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华砚矿胶带机电控系统使用说明书天地科技股份公司常州自动化分公司目录一概述…………………………………………………2二装置组成及主要设备配置…………………………2三主要功能……………………………………………2四工作原理……………………………………………2五系统安装……………………………………………5六使用操作方法………………………………………6七维护及故障维修……………………………………8一概述华砚矿胶带机的电控系统选用一套KJ2002型矿用胶带输送机可编程电控装置（以下简称装置）；该装置是一种通用的胶带机防爆电控装置，该装置适用于煤矿井下有瓦斯，煤尘爆炸危险的恶劣环境，也可用于地面恶劣环境，它可以对胶带输送机进行控制和监测，并能和全矿井监控系统联网运行。它以KJD5型矿用本安型可编程控制器（以下简称矿用PLC）为核心，采用语句表编程方式、多CPU并行处理技术、多重抗干扰技术、模块化结构和高防护等级设计，配以电源继电器箱、各种传感器保护装置、通信信号装置以及与驱动装置相应的控制设备构成适用于各种类型胶带机系统的高可靠性监控系统。二装置组成及主要设备配置本装置由KJD5可编程控制机、KF1006A电源继电器箱、各种磁力起动器、各种保护传感器、通讯信号装置组成。各类设备的功能如下：1KJD5可编程控制机是本装置的控制核心，它承担本装置的信号检测，各种设备的控制、及现场程序的修改。2KF1006A电源继电器箱是控制机的重要关联设备，它提供控制机电源，并实现本安和隔爆信号的相互转换，以帮助控制机控制隔爆电器和接收隔爆电器的信号。3磁力起动器主要接收PLC的命令，完成主电机的起停控制。4各种保护传感器则根据用户要求选配，完成各种保护及信息检测功能。5通讯信号装置完成起车前的预告、沿线打点联络和语音通讯功能。以上各种设备详见各自的说明书。三主要功能１控制功能在控制台上可控制胶带机的开停（包括主电机、CST的开停、制动闸的控制即张紧的控制），给煤机的开停。２显示功能在控制机的液晶显示器上能自动显示胶带机的各种保护故障信息，能召唤显胶带速度、电流、红外温度、电机内温、跑偏、闭锁及纵撕发生的位置等。３具有遥控、自动、手动、编程等多种工作方式。遥控：指控制机主板的运行方式设置在“运行2”，手动转换开关打在“联机”位置，方式转换开关打在“自动”位置，胶带机的开／停由地面工控机主站控制的方式。自动：指控制机主板的运行方式设置在“运行2”，手动转换开关打在“联机”位置，方式转换开关打在“自动”位置，胶带机的开／停由控制台上的“开、停CST、停”按钮来控制，所有保护参与控制和监测。手动：指控制机主板的运行方式设置在“运行2”，工作方式打在“手动”位置，胶带机脱离PLC控制，胶带机的开／停由胶带机手动转换开关来完成，此时皮带处于无保护手动控制，控制机只起监测作用。编程：指控制机主板的运行方式设置在“编程”方式，控制机通过键盘修改用户控制程序。注：在“运行”和“编程”方式之间的切换时，必须先停电才能进行。４具有完善的保护功能胶带机具有打滑、纵撕、堆煤、温度（包括红外温度和电机内温）、烟雾、跑偏、急停闭锁等保护功能。四工作原理㈠检测原理１信号检测首先由各种传感器检测出胶带机的各种状态，这些信息输入到PLC内部，由PLC判断，并根据遥控命令或司机操作输入的要求，依照编定的程序，控制各种设备运行（如发预告信号，起动各种电机等）。该方式下的各种信号流向介绍如下：基本上可分为开关量（动合接点、动断接点）和模拟量（频率量）两种。开关量信号是通过接点的通断，进入PLC的开关量输入口（简称开入口：I）。接点闭合时，通过光耦向PLC内部送入一低电平信号（液晶对应显示为“1”信号）；接点断开时，向PLC内部送入一个高电平信号（液晶对应显示为“0”信号），PLC根据高、低电平信号和编程设置，分别判别设备的运行状态，点、灭对应的灯，且判断是否有故障发生。