柴曉龍電氣工程及其自動化

1、目 錄摘要3英文摘要4第一章 主斜井提升方式5第二章 主斜井帶式輸送機5 2.1 設(shè)計依據(jù) 5 2.2 輸送能力確定 52.3 選型計算 5 2.3.1 初選 62.3.2 運輸能力驗 62.3.3 功率計算62.3.4 張力計算 72.3.5 制動器選型 82.3.6 傳動滾筒軸上逆止力矩 82.3.7 拉緊裝置 82.4 主斜井帶式輸送機供電與傳動 92.5 主斜井帶式輸送機的機械保護 9第三章 嵌入式自動化集中控制系統(tǒng)103.1 系統(tǒng)組成103.2 系統(tǒng)功能10 3.3 主要問題查找及處理方法11 3.3.1 KJD30Z本安計算機故障排除113.3.2 KDK8多功能驅(qū)動器故障排除11

2、結(jié)語13致謝14參考文獻15摘要：帶式輸送機具有運輸能力大、工作阻力小、耗電量低，能適應(yīng)較大傾角、運距長及連續(xù)作業(yè)的特點，許多煤礦從采掘工作面、采區(qū)上下山、運輸大巷直到地面運煤系統(tǒng)都采用了帶式輸送機。但帶式輸送機也有它的缺點，如輸送帶成本高、初期投資大、易損壞、不能承受較大的沖擊與摩擦，機身高、需專門的裝載設(shè)備，不適于運送有棱角的貨載，對彎道的適應(yīng)性也比較差。因此在煤礦選用運輸設(shè)備時要綜合考慮其利弊，發(fā)揮其最好的作用。隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展,電氣自動化工程控制系統(tǒng)在我國的社會經(jīng)濟發(fā)展越來越凸顯它的重要地位。縱觀我國工業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展之路,電氣自動化工程在其中有相當大的作用。其中電氣自動化工程控制系

3、統(tǒng)幫助企業(yè)減少經(jīng)濟成本,提高檢測的精確度等等。同時,電氣自動化工程控制系統(tǒng)在一定程度上減少了事故的發(fā)生,大大提高了電氣自動化工程的安全性能,確保整個電氣工程能夠平穩(wěn)的運行。關(guān)鍵詞：主斜井、帶式輸送機、嵌入式自動化集中控制系統(tǒng)Abstract: the belt conveyor with large transport capacity, small working resistance, low power consumption, it can adapt to the bigger angle, long distance and continuous operation charact

4、eristics, many coal mine mining area from the mining face, on the downhill, transports the big lane until the ground coal conveying system are used for belt conveyor. But the belt conveyor also has its drawbacks, such as the conveyor belt of high cost, large initial investment, easy damage, can not

5、withstand the impact and friction is larger, machine height, loading equipment specially, not suitable for transporting angular shipments, the adaptability of the bend is poor. Therefore, in the coal mine transport equipment selection to consider the pros and cons, play its best role. With the conti

6、nuous development of our economy, electrical engineering and automation control system more highlight its important status in our country and the development of social economy. Throughout China's industrial economy development, automation and electrical engineering have a considerable role in th

7、e. System control to help enterprises reduce the economic cost of one electrical automation engineering, to improve the accuracy of detection and so on. At the same time, electrical engineering and automation control system of the accidents are reduced to a certain extent, greatly improves the safet

8、y performance of electrical automation project, to ensure that the entire electrical engineering can running smoothly.Keywords: main inclined shaft, belt conveyor, embedded automation centralized control system第一章 主斜井提升方式主斜井傾角23°，煤炭提升方式可以采用帶式輸送機、串車絞車和斜井箕斗三種方式，本礦井井型為中型礦井、主斜井運距較長。帶式輸送機具有運量大、效率高、成

9、本低、事故少、管理維護簡單、易于實現(xiàn)集中控制和自動化等特點，已被廣泛應(yīng)用于大中型現(xiàn)代化礦井斜井提升中（璐安古城、內(nèi)蒙酸刺溝、山西晉城趙莊等煤礦主斜井均采用帶式輸送機提升），能保證礦井持續(xù)、穩(wěn)定、安全、高效生產(chǎn)，原來各礦提煤均利用串車絞車提升和斜井箕斗，提升能力均不能滿足要求，本次利用原下深澗主井作為提升主井。確定帶式輸送機作為主斜井提升運輸設(shè)備。第二章 主斜井帶式輸送機本礦井主井為斜井，主斜井提升設(shè)備采用鋼絲繩芯大傾角帶式輸送機，擔(dān)負全礦井的原煤提升任務(wù)。2.1 設(shè)計依據(jù)建設(shè)規(guī)模為0.9Mt/a，礦井工作制度按年工作日330d，日凈提升時間16h，主斜井運距500m，傾角為23°47

