PLC皮带机集中控制系统的设计
1 选题背景及课题来源
随着我国煤炭事业的发展及安全形势的要求，越来越多的煤矿希望得到高产量高效率的技术革新来提高自己的竞争力。二十一世纪是个信息化的时代，信息技术已经在社会的各行各业得到广泛应用，在煤矿生产领域，生产及管理的高效性、实时性、安全性直接影响到煤矿的产量效益和成本控制。作为矿山的生产主力军-原煤皮带运输系统也必须接受这一趋势的要求。
原煤皮带运输系统的主体带式输送机是一种输送松散物料的主要设备，因以皮带、胶带作为载物面也叫做皮带运输机、胶带运输机。其具有输送能力大、结构简单、投资费用相对较低以及维护方便等特点而被广泛应用于露天矿和煤矿井下的物料输送。由于传统的煤矿控制皮带机方式效率低、故障率高，尤其是对于具有非线性和时滞性等特点的复杂系统无法进行有效与精确的控制，已经难以满足其生产需求。因而整个皮带机运输系统的建设、管理、调度应该向着信息化、智能化、可视化、集中加分布式控制化的方向发展。因此，建立地面完善的调度集控中心和井下安全高效的监控分站室势在必行，这也是整个皮带机集中控制系统的主要内容。
本课题来源于南京秦安电气科技有限公司的项目。该项目是希望在当前国内煤炭市场不景气的条件下，通过提高装备技术水平，增强矿井自动化控制程度，从而不断服务于矿井生产，提供矿井安全生产率，节能降耗，实现降低矿井生产成本，创造经济效益最大化，同时对于矿井今后长远发展具有十分重大意义。
2 国内外研究现状
2.1国外研究现状
对于皮带机的集控保护发展，国外早在 20 世纪六七十年代就初见成效了，并且，美国于上世纪 90 年代还首先提出数字地球的概念，推动了煤矿向自动化集控系统的进一步发展。其集控系统的保护就是通过将信息的采集、传输、处理、
应用等集成，以监测和控制皮带运输系统，甚至整个煤矿自动化系统。 目前，国外大型带式输送机的监控系统功能已经非常完善，在这些运输集成控制系统中拥有先进的 PLC 控制器，应用了成熟的现场总线进行网络通信，研究开发了先进的程序软件。它们除了对带式输送机的启动与制动可控制、皮带跑偏和煤位进行自动监控外，还对皮带运行速度、各种安全保护装置、皮带张力、传动滚筒与托辊轴承温度等信息进行实时监测与控制。
在这方面，以美国、英国、德国的发展最早，也最为突出。从 20 世纪 80 年代开始，他们致力于在工作面采用计算机控制大功率电牵引采煤机、大功率强输送机、电液压支架和具有软启动功能的刮板输送机等设备。他们使用计算机与通信技术对矿井四大系统：煤炭运输、供电、通风、排水系统等进行工况监测、故障保护与自动控制，对整个煤矿系统的所有信息进行实时监测。 所采集监控的信息全部通过通信网络实时传送到地面集控调度中心，保证了煤矿的安全生产与管理决策更优化、更合理，实现了自动化生产。
它们的系统具有以下特点：集中化，高效率，重环保，高度机械化，主井尽量采用斜井皮带输送机连续运输以及保护，普遍实现了井下皮带输送机的集中控制。例如，在德国佛德利希莱茵兰特矿，它下属鲁尔公司，于 1979 年开始，针对矿中一套皮带运输系统，借助 Geamatie 2000i 型自动化系统对其监视，并由地面皮带调度室控制。 该系统包括总长 18 公里的皮带 26 条，井底辅助煤仓两座，原煤煤仓 10 座，其将 Geatrans21 型遥控系统、Geatrans FQM200i 型高频遥控系统、LogistatGoi 型逻辑电子控系统进行相互配合与连接，形成分级控制结构。它们将给主皮带运输系统供煤的其它顺槽皮带可逐步纳入监视、控制系统，从而可借助快速处理设备独立地进行局部控制和监视，同时，实现对运输量的集中分配。如此以来，利用上述处理设备更有便于及时发现皮带运输系统内的大多数故障，从而加强了运输系统的安全性。再者，因其提供的信息准确，可减少维修量。另外，加入计算机控制设施后，能更有效地使用这套运输系统。 此系统，第一次对皮带运输系统进行了较为全面的集控保护
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