模拟量信号有：胶带速度、电流、红外温度、电机内温、跑偏和闭锁及纵撕的位置等。ａ对速度信号的检测由测速传感器输出峰值4V以上的方波频率信号0～1000Hz，进入PLC频率量板的计数口，然后转换成数字信号0～250。ｂ对红外温度的检测：由红外温度探头输出一个几ｍＶ的电压信号，经变送器放大、Ｖ／ｆ转换电路，变换成200～1000ＨZ的方波信号进入PLC频率量板的频入口，然后转换成数字信号0～253。ｃ对跑偏、闭锁、纵撕的位置检测：由具有编码功能的传感器（KG9001A-C2J急停闭锁开关）输出编码位置信号，进入PLC的位置板，检测跑偏、闭锁开关、纵撕动作的位置。d对电机内温的检测：由控制台内的温度检测板检测电机给出的铂电阻信号，并转换成200～1000ＨZ的方波信号进入PLC频率量板的频入口，然后转换成数字信号0～253。e对电机电流及煤仓煤位的检测：由电机磁力启动器和超声煤位传感器输出200～1000ＨZ的方波信号进入PLC频率量板的频入口，然后转换成数字信号0～253。２保护功能本装置在胶带机运行的各个阶段，PLC随时都接收烟雾、堆煤、纵撕、跑偏、闭锁、温度、速度、主开关返回接点等传感器的信号，如一旦发生故障，液晶对应显示，并判断是否为停车故障；若是停车类故障，蜂鸣器报警，并进入事故停车处理；若为报警类故障，控制台只报警不停车。若用户不作特别要求，现将各种报警类、停车类及故障灯规定如表１。对于停车类故障发生：对应的故障灯亮，液晶显示发生的故障，同时蜂鸣器报警；若先按下按“消音”键，报警声立即停止，但对应的故障灯不灭；若按“清除”键，对应灯不变化，还报警，说明故障还没排除，只有故障排除后，再按“清除”键，对应灯才灭。对于报警故障发生：对应的故障灯亮，液晶显示发生的故障，同时蜂鸣器报警，若先按下“消音”键，报警声立即停止；故障排除后，还必需按“清除”键，把对应故障灯灭掉，故障标志才能清掉。对于打滑故障：正常运行后，通过速度传感器与额定速度比较来检测打滑。当Ｖ〉85％Ｖe时认为正常，当Ｖ≤85％Ｖe且连续10Ｓ时，认为打滑故障发生，这时停车并报警（Ｖ为皮带的实时速度，Ｖe为皮带额定速度）。表１：故障名称故障性质对应灯或液晶显示烟雾停车类亮和显示闭锁停车类亮和显示堆煤停车类亮和显示跑偏（二级）停车类亮和显示纵撕停车类亮和显示打滑停车类亮和显示急停停车类亮和显示红外温度超温停车类亮和显示电机内温超温停车类亮和显示前方皮带联锁故障停车类显示CST跳闸故障停车类亮和显示煤仓高煤位停车类亮和显示运行中抱闸停车类显示运行中电机停停车类亮和显示CST不允许开报警类亮和显示跑偏（一级）报警类亮和显示给煤机故障报警类显示（停给煤机）㈡控制原理控制机对外部设备的控制方式分两种：自动控制和手动控制。目前对高压真空磁力起动器、磁力起动器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（O）。开关量输出分为本安接点输出和隔爆接点输出，具体见《系统原理图》。１自动方式①对主电机的控制PLC根据遥控命令或皮带司机的操作（“开、停CST、停”按钮、“急停”按钮）及检测外围传感器有、无故障时，程序自动控制开关量板输出或关闭12Ｖ1电压信号，12Ｖ1电压去驱动KJD5的继电器，12Ｖ1电压再经其继电器的接点去驱动KF1006A电源继电器箱的i→d转换接口，接口的继电器接点与磁力起动器的远控接点回路相连，控制主电机开停。②对CST的控制PLC根据遥控命令或皮带司机的操作（“开、停CST、停”按钮、“急停”按钮）和检测外围传感器有、无故障时，程序自动控制开关量板输出或关闭12Ｖ1电压信号，12Ｖ1电压去驱动KJD5的继电器，其继电器的接点与真空磁力起动器的远控回路相连，完成对CST的控制。③对起动预告信号的控制PLC根据遥控命令或皮带司机的操作（“开、停CST、停”按钮、“急停”按钮）和检测外围传感器有、无故障时，程序自动控制开关量板输出或关闭12Ｖ1电压信号，12Ｖ1电压去控制KTX21打点信号机，使其发出起动预告信号，经沿线打点信号机将声响发出。