毕业设计带式输送机的PLC控制

1江西现代职业技术学院毕业论文（设计）题目：带式输送机的PLC控制学号：580201010414姓名：黄坚学院：信息工程学院专业：机电一体化班级：机电4班指导教师：刘铁生提交时间：2012年10月24日2目录：第一章绪论1.1国内外带式输送机研究状况及差距1.2改进方法1.3常用带式输送机类型与特点第二章带式输送机施工设计2.1概述2.2带式输送机的设计计算2.3传动功率计算2.4输送带张力计算2.5传动滚筒、改向滚筒计算2.6驱动装置的选用与设计2.7带式输送机部件的选用第三章传动滚筒3.1传动滚筒的作用3.2滚筒的类型及优缺点3.3改向滚筒3.4传动滚筒的选型及设计3.5改向装置3.6滚筒开裂原因及改进第四章可编程控制器4.1PLC的基本组成4.2PLC提高其可靠性的措施4.3控制装置的主要功能4.4各控制部件功能4.5电气控制系统4.6信号与报警3第一章绪论带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。它可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送。除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。所以带式输送机广泛应用于现代化的各种工业企业中。在矿山的井下巷道、矿井地面运输系统、露天采矿场及选矿厂中，广泛应用带式输送机。它可以用于水平运输或倾斜运输。1.1国内外带式输送机研究状况及差距1.1.1国外运带式输送机的研究现状国外在带式输送机动态分析研究方面开展得比较早,动态分析理论与研制的软件已基本能够满足当前带式输送机发展之需；而我国相对较晚,与国外相比还存在一定的差距,尤其是动态分析软件部分。为了尽快弥补这一差距,赶超世界水平,有必要研究和分析当今国外带式输送机的动态分析软件。国外动态分析软件目前,美国、法国、澳大利亚、意大利等国家在动态分析研究方面,已经达到国际领先地位。1.1.2国内运带式输送机技术的现状我国生产制造的上运带式输送机的品种、类型较多。在“八五”期间，通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施，带式输送机的技术水平有了很大提高，煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产品开发都取得了很大的进步。如大倾角、长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内空白，并对带式输送机的主要元部件进行了理论研究和产品开发，研制成功了多种软起动和制动装置以及以PLC为核心的可编程电控装置，驱动系统采用调速型液力耦合器和行星齿轮减速器。1.1.3国内外运带式输送机的技术的差距a、大型皮带输送机的关键核心技术上的差距(1)皮带输送机动态分析与监测技术长距离、大功率皮带输送机的技4术关键是动态设计与监测，它是制约大型皮带输送机发展的核心技术。目前我国用刚性理论来分析研究带式输送机并制订计算方法和设计规范，设计中对输送带使用了很高的安全系统（一般取n=10左右），与实际情况相差很远。(2)可靠的可控软起动技术与功率均衡技术长距离大运量带式输送机由于功率大、距离长且多机驱动，必须采用软起动方式来降低输送机制动张力，特别是多电机驱动时。国内已大量应用调速型液力偶合器来实现输送机的软起动与功率平衡，解决了长距离带式输送机的起动与功率平衡及同步性问题。但其调节精度及可靠性与国外相比还有一定差距。当单机功率500kW时，可控CST软起动显示出优越性。由于可控软起动是将行星齿轮减速器的内齿圈与湿式磨擦离合器组合而成（即粘性传动）。通过比例阀及控制系统来实现软起动与功率平衡，其调节精度可达98%以上。但价格昂贵，急需国产化。b、技术性能上差距我国上运带式输送机的主要性能与参数已不能满足高产高效矿井的需要，尤其是顺槽可伸缩带式输送机的关键部件及其功能如自移机尾、高效储带与张紧装置等与国外有着很大差距。