专利名称：电力线式现场总线输煤皮带电动机控制系统的制作方法
技术领域：
本发明属于电力线式现场总线控制技术领域，尤其是涉及一种电力线式现场总线 输煤皮带电动机控制系统。
背景技术：
目前，在火力发电厂运煤系统中的带式输送机(即输煤皮带机)数量众多，因而对 每个带式输送机的工作状态，具体是对输煤皮带电动机的运行速度、输煤皮带的纵向撕裂 状态、输煤皮带的燃煤输送流量以及布设在输煤皮带两侧的喷洒水装置的喷洒水状态进行 监测时，需监测的数据众多且检测及过程繁琐，相应根据上述监测数据对输煤皮带电动机 对应参数进行控制调整的过程也非常繁琐。传统对带式输送机的电动机(即输煤皮带电动 机)进行最优控制的方法及其相配套使用的控制装置普遍存在的电缆用量大、接线繁琐、 预设电缆距离较远、一次性投资费用高、施工工期长、现场施工难度大、系统运行维护难度 大、系统现场强电干扰问题严重等多种实际问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种电力线式 现场总线输煤皮带电动机控制系统，其设备投资及运行成本低，安装维护简便，信号传输性 能稳定，能解决现有火力发电厂输煤皮带电动机控制系统存在的接线繁琐、电缆距离远、施 工难度大等问题。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种电力线式现场总线输煤皮 带电动机控制系统，其特征在于包括动力供电系统、主PLC控制系统、分别对多个带式输 送机的输煤皮带电动机相关工作参数及输煤皮带本身运行状态进行实时检测且根据检测 结果相应对所述输煤皮带电动机进行控制的多个信号检测及处理装置和将所述多个信号 检测及处理装置所检测信号传送至主PLC控制系统的远方控制信号传输系统；所述远方控 制信号传输系统包括主控装置、分控装置和电缆，主PLC控制系统与主控装置间以通讯方 式或硬接线方式进行连接，主控装置通过电缆与多个分控装置相接且所述多个分控装置分 别与所述多个信号检测及处理装置相接。所述信号检测及处理装置包括对输煤皮带电动机的运行速度进行实时检测的速 度传感器、对输煤皮带的纵向撕裂状态进行实时检测的撕裂传感器、对输煤皮带的燃煤输 送流量进行实时检测的电子皮带秤、对布设在输煤皮带两侧的多个喷洒水装置的喷洒水状 态进行实时检测的水分检测单元、对所述输煤皮带电动机进行控制的MCU处理器以及分别 与MCU处理器相接的信号调理电路和I/O通信接口，所述速度传感器、撕裂传感器、电子皮 带秤和水分检测单元均与信号调理电路相接；所述MCU处理器与输煤皮带电动机的电机驱 动控制回路相接。所述速度传感器包括对所述带式输送机的皮带运行速度进行实时检测的带速传 感器和/或对所述带式输送机中从动滚筒的转速进行实时检测的转速传感器。4
还包括与MCU处理器相接的报警单元、参数设置单元和状态指示单元。还包括与MCU处理器相接的信号耦合电路，所述MCU处理器通过信号耦合电路与 I/O通信接口相接。所述速度传感器、撕裂传感器、电子皮带秤和水分检测单元的数量均为一个或多 个，且多个速度传感器、撕裂传感器、电子皮带秤和水分检测单元均并接在MCU处理器的信 号输入端上。所述主PLC控制系统与主控装置间以通讯方式进行连接，且二者间通过第三方设 备接口模块进行连接。所述主控装置与第三方设备接口模块均设置在远程站内；所述主控装置的数量为 一个或多个。所述MCU处理器安装在一控制箱内的电路板上且参数设置单元和状态指示单元 均布设在控制箱的控制面板上，所述状态指示单元由多个LED指示灯和多个数码管显示器 组成。所述动力供电系统安装在远程站内，动力供电系统通过电缆分别向各运行速度检 测及处理装置供电。本发明与现有技术相比具有以下优点1、将电力线载波技术与现场总线技术相结合，能有效解决火力发电厂输煤皮带电 动机控制系统所存在的接线繁琐、预设电缆距离较远、现场施工难度大等实际问题。