10、'。2.2 輸送能力確定根據(jù)評審中心出臺兼并重組礦井設(shè)計資料評審辦法中能力核定經(jīng)驗公式計算各主要生產(chǎn)系統(tǒng)能力：單水平提升主斜井運輸能力Q=A×1.15/16×330=196t/h (A礦井生產(chǎn)能力0.9Mt/a)確定主斜井提升運輸能力為Q=250t/h。選用帶寬為1000mm的深槽帶式輸送機。主斜井角度大、四托輥深槽帶式輸送機托輥包角大可以保證煤炭運輸連續(xù)。2.3 選型計算2.3.1 初選：帶寬B=1000mm，帶速V=2.5m/s ，=23°47'，帶強St1250型，輸送量Q=250t/h，運距L=500m，提升高度H=201m2.3.2 運輸

11、能力驗算Im = 3600 S V k = 3600×0.1227×2.5×0.73×0.850 = 685 t/h > Q = 250 t/h式中：Im-輸送能力， t/h S-物料橫截面積，m2-物料松散密度，t/m3， 0.85t/m3k傾角系數(shù)， C0.73能夠滿足設(shè)計輸送要求。2.3.3 功率計算 傳動滾筒圓周力為：PFF1F2F3F=73295N式中：P傳動滾筒圓周力，NF運行總阻力，NF1上分支運行阻力，F(xiàn)1（qqoq）·g·1·Lh =9204NF2下分支運行阻力，F(xiàn)2（qoq）·g·

12、;2·Lh=4381NF3物料提升阻力， F3q·H·g=54721NF各種附加阻力，N；（考慮20000）q每米機長物料重27.78kg/mqo每米膠帶自重28.8kg/mq每米機長上托輥轉(zhuǎn)動部分質(zhì)量11.8kg/m；q每米機長下托輥轉(zhuǎn)動部分質(zhì)量3.8kg/m；1上分支托輥運行阻力系數(shù)0.03；2下分支托輥運行阻力系數(shù)0.03；Lh輸送機水平長度。計算電機功率：PAP·v/1000=183.2kWPMK·PA =247.4kW式中：PA傳動滾筒軸功率 ；PM電動機計算功率；v帶速；K 電機備用系數(shù)，取K1.35 。根據(jù)計算結(jié)果，選取隔爆電動機

13、P250kW，660V，1臺。2.3.4 張力計算按單滾筒單驅(qū)動，取傳動滾筒圍包角210°，設(shè)傳動滾筒e1 值用足， 則：e1=3.003，S1 128954NS2 55659NS1 /S2 =2.317 e1承載段最小張力驗算：承載段最小張力S=10594N式中：l上托輥間距離； f撓度，取f=0.02l。按不打滑條件驗算及按垂度條件驗算，張力均滿足要求。輸送帶安全系數(shù)驗算：nB×STTt9.7滿足帶式輸送機工程設(shè)計規(guī)范GB50431-2008的要求。2.3.5 制動器選型低速軸制動力矩（按最不利情況W=0.012計算）:MT= （q+2q0+q'+q"

14、）×L×a-qHg-（q+q0+q'）×g×L水平×f-（q0+q"）×g×L水平×f×D/2=21370.5N·m為防止停車制動時下滑，選用高速軸制動器YWZ5-400/EB121型，制動力矩47.25kN·m，1臺。n=47.25/21.37=2.2，符合要求。2.3.6 傳動滾筒軸上逆止力矩Mr=0.65×D×q×H-（2q0+q'+q"）×L×f-q×L'×f

15、15;g=21370.5N·m式中：f托輥運行阻力系數(shù)，取f=0.012。選NYD250型逆止器，逆止力矩為90kN·m。n=90/21.37=4.2，符合要求。2.3.7 拉緊裝置選用機尾重錘張緊，在機尾設(shè)張緊車，機尾滾筒安裝在機尾張緊車上。張緊車配重塊，依靠重力自動張緊。 計算選型結(jié)果見表2-1根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定，膠帶輸送機還配置了驅(qū)動滾筒防滑保護、堆煤保護、防跑偏裝置、輸送帶張緊力下降保護裝置、防撕裂保護裝置等各種保護措施。2-1名稱設(shè)備名稱及型號單位數(shù)量主要技術(shù)參數(shù)主斜井主斜井帶式輸送機DTL100/24/250臺1B=1000mm，L=500m（水平長度Lh=4

