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淮南万泰皮带机电控系统说明书

皖北煤电微课堂一机电专业2019-10-08 13:53:55

淮南万泰

皮带机电控系统说明书


 

 

 

 目录

1. 概况........................................................... 4-5

1.1系统简介..................................................................  4

1.2 工作环境.................................................................  4

1.3系统组成.................................................................. 4-5

1.4系统主要保护功能..........................................................  5

1.5主要设备结构

2. 工作原理与操作过程............................................. 6-11

2.1系统工作原理..............................................................  6

2.2控制箱工作原理............................................................ 6-7

2.3操作台工作原理............................................................  7

2.4操作台操作................................................................ 7-9

2.5保护传感器简介............................................................ 9-11

3.人机界面........................................................12-18

3.1主界面窗口................................................................12-13

3.2 设备监控窗口.............................................................. 13

3.3保护监控窗口...............................................................14-15

3.4参数设置窗口...............................................................15-17

3.4故障记录查询窗口...........................................................17-18

3.4帮助界面窗口................................................................18

4. 维护及故障处理..................................................19-20

4.1对PLC的维护................................................................  19

4.2传感器装置维护..............................................................  19

4.3常见故障处理................................................................19-20

 

1. 概况

1. 1系统简介

皮带机集中控制系统一般由驱动装置(变频器、软启动、磁力起动器、CST、液力偶合器等)、KXJ1-127矿用隔爆兼本质安全型可编程控制箱、TH1-24矿用本质安全型操作台和各类保护传感器等组成,它们之间通过电缆连接,以完成对皮带的相应的控制和现场的监控任务。实现矿用带式输送机各种控制要求,如张紧泵站控制、电机的分时起动、胶带的慢速起动、多机驱动和长距离中间驱动等功能。系统配之以各种矿用带式输送机专用保护装置,如烟雾、堆煤、测速、拉线、跑偏等等,加之自带的电机电流显示、带速显示、故障指示和设备运行指示,能够满足矿用带式输送机各种监控要求和保护要求。

系统可以极为方便、形式多样地构成多机集控网,实现远程控制和通讯,甚至能与其他的监控系统进行各种协议的通讯。系统操作简单、性能稳定可靠,为免维护型,是矿用带式输送机极为理想的电气控制系统。

1.2 使用条件

1.2.1 海拔高度低于2000m

1.2.2 周围介质温度在-5~+40℃之间;

1.2.3 周围空气相对湿度不大于95%±3%(环境温度25℃时);

1.2.4 有甲烷和煤尘爆炸危险的环境;

1.2.5 在无强烈颠簸振动及与垂直倾斜度不大于15°的地方;

1.2.6 在无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体及蒸汽环境中;

1.2.7 在有防雨雪(滴水)设备及不经常充满水蒸汽的环境中;

1.2.8 污染等级:3级。

1. 3 系统组成

    ★KXJ1-127矿用隔爆兼本质安全型可编程控制箱

    ★TH1-24矿用本质安全型操作台

皮带机保护装置

  堆煤传感

  速度传感

  烟雾传感器

  温度传感器

  超温洒水电磁阀

  跑偏开关

  纵撕保护传感器

  拉线急停闭锁开关

  声光组合信号装置

  测温传感器

★馈电开关

★磁力启动器或软起动器

1. 4 系统主要保护功能(8大保护)

    堆煤保护(满仓保护)

    温度保护

    撕裂保护

    速度保护

    跑偏保护

    拉线急停保护

    烟雾保护

    洒水保护

1. 5系统主要设备简述

1.5.1 KXJ1-127矿用隔爆兼本安全型可编程控制箱

KXJ1-127矿用隔爆兼本安全型可编程控制箱主要用于煤矿井下有甲烷及煤尘爆炸危险场所中的重载、大负荷、多电机传动的机电设备的系统控制,以及与本质安全型的防爆型式转换,尤其适合带式输送机传动和保护系统、提升机或绞车传动和保护系统、主泵房多台水泵集控系统、局部通风系统的集控系统等的全自动智能控制。

 

 

1.5.1.2 技术参数

a)  输入电压:控制箱AC127V,75%Ue~110%Ue;

b)  本安端:最高开路电压:DC24.2V    DC12.2V

            最大输出电流:0.28A      1.8A

c) 工作制:连续工作制;

1.5.1.3 外形

 

