1段海涛2孙松
1身份证号码：37030519910922**** 山东淄博 255400 2身份证号码：37030519911211**** 山东淄博 255400
摘要：带式输送机是煤炭运输和提升的重要工具。随着矿山工业的快速发展、综合机械化程度的提高和生产能力的提高，带式输送机在铁矿的使用日益增多，采用一站式运输和提升系统的矿山并不少见。皮带运输主要是通过摩擦驱动连续运输货物的一种方式，主要分为水平运输和倾斜运输。这种运输方式在应用中对矿井生产效率和安全有很大影响。为了提高矿山的生产效果，将可编程控制器应用于信息技术，将继电器逻辑控制与信息技术融为一体根据负载情况调整电机的运行速度，在完成运输要求的基础上不断提高设备的使用寿命。
关键词：井下运输；皮带运输；PLC
1.工程概述
1.1地理位置
淄博市临淄宏达矿业有限公司东北距淄博市张店区约15km，东南距临淄区约15km，行政区划隶属淄博市临淄区凤凰镇。区内有公路通往张店、临淄、桓台等地，公司南部1km有济（南）～青（岛）高速公路通过，向南5km处有309国道通过，地理位置优越，交通运输条件方便（见图2-1交通位置图）。淄博市临淄宏达矿业有限公司附近有国有大矿金岭铁矿、民营北金召铁矿、金鼎股份公司铁矿、顺达铁矿等十几处，区域内铁矿石资源丰富，工业经济基础雄厚。
1.2建设原因
金鼎矿业的王旺庄铁矿在宏达选矿厂北部直线距离约5km处，淄博宏达矿业有限公司占有山东金鼎矿业有限公司王旺庄铁矿30%的股份，根据他们确定的合作模式，该矿生产的30%矿石经地下铁路直接运到宏达矿业加工。另外还有30%的股份所得矿石直接出售给淄博宏达矿业有限公司，所产原矿的60%归淄博宏达矿业有限公司加工销售，因金鼎矿业产能由原来的100万t/a，提高到200万t/a，为了提高运输能力，协商建设井下至地表的皮带运输系统。
2.皮带运输机结构分析
皮带运输是地下矿山生产中常见的运输方式。目前从技术角度来看，总的来说，已经取得了一些成果，比较常见的是沿槽伸缩皮带运输机器和长距离大倾角带式输送机现已得到广泛应用。其中，带式输送机是影响整个系统运行的关键因素。要衡量它的表现，一般从运输距离、皮带速度、运输量、总驱动功率等指标中选择研究评估。整个井下皮带运输结构主要包括控制系统、保护装置和带式输送机。
2.1 控制系统
目前我国矿井下皮带运输系统虽然也利用了 PLC 来进行控制，但是在实际应用上还存在很大的局限性，仅仅停留在电子图版方面，与国外发达国家的应用效果存在很大的差距，还需要就控制系统中存储、计算以及逻辑推理等方面进行更为深入的研究。
2．2 保护装置
从皮带运输的整体运行效果来看，系统的保护装置技术还比较落后，只能完成防跑偏、防滑、超温洒水等最基本的操作，运行安全性和灵敏性还存在严重不足。针对这种情况，需要积极吸收国外在急停闭锁开关、输送带纵向撕裂控制、辊筒温控系统等方面的专业知识，不断提高保护装置的运行效果。
2.3 皮带运输机
目前矿井生产中选择利用的皮带运输机种类比较少，再加上矿井生产环境的特殊性，在实际应用过程中，存在众多因素影响降低了皮带运输机的运行效率。 想要在整体上提高其运行效果，更进一步促进 矿井生产效率，就需要更深层次的对其进行研究，尤其是要做好特殊 型专用皮带运输机的研究发展。
3.PLC 运行原理分析
3.1系统结构分析
PLC 在矿井井下皮带运输电控系统中的应用，分别采用操作 PLC与保护 PLC 来完成各项操作，并通过电缆连接工程一个MPI网络。