16、57.4m）Q=250t/h, =23°47',H=201m，V=2.5m/s, St1250鋼繩芯阻燃膠帶電動機臺1YBPT3552-4,250kW,660V減速機臺1M3RSF70-31.5+Fan型制動器臺1YWZ5-400/EB121型 制動力矩47.25kN逆止器臺1NYD250型 逆止力矩 90kN·m張緊裝置臺1機尾重錘拉緊裝置2.4 主斜井帶式輸送機供電與傳動設(shè)主斜井井口房10/0.69kV變電所，2回10kV電源分別引自主井場地10/0.4kV變電所10kV配電系統(tǒng)不同母線段，正常運行時，2回電源同時工作，當一回電源故障或檢修時，另一回電源可保證全

17、部用電負荷安全可靠運行。內(nèi)高壓開關(guān)柜2臺，2臺SGB10-800/10 10.5±2×2.5%/0.69kV 800kVA動力變壓器，10臺低壓開關(guān)柜，2臺電阻柜，低壓配電系統(tǒng)采用單母線分段接線方式，擔(dān)負主斜井膠帶機及其輔助設(shè)備、原煤生產(chǎn)系統(tǒng)等負荷用電。供電電源可靠。主斜井膠帶機電機采用變頻調(diào)速傳動控制。變頻器作為一種高效起動及調(diào)速設(shè)備，能夠自動平滑加減速及快速制動，與計算機系統(tǒng)通訊方便，具有調(diào)速范圍大、起動及制動性能好、精度高、效率高、節(jié)能效果顯著等優(yōu)點，能很好的滿足生產(chǎn)需要。變頻調(diào)速裝置符合國家標準，系統(tǒng)產(chǎn)生的諧波符合國家規(guī)定的入網(wǎng)標準。2.5 主斜井帶式輸送機的機械保

18、護主斜井帶式輸送機采用斷帶保護裝置，選用中國礦業(yè)大學(xué)可靠性研究所徐州銘利（原宏業(yè)）機電設(shè)備有限公司的DDZ系列型斷帶抓捕器。分別設(shè)置了DDZ型上帶保護器和下帶保護器。DDZ系列斷帶抓捕器在正常情況下作托輥使用，當發(fā)生斷帶或逆止器失效時，可迅速抓捕帶式輸送機膠帶斷裂或失控后突然下滑的重、空段膠帶，直至卡死為止。避免膠帶下滑造成的更大損壞。在機頭、機尾和拉緊裝置處設(shè)置了防護欄，防止人員與滾筒相接觸，設(shè)置了制動器、逆止器及聯(lián)軸器護罩。第三章 嵌入式自動化集中控制系統(tǒng)主斜井膠帶機設(shè)置集控系統(tǒng)一套，集控系統(tǒng)設(shè)備符合煤礦生產(chǎn)環(huán)境條件，并符合煤礦安全規(guī)程有關(guān)要求，能夠?qū)崿F(xiàn)對上、下游相關(guān)設(shè)備的聯(lián)鎖控制，實現(xiàn)上

19、下游設(shè)備啟停閉鎖保護功能。并具有完備的各種保護，主要包括：電動機過載、超溫、跑偏、打滑、斷帶、防撕裂、料斗堵塞、拉緊裝置極限位置保護、堆煤保護、沿線急停閉鎖、煙霧保護、溫度保護和自動灑水控制等保護，并具有啟動、停車的預(yù)報及警告信號功能。設(shè)置膠帶鋼繩芯實時監(jiān)測系統(tǒng)，通過對膠帶的實時動態(tài)掃描獲得所有鋼絲繩以及接頭狀況，在線監(jiān)測鋼繩芯膠帶內(nèi)的鋼絲繩斷頭、銹蝕、損傷、斷絲，接頭抽動，接頭脫膠的情況，保證生產(chǎn)運行安全。3.1 系統(tǒng)組成主要由總線設(shè)備和傳感器及外圍設(shè)備組成總線設(shè)備：KJD30Z本安計算機、KDK8多功能驅(qū)動器、KCC2-2總線I/O接口、KCC2-5總線I/O接口、KGV5總線式急停閉鎖開

20、關(guān)、KGS7B速度傳感器。檢測或保護等傳感器設(shè)備：跑偏開關(guān)、堆煤傳感器、煙霧傳感器、溫度傳感器、縱撕傳感器等設(shè)備。專用電纜：十芯接插電纜、五芯接插電纜、四芯接插電纜。主要功能：集中控制、保護、語言通話報警、數(shù)據(jù)顯示、故障顯示等功能。3.2 系統(tǒng)功能1)具有對各種驅(qū)動模式下膠帶輸送機的一般起停、軟控起停、下運起停等控制功能；2)具有膠帶機跑偏保護、打滑和超速保護、沿線急停閉鎖和故障位置檢測、堆煤檢測、煙霧檢測、電機內(nèi)溫檢測、驅(qū)動滾筒溫度檢測、縱撕等完善的檢測保護功能；3) 具有12寸TFT液晶顯示器，以動態(tài)圖形方式顯示狀態(tài)及故障，對狀態(tài)量、累計量及故障的記錄統(tǒng)計功能；4) 控制機具有以太網(wǎng)及RS