外形尺寸:530*610*530(mm)            

 

 

 

 

1.5.2 TH1-24本质安全型操作台

1.5.2.1操作台基本配置

操作台安装有:按钮、选择旋钮开关、显示屏、指示灯数码显示仪表等。其数量与控制箱匹配,方便的控制皮带机等设备。

1.5.2.2 操作台主要功能

操作台用于配合KXJ1-127矿用隔爆兼本质安全型可编程控制箱对各种皮带机电控系统进行手动操作控制以及系统监控。

1.5.2.4 技术参数

a) 输入本安电源:最高输出电压:DC24.2V DC12.2V

                     最大输出电流:0.28A   1.8A

b) 工作制:连续工作制;

1.5.2.5 外形

 外形尺寸:1080*1000*870(mm)。

            

 

 

2. 工作原理与操作过程

   警告  您必须十分了解本套系统的操作方法,才能操作。您必须经过对现有操作人员进行的作业培训,并通过实践加深对本系统的了解。

    2. 1系统的工作原理

    本套皮带机电控系统由能准确定位的高端传感器检测出皮带运行的状态的信息反馈到控制箱PLC中,同时控制箱PLC又发出一些控制指令给相应的驱动装置,驱动装置识别运行指令后开始运行,同时又由操作台上的按钮和选择开关给控制箱PLC的操作信号,再由PLC把模拟量、开关量信号传送给驱动装置,然后PLC再根据现场的工艺流程和反馈的各种信息进行综合运算后,能实现对皮带进行相应的控制和现场的监控保护任务。

本套皮带机电控系统有两种信号检测分别是:模拟量和开关量信号。模拟量信号:系统对电机采用驱动装置控制模拟量信号;开关量信号:本套系统的外围设备及各种传感器将反馈的开关信号传输到PLC中,以实现对皮带机的控制。各控制设备和系统间通过通讯方式完成信息读取和控制任务,现场设备和传感器等与控制器间通过硬接线完成信息读取和控制任务。本系统的控制系统图如下所示:

 

 

2. 2 控制箱的工作原理

    我公司的控制箱KXJ1-127矿用隔爆兼本质安全型可编程控制箱(以下简称控制箱),选用西门子S7系列PLC为控制核心,具有现场可编程、可扩展、可靠性强。装置设计灵活、组网方便、保护功能齐全,是本系统的控制核心。

    内部主要装置有西门子S7系列PLC控制器和必要的I/O模块、本安电源组件、继电器等组成,它承担皮带控制和保护任务,并预留通信接口,以便与矿井监控系统组网,实现地面远程控制。

2. 3 操作台的工作原理

 操作台的电源是由可编程控制箱内的本安电源提供, 通过可编程控制器的逻辑运算的输入、输出控制操作台上显示皮带机的各种状态和根据现场情况对皮带机实施的各种操作。

本套皮带电控系统中主要是信号灯和按钮、数显仪表(速度、温度等)是通过与可编程控制箱内的PLC相连,通过开关量和模拟量信号对皮带机进行实时控制和显示。

操作台上安装了触摸屏,通过通讯可以与可编程控制箱内的PLC进行数据交换。

   2. 4 操作台的操作

警告 操作人员必须了解工艺要求,熟悉操作台上各个按钮的功能和注意事项,才能对设备进行操作。

以下是对操作台上的各种按钮和指示灯的功能进行说明:

   2.4.1工作方式选择

   2.4.1.1手动方式

控制方式选择在手动方式时设备进入手动启动状态的操作,此功能主要是通过按钮分别对皮带机的进行相应的控制和现场的监控保护

驱动装置的启动由操作台上的启动按钮发出,停止由操作台上的停止按钮发出。当发生故障时,根据现场工艺流程及系统外围设备所反馈的开关信号到PLC的信息会自动停车。

 2.4.1.2检修方式

控制方式选择检修方式,设备在维修时选择此工作方式,当设备检修运行时,即使设备有故障也可以运行,方便电工或者皮带司机检修,避免因故障设备无法运行而无法调试。操作按钮为手动操作。需工艺专门人员,输入密码后方可使用。注意慎用。

2.4.1.3就地控制方式

控制方式选择在自动档上,启动由操作台上的自动启动按钮发出,停止指令也由操作台上的自动停止按钮发出,当发生故障时,根据现场工艺流程和皮带机及其他相关设备的工艺流程,进行停车。