(1)装机功率我国工作面顺槽可伸缩带式输送机最大装机功率为4×250kW，国外产品可达4×970kW，国产带式输送机的装机功率约为国外产品的30%～40%，固定带式输送机的装机功率相差更大。(2)运输能力我国带式输送机最大运量为3000t/h，国外已达5500t/h。(3)最大输送带宽度我国带式输送机为1400mm，国外最大1830mm。(4)带速由于受托辊转速的限制，我国带式输送机带速为4m/s，国外为5m/s以上。(5)工作面顺槽运输长度我国为3000m，国外为7300m。(6)自移机尾国内自移机尾主要依赖进口。对自移机尾的要求是共同的，既要满足输送机正常工作时防滑的要求，又要满足在输送机不停机的情况下实现快速自移。(7)高效储带与张紧装置我国采用封闭式储带结构和绞车拉紧为主。国外采用结构先进的开放式储带装置和高精度的大扭矩、大行程自动张紧设备，托辊小车能自动随输送带伸缩到位。5(8)输送机品种国内机型品种少，功能单一，使用范围受限，不能充分发挥其效能。c、可靠性、寿命上的差距(1)输送带抗拉强度我国生产的织物整芯阻燃输送带最高为2500N/mm，国外为3150N/mm。钢丝绳芯阻燃输送带最高为4000N/mm，国外为7000N/mm。(2)输送带接头强度我国输送带接头强度为母带的50%～65%，国外达母带的70%～75%。(3)托辊寿命我国现有的托辊技术与国外比较，寿命短、速度低、阻力大。我国输送机托辊寿命为2万h，国产托辊寿命仅为国外产品的30%～40%。(4)输送机减速器寿命我国输送机减速器寿命2万h，国外输送机减速器寿命7万h。(5)带式输送机上下运行时可靠性差。d、控制系统上差距(1)驱动方式我国为调速型液力偶合器和硬齿面减速器，国外传动方式多样，如BOSS系统、CST可控传动系统等。(2)监控装置国外输送机已采用高档可编程序控制器PLC。我国输送机仅采用了中档可编程序控制器来控制输送机的启动、正常运行、停机等工作过程。(3)输送机保护装置近年国外输送机先进保护装置技术是国内的空白。1.2改进方法(1)设备大型化、提高运输能力为了适应高产高效集约化生产的需要，带式输送机的输送能力要加大。长距离、高带速、大运量、大功率是今后发展的必然趋势，也是高产高效矿井运输技术的发展方向。(2)提高元部件性能和可靠性设备开机率的高与低主要取决于元部件的性能和可靠性。除了进一步完善和提高现有元部件的性能和可靠性，还要不断地开发研究新的技术和元部件，如高性能可控软起动技术、动态分析与监控技术、高效贮带装置、快速自移机尾、高速托辊等，使带式输送机的性能得到进一步的提高。(3)扩大功能，一机多用化6拓展运人、运料或双向运输等功能，做到一机多用，使其发挥最大的经济效益。开发特殊型带式输送机，如弯曲带式输送机、大倾角或垂直提升输送机等。1.3常用带式输送机类型与特点带式输送机分类方法有多种,按运输物料的输送带结构可分成两类，一类是普通型带式输送机，这类带式输送机在输送带运输物料的过程中，上带呈槽形，下带呈平形，输送带有托辊托起，输送带外表几何形状均为平面；另外一类是特种结构的带式输送机，各有各的输送特点其简介如下各种带式输送机的特点：(1)QD80轻型固定式带输送机与TDⅡ型相比，其带较薄、载荷也较轻,运距一般不超过100m，电机容量不超过22kw。(2)U形带式输送机它又称为槽形带式输送机，其明显特点是将普通带式输送机的槽形托辊角提高到使输送带成U形。这样一来输送带与物料间产生挤压，导致物料对胶带的摩擦力增大，从而输送机的运输倾角可达25°。(3)管形带式输送机是U形带式输送带进一步的成槽，最后形成一个圆管状，即为管形带式输送机，故可以实现闭密输送物料，可明显减轻粉状物料对环境的污染，并且可以实现弯曲运行。(4)压带式带输送机它是用一条辅助带对物料施加压力。这种输送机的主要优点是：输送物料的最大倾角可达90°,输送能力不随倾角的变化而变化,可实现松散物料和有毒物料的密闭输送。其缺点是输送带的磨损增大和能耗较大。