一种胶带输送机综合保护装置的制作方法

本实用新型具体涉及一种胶带输送机综合保护装置。

背景技术：

胶带输送机连续运输能力强、输送效率高、易于实现自动控制，是物料输送系统中常用的机械设备。胶带输送机一般安装在偏远的矿山、厂区等地方，且输送线路长，有的长度可达几公里，因此作为设备保护用的传感器不止一个，比如跑偏开关、拉绳开关都有多个布置在胶带输送机的单侧或双侧。传统保护模式中是将同类型开关串联一起接入电动机控制回路和dcs系统，发生故障时，不能有效分辨故障位置并及时处理，浪费大量的人力和时间，对正常生产产生极大的影响；如果将各个信号分别接入dcs系统，可以有效判断故障位置，但是需要大量的控制电缆，并增加大量的dcs系统模块，经济成本过高。

近几年随着工业的发展，胶带输送机的使用量越来越大，其应用的范围越来越广，发生各类事故也越来越频繁。因此，需要一种安全可靠、维护简便、经济节省、智能化程度高的综合保护装置来预防及处理胶带输送机的各类事故。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种胶带输送机综合保护装置，对胶带输送机进行实时监控，能及时发现故障位置和识别故障种类，安全可靠、维护简便、经济节省。

本实用新型提供的一种胶带输送机综合保护装置，包括传感器组、可编程逻辑控制器、显示屏、电动机和上位机，所述传感器组包括跑偏开关、速度开关、拉绳开关和胶带撕裂开关，所述跑偏开关、速度开关、拉绳开关、胶带撕裂开关、显示屏和上位机分别与可编程逻辑控制器连接。

进一步地，所述可编程逻辑控制器包括cpu主板、ups不间断电源模块、输入模块和通讯模块，所述传感器组与输入模块连接，所述ups不间断电源模块、输入模块和通讯模块分别与cpu主板连接，所述显示屏与cpu主板连接，所述通讯模块与上位机连接。

进一步地，装置还包括低压电气柜，所述可编程逻辑控制器还包括输出模块，所述输出模块分别与低压电气柜和cpu主板连接，所述低压电气柜与电动机连接。

进一步地，所述输入模块包括数字量输入模块和模拟量输入模块，所述跑偏开关、速度开关和拉绳开关分别与数字量输入模块连接，所述胶带撕裂开关分别与数字量输入模块和模拟量输入模块连接，所述数字量输入模块和模拟量输入模块分别与cpu主板连接。

进一步地，所述通讯模块为rs485接口、rs232接口和工业以太网接口中的一种。

进一步地，所述显示屏采用hmi触摸屏。

进一步地，可编程逻辑控制器采用simatics7-1200控制器。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的一种胶带输送机综合保护装置，通过传感器对胶带输送机进行实时监控，能及时发现故障位置和识别故障种类，将相关信号上传到上位机，工作人员不到现场就可以知晓故障情况。可编程逻辑控制器还通过开关量/模拟量输出模块将信号传输到胶带输送机的电动机控制回路和上位机，可以控制电动机立即停机，避免设备的进一步损坏和人员伤亡等重大事故，减少相应的经济损失，安全可靠、维护简便、经济节省。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型第一实施例提供的胶带输送机综合保护装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

请参考图1，本实用新型第一实施例提供的一种胶带输送机综合保护装置包括传感器组、可编程逻辑控制器、显示屏、电动机和上位机(dcs系统)，传感器组包括跑偏开关、速度开关、拉绳开关和胶带撕裂开关，跑偏开关、速度开关、拉绳开关、胶带撕裂开关、显示屏和上位机分别与可编程逻辑控制器连接。可编程逻辑控制器是整个保护装置的核心部件，所有遥信、遥控的信号由可编程逻辑器传输、控制，可编程逻辑控制器实时接收传感器组采集的监测值和信号，并将接收到的监测值和信号发送给上位机。可编程逻辑控制器采用西门子simatics7-1200控制器。可编程逻辑控制器和显示屏可以安装在电气控制箱中，电气控制箱中还可以装设必要的断路器、继电器、接线端子等。显示屏采用hmi触摸屏。配合可编程逻辑控制器，通过组态软件的编程，可以显示胶带输送机的运行状态和传感器的监测信号，发生故障时可以显示故障种类和故障位置。无需额外设置按钮，也不需另外布线。胶带输送机综合保护装置设置在胶带输送机旁边，节省了大量的控制电缆和dcs系统模块，经济效益明显。

可编程逻辑控制器包括cpu主板、ups不间断电源模块、输入模块和通讯模块，传感器组与输入模块连接，ups不间断电源模块、输入模块和通讯模块分别与cpu主板连接，显示屏与cpu主板连接，通讯模块与上位机连接。该保护装置还包括低压电气柜，可编程逻辑控制器还包括输出模块，输出模块分别与低压电气柜和cpu主板连接，低压电气柜与电动机连接。输入模块包括数字量输入(di)模块和模拟量输入(ai)模块，跑偏开关、速度开关和拉绳开关分别与数字量输入模块连接，胶带撕裂开关分别与数字量输入模块和模拟量输入模块连接，数字量输入模块和模拟量输入模块分别与cpu主板连接。