2.4.1.4闭锁控制方式

   控制方式选择在闭锁档上时,无法启动皮带机。

2.4.1.5集控方式

   控制方式选择在集控档上时,由外部控制皮带机。

 2.4.2急停

当急停按钮动作时,任何情况所有的电机和变频器都会立即停止,一般在紧急情况下使用。

 2.4.3复位

   复位按钮的功能是当发生故障时,故障处理完毕后必须先按复位按钮,对故障进行复位后才能运行。开机时应先对设备复位一次,对各设备进行初始化,然后再开机。

2.4.4打铃

手动打铃,方便操作者需要打铃的时候打铃。手动方式工作时必须先打铃进行预警然后再启动驱动装置。

2.4.5手动洒水

   手动洒水方便操作者需要洒水的时候手动洒水。

2.4.6速度选择(可选:当驱动是变频器)

   速度选择分为高速、低速、慢速三段速,操作人员可根据工艺要求选择速度,电机运行时可直接选择。当电机为正转时,此三段都可用,为反转时只有慢速可用。

2.4.7触摸屏操作

   触摸屏操作是根据操作台上的触摸屏操作框内进行操作按钮来实现。操作按钮共有五个,分别是上、下、左、右、确定。

 2.4.8显示

   2.4.8.1信号灯显示

电源指示:本安操作台内的上电正常,说明系统有电可以运行。

运行指示:检测到系统运行时灯亮,说明系统正常运行。

故障指示:检测到各种保护出故障以及急停时灯亮有报警声,说明系统有故障与急停。

停止指示:当系统停止时灯亮,说明系统处于停止状态。

2.4.8.2屏显示(可参考触摸屏操作)

操作台上安装了触摸屏,实时动画显示绞车的各种信息状态。触摸屏主要用于显示,当发生故障时,在触摸屏的设备监控窗口就可以看到故障了。

  2. 5保护传感器

    2.5.1 堆煤传感器:堆煤保护

一般吊挂在机头胶带卸载点或机头煤仓内,正常的煤流不应碰撞堆煤传感器,但当卸载点发生堆煤时,滞留的积煤应能触及堆煤传感器,使它与煤能够可靠接触。

    安装时,可以使用传感器上附带的吊环螺钉直接安装,也可采用钢丝绳或链条悬挂;用于料仓时,最好安装在物料下落不直接撞击的地方,或在传感器上部增加保护管;当传感器安装在靠近仓壁的地方时,离仓壁的距离应保证传感器安装稳定,工作期间不会晃动。

该传感器也作为煤仓的满仓保护。

2.5.2 速度传感器:速度检测和打滑保护

      2.5.2.1 KGSS-M1型速度传感器,此类传感器为模拟量信号。一般安装在下皮带的上方,因为皮带在启动时重载和轻载时胶带升降幅度较大,为了避免传感器的传动轮与胶带脱离,应靠近滚筒附件安装,以使速度传动轮升降幅度不至于过大,或紧贴换向滚筒安装。

      2.5.2.2 GS4(A)型速度传感器为开关量信号,在皮带机机架上安装测速装置和磁钢,装置上的测速传感器,连续不断地监测胶带运行速度,脉冲信号送入PLC,与额定速度进行比较,判别胶带与驱动滚筒间是否打滑。一旦确认打滑,立即停车。

2.5.3 烟雾传感器:烟雾保护                     

一般安装吊挂在主传动滚筒的上方,根据现场风向,以稍靠近下方口为宜。吊挂处不应有淋水和粉尘。有烟雾产生时,往往是皮带打滑摩擦着火,该传感器报警接点动作,立即停车并触发洒水装置动作。

2.5.4 温度传感器:温度保护

   温度传感器安装在皮带机的主驱动滚筒附件,温度探头悬挂在皮带机主驱动滚筒胶带外5~10CM处。当检测到温度一旦超限,接点动作,立即停车并触发洒水装置动作。

2.5.5 超温洒水电磁阀:灭火保护

    在机头驱动部铺设洒水管,当烟雾传感器和温度探头动作时,洒水电磁阀闭合,开通洒水管洒水进行灭火。

安装时,将闸阀按水流方向接入在洒水电磁阀前,工作水压为0.3~1.0MPa。本装置的洒水喷嘴应吊装在保护区皮带的上方,距离皮带面高1.2~1.5米。安装前,请注意电磁阀的供电电压,有AC127VAC36VDC24V等。