2、其电力线式现场总线采用主控制装置及电缆作为信号的传输总线，与上位机程 控室主CPU、远程通讯模块(或交换机)及下位的信号检测及处理装置依次连接，实现在远 方对多个带式输送机的电动机即输美皮带电动机进行实时监控的目的。3、响应速度快，单个信号检测及处理装置的响应速度在2S以下。4、通讯距离远，理论距离可达到30km，在工程使用中不受工厂实际距离的限制。5适用面广，不仅可适用于电力、电子行业自动化控制领域，可拓广运用到制造业、 冶金、石化、物流等多种行业设备的自动化控制系统中。6、工作性能更可靠，程控室内采用上位机与可编程控制器共同控制，在上位机无 法正常运行的情况下，可编程控制器的主CPU可以独立控制整个控制系统正常运行，同时 实现了主控装置与可编程控制器之间的无缝连接。7、采用电力线现场总线技术，控制信号以载波方式进行传输，唯有同频的信号才 可对系统造成干扰，因而这种干扰可以预知并通过各种措施予以消除，由此大幅度提高了 系统的抗干扰能力，不会出现信号的断续、传输迟延等不利情形。9、根据现场布线方便，安装简便，大大提高劳动效率且应用方式灵活。10、MCU处理器采用CMOS数字集成电路，抗干扰能力强，工作性能稳定，测速精度 尚ο11、控制箱表面采用静电式喷塑涂覆工艺，涂层均勻，附着力强，耐老化。12、防护等级高且器防护等级为IP67。总之，本发明可靠性、时效性、先进性满足电厂整体运行的需求，其采用信号检测 及处理装置实时采集皮带输送机电动机的运行速度、输煤皮带的纵向撕裂状态、输煤皮带 的燃煤输送流量以及布设在输煤皮带两侧的喷洒水装置的喷洒水状态等信号后，经过MCU处理器进行实时处理并将所检测并采集的运行速度信号经耦合后通过总线传送给程控上 位机进行显示，同时在现场进行相应的报警指示。本监控系统可以同时监测多个信号检测 及处理装置的监测参数，由于使用了总线方式因而系统会更加简洁，并且信号传输总线可 以和电源线共用，因而电缆用量会因被检测数目的增加而显著降低。本发明的应用极大程 度上保证了皮带输送机运行的安全性，为电厂大大节省了投资、人力，以最简单、方便和经 济的手段实现了多个信号检测及处理装置的检测结果在程控室上位机画面上的自动显示， 对减轻运行人员的工作量有着重要的意义和作用，维护省时省力、简单易行，系统反应速度 快且与输煤程控接口方式灵活，总之，获得了好的经济效益及社会效益。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明的工作原理图。图2为本发明多个信号检测及处理装置的电路原理框图,附图标记说明
1-运行速度检测及处1-1-带速传感器；1-3-撕裂传感器； 1-4-电子皮带秤；1-6-MCU 处理器； 1-7-1/0 通信接 口 ；1-9-参数设置单元；1-10-状态指示单元；
1-12-信号调理电路；2-主PLC控制系统；4-电缆；5-第三方设备接口模块7-端子排；8-动力供电系统；10-分控装置。1-2-转速传感器；理装置 1-5-水分检测单元； 1-8-报警单元； 1-11-信号耦合电 路；3-主控装置； 6-远程站； 9-电源模块；
具体实施例方式如图1所示，本发明包括动力供电系统8、主PLC控制系统2、分别对多个带式输送 机的输煤皮带电动机相关工作参数及输煤皮带本身运行状态进行实时检测且根据检测结 果相应对所述输煤皮带电动机进行控制的多个信号检测及处理装置1和将所述多个信号 检测及处理装置1所检测信号传送至主PLC控制系统2的远方控制信号传输系统。所述远 方控制信号传输系统包括主控装置3、分控装置10和电缆4，主PLC控制系统2与主控装置 3间以通讯方式或硬接线方式进行连接，主控装置3通过电缆4与多个分控装置10相接且 所述多个分控装置10分别与所述多个信号检测及处理装置1相接。结合图2，所述信号检测及处理装置1包括对输煤皮带电动机的运行速度进行实 时检测的速度传感器、对输煤皮带的纵向撕裂状态进行实时检测的撕裂传感器1-3、对输煤 皮带的燃煤输送流量进行实时检测的电子皮带秤1-4、对布设在输煤皮带两侧的多个喷洒 水装置的喷洒水状态进行实时检测的水分检测单元1-5、对所述输煤皮带电动机进行控制 的MCU处理器1-6以及分别与MCU处理器1-6相接的信号调理电路1_12和I/O通信接口 1-7。所述速度传感器、撕裂传感器1-3、电子皮带秤1-4和水分检测单元1-5均与信号调理 电路1-12相接。所述MCU处理器1-6与输煤皮带电动机的电机驱动控制回路相接。