２手动方式当控制机处于手动方式时，胶带机的控制主要是通过胶带机手动转换开关来完成的。①对主电机的控制12Ｖ1电压由手动转换开关触点引出，去驱动KF1006A电源继电器箱的i→d转换接口；接口的继电器接点与磁力起动器的远控回路相连,控制主电机的开停。②对CST的控制通过手动转换开关触点引出，去驱动KF1006A电源继电器箱的i→d转换接口；接口的继电器接点与磁力起动器的远控回路相连,控制CST的开停和急停。㈢PLC介绍见《KJD5型可编程控制机使用说明书》。五系统安装㈠安装该装置设备的具体布置由用户根据现场情况而定，下面我们介绍一种通常的布置情况及安装方法：１控制机、电源继电器箱等放置在胶带机机头机电设备集中的地方，最好有一个专门的峒室。２烟雾传感器一般吊挂在主传动辊筒的上方，根据现场风向，以稍靠近下风口为宜。吊挂处不应有严重淋水及粉尘。３速度传感器一般安装在上皮带的下方，因为皮带在起动时重载和轻载胶带升降幅度较大，为了避免传感器的传动轮与胶带脱离，应靠近辊筒附近安装为好，以使速度传动轮升降幅度不致过大，或紧贴换向滚筒安装。安装时要调整角度及位置，以保证胶带满载和空载时，在允许跑偏的范围内，传感器传动轮与胶带紧密接触。传感器须固定在安装架上，安装架的尺寸参见《KG5007A速度传感器使用说明书》。４拉绳紧急闭锁开关一般安装在胶带机行人一侧的机架上，该开关两侧配置拉绳各35米，应根据系统配置情况设置闭锁开关。由于各闭锁开关间用接插电缆连接，所以闭锁开关设置间距应根据所配的接插电缆长度而定（一般为间隔100米）。安装时，用户应根据本开关的安装孔尺寸，自制安装板。用钩形螺栓固定在胶带机架的侧部，然后将开关固定在安装板上。５跑偏开关跑偏开关一般安装在胶带机两侧，在机头、中间、机尾等重要部位各设置一对，以靠近闭锁开关安装在为宜。由于各跑偏开关间用接插电缆连接，所以跑偏开关设置间距应根据所配的接插电缆长度而定（一般配置的接插电缆长度为3米）。６纵撕传感器传感器安装于胶带机受料点前方2至3米处，以皮带正常工作时不刮碰为宜。位置应在两组托辊中间偏后，以靠近闭锁开关安装在为宜。由于采用接插电缆连接，传感器出厂配有安装架，具体方法《DJSBA-1纵撕传感器使用说明书》。７红外温度传感器见使用说明书。(二)接线PLC控制器与各设备间的接线应严格按照图纸对应接线，接线应牢固不松脱,不应有毛刺。给PLC控制器供电的电源继电器箱需外部提供AC220V电源。皮带沿线信号均通过一8芯电缆连接到PLC控制器中，闭锁开关除起急停作用外，还当接线盒使用，各闭锁开关的间连接用8芯线对接即可；两跑偏开关通过一4芯电缆相连，再通过一4芯电缆就近进入同一闭锁开关中；纵撕传感器同样通过一4芯电缆就近接入闭锁开关中。沿线电话单独用一4芯电缆联接。其它传感器接线均通过4芯或8芯电缆与PLC控制器连接。根据设计的外部线缆图及控制机的接线端子图对应接线，接线时应仔细，因电缆芯数较多。六使用操作方法本系统有编程、手动、自动、遥控等四种工作方式，工作方式的选择通过改变运行和工作方式转换开关来实现。下面分别介绍各种方式的操作：(一)自动方式这是本装置推荐的使用方法，在这种方式下，PLC参与监测和控制，实现完善的控制和保护功能。首先将控制台的工作方式设置在“自动”位置，并将电机、松闸、张紧手动转换开关打在“联机”位置。其中电机方式选择可根据要启动电机的数量其中一台、两台或三台在“联机”位置，哪一台电机的位置在“联机”位置则表示此台电机启动，若不在“联机”位置则此台电机在自动启动过程中不启动。启动电机的数量需在自动开之前选择好。１胶带机开车在控制台上按“开”按旋钮，如系统正常（即没有任何停车故障），进入预预告状态。①预告状态：首先发出张紧信号并同时发起动预告信号，打点信号机响，预告15秒延时到，停止预告。同时检测张紧返回信号，若张紧无返回则报张紧故障，停止启动；若张紧信号反户则进入起动状态。若有故障，系统不允许开车，且不发起动预告。②起动状态：控制1#电机的磁力起动器吸合，1#主电