    2.5.6 跑偏开关: 检测皮带机胶带跑偏情况

        一般情况下在皮带机机头、中间和机尾各配置一对跑偏开关, 一经动作,延时确认后停车。如果胶带较长或皮带机机道结构复杂时,可以根据需要增加。

    2.5.7 纵撕保护传感器:皮带机的纵撕保护

   在皮带机机头附件的胶带下方安装泄漏式纵向撕裂保护装置,当胶带撕裂有物料落下时即动作,立即停车。

2.5.8 拉线急停闭锁开关:用于皮带机机道随时可以停止皮带机

每条皮带机的机头(或驱动部)、机尾和沿途放置拉线开关,沿机身原则上是每100150米配置一台拉线开关。一经动作,紧急停车。需要手动复位。沿线急停闭锁进行对位显示。

一般安装在胶带运输机行人一侧的机架上,该开关两侧都配置拉绳环,用户根据本开关的安装孔尺寸,自制安装板。

2.5.9 声光组合信号装置:综合通讯信号装置,进行打点、预警和故障告警

皮带机沿线放置声光语音组合信号装置,沿机身每100米配置一个。起动时进行沿线预警;故障时进行警告。皮带机起动时,十秒预警;故障停车时,十五秒告警。也可通过该装置进行打点和讲话联络。

    2.5.10 测温传感器:用于滚筒轴承、电机绕组温度检测。

3. 人机界面      

本套皮带机电控系统的人机界面,主要实现监测皮带机实时运行的工作状态,并有可操作的主界面窗口;设备监控窗口、保护状态窗口、参数设置窗口、电机曲线窗口、故障记录窗口、帮助界面窗口等功能。

  3. 1主界面窗口

   3.1.1主界面窗口显示

  当本安操作台和可编程控制箱上电后,触摸屏会自动进入主界面。主界面窗口显示有:设备监控按钮、保护状态按钮、参数设置按钮、电机曲线按钮、故障记录按钮、帮助界面按钮;时间显示,PLC通讯状态显示,皮带状态显示,保护状态显示,工作方式显示及显示电机的各种参数等。如下图所示:

 

 

3.1.2主界面窗口功能

  3.1.2.1设备监控:单击此按钮  进入设备运行状态窗口。通过此窗口就可以了解系统压力;皮带张力;上、下级皮带启停信号;及侧轴、非侧轴和定子的温度;设备、给煤机、油泵、驱动装置、制动闸和风机当前的运行状态。

  3.1.2.2保护状态:单击此按钮 进入皮带机保护状态窗口显示,显示皮带机的跑偏、滚筒温度、拉线急停、电机电流、洒水、撕裂、烟雾、速度、温度状态;张紧和系统压力保护状态及抱闸反馈等。通讯正常显示“正常”,通讯故障显示“故障”。

  3.1.2.3参数设置:单击此按钮 进入对皮带机的跑偏、滚筒温度、拉线急停、电机电流、洒水、撕裂、烟雾、速度、温度和堆煤状态;张紧和系统压力保护状态;抱闸反馈以及上下级皮带、风机和油泵的启停屏蔽状态进行设置,只显示正在工作中的皮带机的参数。同时可以设置设备的延时保护时间。

  3.1.2.4电机曲线:单击此按钮显示当前时间电机的温度和电流曲线。

  3.1.2.5 故障记录:单击此按钮 进入故障记录查询窗口可以对当天和过去的每个班工作时间内的故障进行查询。

  3.1.2.6帮助界面:单击此按钮进入各按钮操作的帮助界面,分别对设备监控窗口、保护状态窗口、参数设置窗口、电机曲线窗口、故障记录窗口的使用进行说明。

  3.1.2.7皮带状态:皮带机正常指示灯显示“绿色”,皮带机故障指示灯显示“红色”。

  3.1.2.8 PLC通讯状态: PLC通讯状态指示灯变“绿色”时说明各控制设备和系统间通讯正常;PLC通讯状态指示灯为“红色”时说明各控制设备和系统间通讯故障无法完成信息读取和控制任务  如若发现某台设备通讯中断时,可根据图纸排查当台通讯线是否接线牢固可靠。然后再检查其它状态。