本实施例中，所述速度传感器包括对所述带式输送机的皮带运行速度进行实时检 测的带速传感器1-1和/或对所述带式输送机中从动滚筒的转速进行实时检测的转速传感 器1-2。同时，所述信号检测及处理装置1还包括与MCU处理器1-3相接的报警单元1-8、参 数设置单元1-9和状态指示单元1-10，以及与MCU处理器1-3相接的信号耦合电路1-11， 所述MCU处理器1-3通过信号耦合电路1-11与I/O通信接口 1-7相接。所述速度传感器、撕裂传感器1-3、电子皮带秤1-4和水分检测单元1-5的数量均 为一个或多个，且多个速度传感器、撕裂传感器1-3、电子皮带秤1-4和水分检测单元1-5均 并接在MCU处理器1-3的信号输入端上。所述主PLC控制系统2与主控装置3间以通讯方式进行连接，且二者间通过第三 方设备接口模块5进行连接。所述主控装置3与第三方设备接口模块5均设置在远程站6 内。所述主控装置3的数量为一个或多个。所述MCU处理器1-3安装在一控制箱内的电路 板上且参数设置单元1-9和状态指示单元1-10均布设在控制箱的控制面板上，所述状态指 示单1-10由多个LED指示灯和多个数码管显示器组成。所述动力供电系统8安装在远程 站6内，动力供电系统8通过电缆4分别向各运行速度检测及处理装置1供电。所述第三 方设备接口模块5通过电源模块9进行供电。所述主控装置3与电缆4间通过端子排7进 行连接。综上，多个信号检测及处理装置1分别将其实时采集的各带式输送机的输煤皮带 电动机相关工作参数及输煤皮带本身运行状态信号通过主控装置3、分控装置10和电缆4 传送至主PLC控制系统2。同时，主控装置3和分控装置10中均设置有阻波装置，该阻波装 置的作用在于将控制系统中的高频信号与外界系统相隔离，以免对外界系统造成影响和干 扰。本发明的具体工作过程是多个信号检测及处理装置1将其实时采集的各带式输送机 的输煤皮带电动机相关工作参数及输煤皮带本身运行状态信号(包括输煤皮带电动机运 行速度、输煤皮带撕裂状态、皮带喷洒水、输煤皮带燃煤输送流量等参数)通过分控装置10 和电缆4上传至主控装置3，继而再通过主控装置3同步上传至程控室内主PLC控制系统2 的主CPU，从而实现在程控室上位机画面上对各带式输送机运行速度的实时监控。在实时监 控同时，主PLC控制系统2根据上述检测结果通过MCU处理器1-3相应分别对多个输煤皮 带电动机进行控制。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明 技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技 术方案的保护范围内。
权利要求
1.一种电力线式现场总线输煤皮带电动机控制系统，其特征在于包括动力供电系统 (8)、主PLC控制系统( 、分别对多个带式输送机的输煤皮带电动机相关工作参数及输煤 皮带本身运行状态进行实时检测且根据检测结果相应对所述输煤皮带电动机进行控制的 多个信号检测及处理装置(1)和将所述多个信号检测及处理装置(1)所检测信号传送至 主PLC控制系统O)的远方控制信号传输系统；所述远方控制信号传输系统包括主控装置 (3)、分控装置(10)和电缆，主PLC控制系统( 与主控装置(3)间以通讯方式或硬接 线方式进行连接，主控装置C3)通过电缆(4)与多个分控装置(10)相接且所述多个分控装 置(10)分别与所述多个信号检测及处理装置(1)相接。
