设计的可编程监测控制系统。用于煤矿井下带式输送机及其它设备的电气控制、监测和综合保护。系统设计灵活，显示信息丰富、通讯组网方便、保护功能齐全、输入输m点数可扩展、语音通讯、可自诊断并具有快开门结构。现在该系统广泛应用于煤矿井下运输系统的控制和保护。
1、主要技术特点及功能
(1)具有快开门式结构，安全的机械电气联锁，现场安装接线更为迅速。
(2)可编程控制器程式执行迅速，模块化结构，提供了最大的灵活性和控制能力。
(3)具有RS485通讯口，可根据需要扩展实现CC-LINK工业现场开放式网络联接，方便与其它系统联接进行数据通讯，方便与矿方监测中心联网。
(4)以彩色液晶显示屏显示胶带机的设备运行状态、传感器状态、张紧系统工作状态、控制系统自检信息等。
(5)具有起车前的自动预告、沿线打点联络以及语言通讯功能。
(6)可胶带输送机的运行特性实现主电机的分时、轻载启动、停止等功能。
(7)可实现胶带机打滑、跑偏、堆煤、闭锁、灭火洒水、烟雾、超温、纵撕保护及电流、温度、速度的测量等，并可以方便定义和修改所有被测模拟参数的报警值、保护动作值。
(8)可与其它井下设备联控如液压自动张紧装置，实现起车前的皮带张紧。
(9)具有检修时的安全闭锁功能。
2、主要技术参数
额定输入电压：交流127V，工作电压：115V、24V
额定输入电流：5A
最大输入输出量：256点
具有本安电源输m：电压DC24V，电流100mA
电压DC12V，电流240mA
表面温度：不大于150℃。
3、系统设计
系统的工作由信号检测、逻辑运算、控制输出等过程组成，这些过程的实现均由BXWII控制系统自动实现。控制核心部件选用三菱FX2N-48MR可编程控制器，配有RS485接口、模拟量模块、通讯模块等完成皮带机的现场数据采集及过程控制等。
FX2N-16CCL-M系统主站块，可使PLC在现场总线CC-Link中作为主站使用，可接7个远程I/O站以及8个远程设备站，最大传输距离为13.2km，可有效节约布线，减小误配线率，方便、快捷、高效地使PLC与各外接设备进行网络通讯，实现远程控制。
FN2N-4AD模拟量检测模块采集电机电流信号，具有12位高精度分辨率，4通道，通过软件编程，数据运算实现多台电机功率平衡。提高了设备运行性能，延长设备使用寿命。
采用图形操作显示终端，运用FX-PCS-DU-WIN-C专业软件，设定了用户显示操作画面，监示画面，数据采样图表，故障报警记录等状态信息，为用户提供了优良的操作环境，并且能显示和修改工作程序，方便了现场调试工作。
3.1信号检测
首先由各种传感器检测出胶带机的各种信号，这些信息输入到BXWII控制箱可编程控制器FX2N-48MR，由PLC内CPU判断，同时根据远程或司机控制输入的要求，依照编定的程序，完成控制功能，实现启动预告、设备运行和胶带机保护。
被检测信号基本上可分为开关量（无电位接点）、模拟量两种。
(1)开关量信号检测。开关量信号有：拉线、跑偏、纵撕、堆煤、超温洒水、烟雾、温度、电机开关返回接点、松闸开关返回接点、位置开关等。
开关量信号是通过接点的通断，进入BXWII-120/115型矿用隔爆兼本安控制箱PLC的开关量模块的输入口。接点闭合时，通过光耦向内部送人一低电平信号（“0”信号）；接点断开时，向内部送人一个高电平信号（”1”信号），该PLC根据高、低电平信号和编程设置，判别设备的运行状态及是否有故障发生。
(2)模拟量信号检测。模拟量信号有：胶带速度、电机电流、温度、烟雾等。
①速度信号检测。由速度传感器输m峰值5V以上的方波频率信号进入PLC频率量模块的计数口，实现胶带机运行速度的检测。该频率信号与皮带速度的对应关系为：f=600v(f为输出频率值，单位为H2；v为皮带速度，单位为m/s)