21、484接口，可通過以太網(wǎng)接口（OPC協(xié)議）或RS485接口（MODBUS RTU協(xié)議）直接與全礦井平臺互聯(lián)。5) “向?qū)А笔降南到y(tǒng)組態(tài)方式，不需計算機或PLC的編程基礎(chǔ)；6) 可選擇遠程聯(lián)動、本機自動、驅(qū)動器手動3種操作模式;7) 系統(tǒng)具有沿線語音通話、語音預(yù)告與語音報警功能；8) 系統(tǒng)可自動檢測3C總線上的智能設(shè)備3.3 主要問題查找及處理方法3.3.1 KJD30Z本安計算機故障排除1)現(xiàn)象KDK8上電 屏幕白屏原因分析：有兩種可能性，第一是KDK8輸出的第一路15V電源無輸出或保護；第二種是KJD30Z電路板損壞；第三為主板和液晶屏之間的連接電纜松動。排查方法： 第一步為檢查KDK8第一

22、路供電狀況，首先觀察KDK8面板指示燈的第一個指示燈是否點亮或閃爍，正常為點亮狀態(tài)，閃爍為保護狀態(tài)，不亮為無輸出狀態(tài)，再次檢測KJD30Z的電源輸入端是否有電？檢查KJD30Z主控板上電源指示燈是否點亮，點亮表示電路板有電，第三，檢查主控板與液晶屏連接線是否牢固連接，如果牢固并且三種步驟都完好，則表明主控板損壞，需更換。2)現(xiàn)象KDK8上電 屏幕花屏原因分析：可能是主控板于液晶屏之間的連接線連接不好或者部分連接線脫落導(dǎo)致。排查方法檢查主控板與液晶屏連接線是否牢固連接，尤其個別線是否有斷線或者主控板接插件上的針腳是否有壓彎現(xiàn)象。3)現(xiàn)象本機皮帶起車，無聲音，打點講話正常排查方法檢查接口板端子X7

23、 牢固連接，檢查主控板板與接線板X2的26芯排線是否牢固連接，檢查KDK8第三路電源是否正常（KDK8于KJD30Z的電源線的第5、6芯或者3C總線的第9、10），標稱18V4)現(xiàn)象鼠標不動作排查方法首先判斷是否死機，操作按鍵是否有輸出，如按鍵無輸出，檢查與接線板連接的X1的26芯排線是否可靠連接，如果判斷死機，可通過重新上電處理。5)現(xiàn)象沿線無頻率排查方法1、KJD30Z自測頻率，單機自查，先甩開沿線，將X10或X11 跳線 3位全部短接，保證20芯排線以及26芯排線連接可靠，沿線18V電源供電正常，如果V18指示為紅燈，則本機頻率正常工作。如V18不亮，則三個方面排查，X8可靠短接，排線連

24、接可靠，沿線18供電是否正常。6)現(xiàn)象屏幕顯示面板急停排查方法KJD30Z急停按鈕被拍下，沒有恢復(fù)，急停常開觸點出現(xiàn)故障，接口板下方 5566端子 X11， 第三腳、第六腳之間連接到面板急停上的觸點，斷電情況下檢測觸點的狀態(tài)，按鈕為閉合，常態(tài)為打開狀態(tài)。上電情況下 觸點兩點間電壓 3.3V ，按下為0V，有面板急停應(yīng)該是觸點兩端為0 V 。3.3.2 KDK8多功能驅(qū)動器故障排除1）手動不能開出。首先查看指示燈板的鎖頻率指示燈是否點亮，如果點亮，然后查看主控板上鎖頻率的跳線是否跳上，跳線的具體位置見KDK8主控板使用手冊，如果跳上了，則不能開出的原因是硬件急停鎖住了開出口，是正常的，如果沒有跳上或鎖頻率指示燈沒有點亮，執(zhí)行下一步查找。檢查第2路15V供電和24V供電是否正常，從指示燈板上就可觀察到。如果顯示正常，則檢查該路按鈕所對應(yīng)的連接線是否通，如果通，則說明主控板出現(xiàn)了故障，應(yīng)進行更換。2）自動不能開出。首先查看指示燈板的鎖頻率指示燈是否點亮，如果點亮，然后查看主控板上鎖頻率的跳線是否跳上，跳線的具體位置見KDK8主控板使用手冊，如果跳上了，則不能開出的原因是硬件急停鎖住了開出口，是正常的，如果沒有跳上或所頻率指示燈沒有點亮，執(zhí)行下一步查找