其中，操作 PLC 模块部分主要由1个电源模块与一个CPU 模块，3个输入与1个输出模块组成， 以此配置来完成对PLC保护柜与上位机传送信号的接收与输入， 然后根据逻辑控制操作面板中指示灯显示情况，来将其中一部分输入与输出信号传送给 PLC 保护柜，并将其余部分信息传送到上位机。 当 PLC 与上位机处于正常通信状态时，操作 台中继电器会处于封闭状态， 相反的如果 PLC 与上位机处于通信中 断状态时，则操作台中继电器会开启，保证接点信号可以输入 PLC，并取代上位机信号。另外，保护 PLC 模块主要由将 1 个电源模块，1 个 CPU 模块，2 个输入与输出模块组成， 此种结构组成来完成 PLC 传送 信号的接收与输入，并以逻辑控制继电器动作为依据，将所有输入与输出信号传送到操作 PLC 中。
3.2 系统运行原理
可编程控制器系统在井下皮带运输中的应用需要综合分析矿井生产环境的特殊性，可编程控制器的输入和输出应通过12路隔离设备进行信号隔离，并使用250伏/5A的接触容量切割电阻。另外，为了保证PLC控制的皮带输送距离长度能够满足实际生产需要，应适当增加PLC的输出能力，利用转换板和隔离板实现信号隔离和放大，从而实现控制距离的转换。另外，选择使用隔离电路驱动PLC控制设备，即设备在运输过程中出现故障，对PLC系统影响不大，不会造成直接损坏。这不仅可以提高井下运输的安全性，还可以延长设备的使用寿命。
4.PLC 在矿井井下皮带运输中的应用分析
4.1 PLC 系统结构与功能
井下皮带运输方式主要是电机以1+单机和2+单机的方式运行，平均扭矩和平均速度。不同的模式运行速度不同，运行速度和具体情况主要由系统给定的模式决定。操作PLC主要是接收外部输入信号，包括控制台面板选择开关信号、按钮信号、上位机信号和保护PLC信号等。根据拟建逻辑控制台面板上指示灯的状态，将信号传输至操作PLC，最后将信号传输至上位机系统。PLC与上位机正常通讯时，需要关闭继电器，保证其不发挥作用；当PLC与上位机的通讯中断时，继电器接通，保证接触信号输入PLC，而不是来自上位机的信号。安装在继电器柜内的保护PLC主要包括电源模块、输出模块、CPU模块和输入模块，包含两个输入输出模块。
4.2 PLC 系统运行原理
在矿井皮带运输中，扭矩平均和速度平均均选择1+单机运行模式，扭矩平均运行调节系统的主速度调节与给定积分器共享，因为调速器的输出给定值相同，这决定了当单机中的电流反馈强度相同时，传动系统中的DC值和电流值也将相同。转矩的公式为te = Cm φ e Id，其中Cm代表点击常数，φ e代表额定磁通，Id代表电枢轴电流。在运行过程中，如果电机属于串励，可以确定电机之间的φ e相同，当Id相同时，可以确定转矩相同，会形成均匀的转矩。但在实际运行过程中，当系统处于匀转矩运行状态时，为了保证速度满足规定要求，要求1+电机是一个完整的双闭环系统，而2+电机只是一个电流环跟随系统。即使电机输出相同，运行速度也有一定差异。当均速调节系统处于检绳状态时，通过给定的积分器输出值调节回路速度，当电机反馈程度相同时，可以确定电机速度相同。但在实际应用过程中，当系统处于运行状态时，1+电机和2+电机的实际负载会产生电流差。
4.3 单机运行与电动机电气制动
电机运行为一个完整双闭环系统，1+电机与 2+电机运行原理基本相同，运行时如果运人为负力或者停车状态则会通过电气制动方式避免对人员造成伤害。 运行时电机磁绕组时间常数比较大，可以选择增加 2.5 倍强电压的方式来减少转矩反向时间。 如果电气制动出现 越位或者失压等现象后，为降低伤害与损失，也应选择电气制动的方 式停车，降低机械带来的强大冲击力。
结语
矿井井下皮带运输是比较常用的一种运输方式，为提高其运行效率而利
用 PLC，可以更进一步实现运 输的自动化，既能保证运输的安全性与效率，同
时也可以减少设备的检修，延长了设备的使用年限。
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