一条胶带输送机设有多个跑偏开关对输送机胶带进行监测，每50m设置一对。跑偏开关能够实现两级动作，一级动作用于报警，二级动作用于停机和报警。输送机胶带跑偏时，胶带触碰开关立辊，当立辊偏转至一级动作角度时，一级开关动作，并输出信号报警。如果胶带继续跑偏，使开关的立辊达到二级动作角度时，二级开关发出停机信号同时发出报警信号。一级动作报警信号和二级动作停机信号及报警信号均为无源干接点，通过物理硬接线连接到可编程逻辑控制器的di模块，若是一级动作报警信号，cpu主板根据将报警信号发送给上位机和显示屏，若是二级动作停机信号，cpu主板控制电动机停机，并将停机信号反馈给上位机报警，达到保护设备的目的。

速度开关安装在被传动轴旁，被传动轴装有检测片。当电动机运转时，通过传动装置驱使被传动轴转动，被传动轴上的检测片也随之转动。速度开关接收到检测片的均匀间隔脉冲信号。当设备发生卡转，堵转、断轴、皮带打滑、传动带脱落故障时，被传动轴将慢转或停转，此时检测片也随之慢转或停转，速度开关将接收不到检测片的均匀间隔脉冲信号。速度开关将由闭合状态转为断开状态，输出无源干接点的报警信号或跳停信号传输给可编程逻辑器，cpu主板根据将报警信号发送给上位机和显示屏，若是跳停信号，cpu主板控制电动机停机，并将停机信号反馈给上位机，达到保护设备的目的。

拉绳开关安装于胶带输送机单侧或双侧的机架上，用钢丝绳沿着输送机两侧把开关连接起来。一条胶带输送机有多个拉绳开关，每30～50m设置一个或一对。当输送带设备发生紧急事故时，在现场沿线任意处拉动钢丝绳，钢丝绳牵动驱动臂旋转，通过传动轴带动扭力弹簧使精密凸轮发生位移，驱动微动开关发出信号。拉绳开关输出为无源干接点信号，通过物理硬接线连接到可编程逻辑控制器的di模块上，cpu主板将信号传输给显示屏显示，并将信号传输给上位机。

胶带撕裂开关，其纵向撕裂信号是通过安装在上胶带下方的传感器来获得。其配有无源干接点报警信号和模拟量的形变信号，分别通过物理硬接线连接到可编程逻辑控制器的di模块和ai模块上。当发生事故时，胶带撕裂开关触发可编程逻辑控制器动作，控制器通过输出模块将信号传输到胶带输送机的电动机控制回路，使得胶带输送机立即跳停电动机，避免设备的进一步损坏。

通讯模块为rs485接口、rs232接口和工业以太网接口中的一种。通讯模块若是采用rs485接口或rs232接口时，采用profibusdp、modbus的通讯方式；采用工业以太网接口时，以modbustcp/ip或profinet通讯的方式连接到支持接口协议的设备上。

在实施时，胶带输送机综合保护装置的工作原理如下：跑偏开关、速度开关、拉绳开关、胶带撕裂开关将传感信号通过控制电缆用物理硬接线的方式，连接到可编程逻辑控制器的输入模块上。来自低压电气柜的胶带输送机电动机控制的备妥、运行开关量信号通过控制电缆用物理硬接线的方式，连接到可编程逻辑控制器的输入模块上。当胶带输送机任一传感器发生报警信号时，可编程逻辑控制器通过其通讯接口，将信号通过通讯的方式上传到上位机(dcs系统)，中控操作员可以实时监控到报警信号，预防设备事故进一步加剧。当胶带输送机任一传感器发出跳停信号时，表示需要立即停机。这时，可编程逻辑控制器通过其信号输出模块，将跳闸的开关量信号通过控制电缆用物理硬接线的方式，连接到低压电气柜中电动机控制回路的跳闸回路，立即跳停电动机。同时，将跳停信号通过通讯的方式上传到上位机，及时记录故障信息，并通知中控操作员。

胶带输送机综合保护装置的多个传感器在可编程逻辑控制器中都有编址且唯一，传感器对胶带输送机进行实时监控，传感器将采集的信号传输给可编程逻辑控制器，一旦故障发生立刻可以识别故障位置和故障种类，并将相关信号上传到dcs系统中，操作员在中控室里可实时监测传感器反馈的信号。当发生事故时，传感器触发可编程逻辑控制器动作，可编程逻辑控制器通过开关量/模拟量输出模块将信号传输到胶带输送机的电动机控制回路和dcs系统中，使得胶带输送机立即跳停电动机并通知操作员，避免设备的进一步损坏，减少了相应的经济损失。利用人机交互模块，使得用户不用到现场人为逐个排查故障原因，可以实现在胶带输送机综合保护装置的液晶显示屏上查看故障类型和故障位置，并以通信的方式把故障信号传输给dcs系统，操作员在中控也可以第一时间判断故障原因和位置。

这里，要说明的是，本实用新型涉及的功能、算法、方法等仅仅是现有技术的常规适应性应用。因此，本实用新型对于现有技术的改进，实质在于硬件之间的连接关系，而非针对功能、算法、方法本身，也即本实用新型虽然涉及一点功能、算法、方法，但并不包含对功能、算法、方法本身提出的改进。本实用新型对于功能、算法、方法的描述，是为了更好的说明本实用新型，以便更好的理解本实用新型。

以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。