  3.1.2.9保护状态:皮带机保护功能正常指示灯显示“绿色”,皮带机保护状态故障指示灯显示“红色”。

3. 2设备监控窗口

    显示系统的压力;皮带的张力;上、下级皮带启停状态;及侧轴、非侧轴和定子的温度;电流;设备、给煤机、油泵、驱动装置、制动闸和风机当前的运行状态等。

3. 3保护监控窗口

显示皮带机的跑偏、滚筒温度、拉线急停、电机电流、洒水、撕裂、烟雾、速度、温度状态;张紧和系统压力保护状态及抱闸反馈等。当系统中各种保护运作正常状态栏中将显示“正常”,否则显示“故障”。如下图所示:

 

3. 4 参数设置窗口

  可以设置皮带机的跑偏状态、滚筒温度状态、拉线急停状态、电机电流状态、洒水状态、撕裂状态、烟雾状态、速度状态、温度状态、堆煤状态、张紧保护状态、系统压力保护状态、抱闸反馈以及上下级皮带启停、风机启停和油泵启停等的屏蔽状态。同时还可以设置设备的延时保护时间。如下图所示:

 

 

为了避免误操作和操作不当,本系统参数设置设有密码,只有负责人才能进入。若用户要对设备参数进行设置时,应该先进行登陆,点击上图中的按钮,打开用户登陆界面通常如图1所示:


 

    密码由现场服务人员告知,输入密码后点击确定即可进入。用户登陆以后,可以对初始密码进行修改,以免不相关的员工或者非机电科专业技术人员对触摸屏进行操作,而造成意外事故。

 

2

    用户可在“用户操作”框中直接点击按钮,打开密码修改界面如下图所示,设置新密码。(请妥善保管好密码,密码丢失或不正确,只有从新下载程序,后果非常严重)。

     同时考虑到不同用户的级别和操作要求,我们可以设置不同用户的操作权限,在“用户操作”框中直接点击按钮,打开用户管理界面如下图所示,添加新用户,设置用户的属性和权限。

 

 

3. 3故障记录查询窗口

    查询当天和过去的每个班工作时间内的故障,并可打印。当需打印故障记录时直接打印图标即可打印。故障记录查询窗口如下图所示:

 

 3. 4帮助界面窗口

     对设备监控窗口、保护状态窗口、参数设置窗口、电机曲线窗口、故障记录窗口等窗口的操作进行指导。如下图所示:

 

4. 维护及故障维修

   警告!      维护人员必须按保养和维护的指定方法进行。

                  维护人员需专业的合格人员来进行。

 

4.1PLC的维护

严禁带电插拔各模块

严禁带电操作主控模块(CPU模块)上的工作方式开关

非专业人员严禁对PLC的程序进行修改

4.2传感器装置维护

沿线闭锁开关动作后应及时人工复位,并经常检验其动作情况。

速度传感器应经常检查其固定架与传感器有无松脱,保证速度检测轮和传感器之间的距离。

烟雾探头应每星期清理一次。

堆煤探头应经常检验其动作可靠。

皮带沿线的闭锁开关和纵撕传感器严禁用水冲洗。

装置传感器动作后应及时处理

4.3系统常见故障处理

  4.3.1不能开车

转换开关由“闭锁”旋开后,即解除闭锁无预告,开不了车。

检查步骤:

检查PLC是否处于“Run”状态。

如果不是,则程序执行状态不对,请打开机门,将CPU模块拨动开关打在“Run”方式上,如是,则检查输入是否正常。

观察PLC的输入点是否工作在正常状态,如果有不正常的指示应排查其故障,在启动过程中应该观察其对应的开关反馈信号,如果有一个设备不能正常返回就不能启动。此时检查相关的控制器件工作是否正常。再次应观察传感器是否动作,没有及时处理而导致不能正常启动的。

     注:故障处理完后,按下复位按钮,方可启动。

4.3.2 PLC不工作

      检查PLC的输出、输入电源、PLC供电电源及各传感器状态是否良好。

4.3.3电机无法启动

  检查装置的输出点是否闭合,其次检查配电柜启动器的状态。

4.3.4 指示灯不亮

 检查下信号灯是否有电压,以确定电源是否正常或信号灯坏,前者则继续检查线路。

 检查不出问题时,但电机无法启动时,可以切断电源2分钟后,重新启动电机.


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