(5)钢绳牵引带式输送机它是无际绳运输与带式运输相结合的产物，既具有钢绳的高强度、牵引灵活的特点，又具有带式运输的连续、柔性的优点。7第二章带式输送机施工设计2.1概述2.1.1带式输送机的应用带式输送机(beltconveyer)由驱动装置、拉紧装置、输送带、中部构架和托辊组成。输送带作为牵引和承载构件，借以连续输送散碎物料或成件品。带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。应用它，可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送。所以带式输送机广泛应用于现代化的各种工业企业中。带式输送机与其他运输设备(如机车类)相比，具有输送距离长、运量大、连续输送等优点，而且运行可靠，易于实现自动化和集中化控制，尤其对高产高效矿井，带式输送机已成为煤炭开采机电一体化技术与装备的关键设备。2.1.2带式输送机的结构通用带式输送机由输送带、托辊、滚筒及驱动、制动、张紧、改向、装载、卸载、清扫等装置组成。(1)输送带常用的有橡胶带和塑料带两种。橡胶带适用于工作环境温度-15～40°C之间。物料温度不超过50°C。对于大倾角输送可用花纹橡胶带。塑料带具有耐油、酸、碱等优点，但对于气候的适应性差，易打滑和老化。(2)托辊分单滚筒、双滚筒和多滚筒等。有槽形托辊、平形托辊、调心托辊、缓冲托辊。槽形托辊用以输送散粒物料；调心托辊用以调整带的横向位置，避免跑偏；缓冲托辊装在受料处，以减小物料对带的冲击。(3)滚筒分驱动滚筒和改向滚筒。驱动滚筒是传递动力的主要部件。分单滚筒、双滚筒和多滚筒等。(4)张紧装置其作用是使输送带达到必要的张力，以免在驱动滚筒上打滑。2.1.3带式输送机的技术优势首先是它运行可靠。在许多需要连续运行的重要的生产单位，如发电厂煤的输送，钢铁厂和水泥厂散状物料的输送，以及港口内船舶装卸等均采用带式输送8机。必要时，带式输送机可以一班接一班地连续工作。带式输送机动力消耗低。由于物料与输送带几乎无相对移动，不仅使运行阻力小，而且对货载的磨损和破碎均小，生产率高。有利于降低生产成本。带式输送机的输送线路适应性强又灵活。线路长度根据需要而定。可以安装在小型隧道内，也可以架设在地面交通混乱和危险地区的上空。根据工艺流程的要求，带式输送机能非常灵活地从一点或多点受料．也可以向多点或几个区段卸料。2.2带式输送机的设计计算2.2.1选题背景带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。应用它，可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送。除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。所以带式输送机广泛应用于现代化的各种工业企业中。本论文主要研究平带式输送机的设计过程带式输送机的设计计算，应具有下列原始数据及工作条件资料原始参数和工作条件(1)输送物料：煤(2)物料特性：(1)块度：0～300mm(2)散装密度：0.90t/3m(3)在输送带上堆积角：ρ=20°(4)物料温度：50℃(3)工作环境：井下(4)输送系统及相关尺寸：(1)运距：1000mm(2)倾斜角：β=0°(3)最大运量:350t/h初步确定输送机布置形式，如图2.2-1所示：9图2.2-1传动系统图2.2.2计算步骤带宽的确定：按给定的工作条件,取原煤的堆积角为20°。原煤的堆积密度按900kg/3m；输送机的工作倾角β=0°；带式输送机的最大运输能力计算公式为：Q=3.6svk（2.2—1）式中：Q——输送量（t/h）；v——带速（m/s）；——物料堆积密度（kg/3m）；S——在运行的输送带上物料的最大堆积面积,2mK——输送机的倾斜系数输送带运行速度是输送机设计计算的重要参数，在输送量一定时，适当提高带速，可减少带宽。对水平安装的输送机，可选择较高的带速，输送倾角越大带速应偏低，向上输送时带速可适当高些，向下输送时带速应低些。目前DTII系列带