2.按照权利要求1所述的电力线式现场总线输煤皮带电动机控制系统，其特征在于 所述信号检测及处理装置(1)包括对输煤皮带电动机的运行速度进行实时检测的速度传 感器、对输煤皮带的纵向撕裂状态进行实时检测的撕裂传感器(1- 、对输煤皮带的燃煤输 送流量进行实时检测的电子皮带秤(1-4)、对布设在输煤皮带两侧的多个喷洒水装置的喷 洒水状态进行实时检测的水分检测单元(1- 、对所述输煤皮带电动机进行控制的MCU处 理器(1-6)以及分别与MCU处理器(1-6)相接的信号调理电路(1-12)和I/O通信接(1_7)， 所述速度传感器、撕裂传感器(1-3)、电子皮带秤(1-4)和水分检测单元(1- 均与信号调 理电路(1-1 相接；所述MCU处理器(1-6)与输煤皮带电动机的电机驱动控制回路相接。
3.按照权利要求2所述的电力线式现场总线输煤皮带电动机控制系统，其特征在于 所述速度传感器包括对所述带式输送机的皮带运行速度进行实时检测的带速传感器(1-1) 和/或对所述带式输送机中从动滚筒的转速进行实时检测的转速传感器(1-2)。
4.按照权利要求2或3所述的电力线式现场总线输煤皮带电动机控制系统，其特征在 于还包括与MCU处理器(1- 相接的报警单元(1-8)、参数设置单(1-9)和状态指示单 (1-10)。
5.按照权利要求2或3所述的电力线式现场总线输煤皮带电动机控制系统，其特征在 于还包括与MCU处理器(1- 相接的信号耦合电路(1-11)，所述M⑶处理器(1- 通过 信号耦合电路(1-11)与I/O通信接口 (1-7)相接。
6.按照权利要求2或3所述的电力线式现场总线输煤皮带电动机控制系统，其特征在 于所述速度传感器、撕裂传感器(1-3)、电子皮带秤(1-4)和水分检测单元(1-5)的数量 均为一个或多个，且多个速度传感器、撕裂传感器(1-3)、电子皮带秤(1-4)和水分检测单 (1-5)均并接在MCU处理器(1-3)的信号输入端上。
7.按照权利要求1、2或3所述的电力线式现场总线输煤皮带电动机控制系统，其特征 在于所述主PLC控制系统( 与主控装置C3)间以通讯方式进行连接，且二者间通过第三 方设备接口模块( 进行连接。
8.按照权利要求1、2或3所述的电力线式现场总线输煤皮带电动机控制系统，其特征 在于所述主控装置( 与第三方设备接口模块( 均设置在远程站(6)内；所述主控装置 (3)的数量为一个或多个。
9.按照权利要求2或3所述的电力线式现场总线输煤皮带电动机控制系统，其特征在 于所述MCU处理器(1-3)安装在一控制箱内的电路板上且参数设置单元(1-9)和状态指 示单元(1-10)均布设在控制箱的控制面板上，所述状态指示单元(1-10)由多个LED指示 灯和多个数码管显示器组成。
10.按照权利要求1、2或3所述的电力线式现场总线输煤皮带电动机控制系统，其特征 在于所述动力供电系统⑶安装在远程站(6)内，动力供电系统⑶通过电缆⑷分别向 各运行速度检测及处理装置(1)供电。
全文摘要
本发明公开了一种电力线式现场总线输煤皮带电动机控制系统，包括动力供电系统、主PLC控制系统、分别对多个输煤皮带电动机相关工作参数及输煤皮带本身运行状态进行实时检测且根据检测结果对输煤皮带电动机进行控制的多个信号检测及处理装置和将多个信号检测及处理装置所检测信号传送至主PLC控制系统的远方控制信号传输系统；远方控制信号传输系统包括主控装置、分控装置和电缆，主PLC控制系统与主控装置相接，主控装置通过分控装置和电缆与信号检测及处理装置相接。本发明设备投资及运行成本低，安装维护简便，信号传输性能稳定，能解决现有火力发电厂输煤皮带电动机控制系统存在的接线繁琐、电缆距离远、施工难度大等问题。
文档编号B65G43/00GK102050312SQ200910218540
公开日2011年5月11日 申请日期2009年10月27日 优先权日2009年10月27日
发明者李博昌, 邹亚亮 申请人:西安博恒智能技术有限公司