②电机电流信号检测。主电机开关真空磁力起动器中电流检测器输出的4～20mA电流信号输入到PLC模拟量模块的输入口，实现电流的检测。其输出4～20mA电流信号对应电流为0～1.41e(le为真空磁力起动器设定的额定电流)。
③温度的检测。Pt100铂电阻可直接进入温度模拟量模块的输入口。
(3)保护信号检测。在胶带机运行的启动、运行、停机、急停等各个阶段，本控制箱的PLC随时监测如堆煤、烟雾、跑偏、闭锁、超温、速度、洒水、设备开停状态、制动闸状态等传感器的信号。
3.2控制输出
控制箱对磁力起动器、电机等外部设备的控制是通过接点的通断来实现的，即开关量控制。开关量输出分为本安接点输I叶J和隔爆接点输m。
(1)主电机的控制。PLC通过检测外围传感器有、无故障，通过“自动控制”操作，运行程序自动控制继电器模块输出信号，其输出的继电器接点与电机开关的远控回路相连，控制电机开停。
(2)松闸电机的控制。PLC通过程序自动控制开关量模块输出信号，其输出的继电器接点与控制松闸的磁力起动器的控制回路相连，控制松闸电机的开停。
(3)勺杆电机的控制。PLC通过程序自动控制开关量模块输jLH信号，24V电压经勺杆高、低位行程开关的常开接点去驱动控制箱的本安(1)一非安(d)转换接口，AC220V或127V电源通过其输出的继电器接点直接与伺服电机的线圈相连，控制勺杆的加载和减载。
(4)声光信号器的控制。PLC在系统发m起车、故障报警、紧急停车的命令后，由程序自动控制开关量模块输出信号，去控制KXT16信号器首台，使其发出预告信号，经沿线KXT16信号器将声响发出。并可用打点按钮来实现打点联络，喊话按钮来实现喊话联络。
3.3 运行工况分析及软件设计
为满足日常运行、检修、故障处理等的需要，具备四种控制模式：集控、自动、检修、手动。操作人员可采用不同方式控制胶带机的启动和停止。
(1)集控：可接受上位机信号也可与其它设备联锁起车、停车。
(2)自动：皮带机预警起车，各保护投入检测，，PLC可对各输入口采集的信号进行判断和运算，发m控制指令，实现各设备的自动控制，当出现故障时自动实施紧急停车，并发出声光故障报警，待故障排除后方可再次进行正常起车。
①正常起车。按动正常起车按钮即可完成整个起车过程的操作，各设备按程序依次启动运行。
②正常停车。按动正常停车按钮即可完成整个停车过程的操作，各设备按程序依次停止。
③紧急停车。按动紧急停车按钮即可完成紧急停车过程的操作，各设备按程序紧急停止。
④保护停车。在胶带机运行的启动、运行、停机、急停等各个阶段，本控制箱的PLC随时监测如堆煤、烟雾、跑偏、闭锁、超温、速度、洒水、设备开停状态、制动闸状态等传感器的信号，一旦发生故障，显示故障性质，并判断是否为停车类故障，若是停车类故障，PLC将发出报警声，并进入事故停车处理；若为报警类故障，则只报警不停车。装置对胶带输送机打滑的判断方法为：皮带正常运行后，PLC通过速度传感器检测胶带输送机的实时速度，并与额定速度比较，当检测到的速度V）70%Ve（Ve为胶带机额定速度）时认为正常，当V≤70%Ve且连续10S时（可调），认为打滑故障发生，这时停车并报警；对跑偏的判断方法为：皮带正常运行后，PLC通过跑偏传感器检测胶带输送机发生跑偏时，报警，若跑偏在一定时间内消失，则继续运行，否则开关动作实现停车。
(3)检修：当设备发生非主要保护故障时，先将保护旁路，继续开车，此时可边检修边运行，最大限度的满足生产。出厂时只保留拉线开关起作用，其他保护皆旁路。
(4)手动：主要用于设备调试及检修阶段，此时皮带处于无自动保护的手动控制状态。该方式作为一种备用工作方式提供给用户，只在特殊情况下使用。
结语
电控系统在带式输送机的安全稳定运行中有着重要的作用，经矿井现场运行证明BXWII控制系统是成功的、先进的，系统可靠性高，操作简单，运行稳定，具有较高的推广价值，且具有可扩展性，适合煤矿皮带机控制的实际要求，通讯组网方便，有利于矿井现代化管理。
