（开滦（集团）国际物流有限责任公司 河北省唐山市 063000）
摘要：皮带运输机也称为带式输送机，是工业机械中重要的大型机械设备，具有运输距离长、运力大、效率高、结构简单等优点，能够长时间可靠运行，容易实现自动化和集中控制，为企业节省大量的人力物力财力。作为一种高效连续的传送设备，皮带运输机不仅可以运输成件产品，还可以运送散状物料，在现代物流、港口、钢铁、煤矿和电厂等行业被广泛使用。随着现代科技的发展，皮带运输机的应用不断升级，其设计与生产融入了大量的现代技术，实现了智能控制系统、故障智能检测系统与传统带式传输机械的深度融合。本文针对现阶段部分煤矿企业皮带运输机的人为控制状况进行分析，探索皮带运输机的智能检测控制系统的研发与应用途径。
关键词：皮带运输机；智能控制系统；应用与研究
一、前言
皮带运输机是一种具有牵引设备的连续运输装置，可运送成品、粒状、块状、散装等货品与物料，为需要长时间作业、具有固定运输路线货物的短距离运输提供了极大的便利，节约了运输成本。皮带运输机是煤矿企业常用的基础设备之一，在运输矿石的过程中发挥了重要的作用。由于作业环境较为恶劣，皮带运输机在正常生产过程中，经常会出现各类故障，例如联轴器断开、过载、打滑与断带等，严重的故障还可能会引起生产事故。皮带运输机的智能检测控制系统可对生产过程及皮带运输机的工作状态进行实时监测，收集声音、图像、温度、位置等信息，并进行进一步的分析与判断，为生产或检修提供详细的分析数据，从而有效降低皮带运输机的故障率。若故障或事故意外发生，该系统能及时预警，并自动干预皮带机的运转，减少损失。因此，皮带运输机智能检测控制系统的研发与应用对推动传统皮带运输产业的结构转型升级，提高现代煤矿企业的管理水平与机械装备自动化水平有着重要的意义。
二、皮带运输机的检测方法和控制系统的设计
在输送矿石的过程中，可能会出现的故障有断带、过负荷、联轴器断开、皮带打滑等故障，需要用到的检测仪器是扭矩检测器。而用纵撕开关来检测皮带的纵向撕裂，选取相应的跑偏开关来检测皮带是否跑偏。需要用计算机作为主机来控制系统，并且选择PLC作为主系统下的子系统，并且在现场采用声光警示。PLC作为子系统接受电机传递过来的信号并且进行相应的处理。把处理过的信号与系统设定值进行比较，把比对的信息最后送回主机，由计算机显示相应的数据，再把得到的结果再次传回PLC子系统，实现两系统间的信息交换，最后由相关系统把信息传给执行机构以便控制执行机构。而跑偏开关输出的是数字信号，执行相同的过程，同理纵撕开关也是，当电机输出功率降低，或者输出功率为正常输出功率的45%时，电机会将功率信号扩大并整形，然后信号由相关系统送到相应的控制单元。当系统出现问题的时候，警示电路立刻工作，警示声响同时发出警示灯光以便提醒工作人员采取有效的措施，尽快使系统恢复到正常状态，对快速恢复生产具有重要的作用。如果是采取了无用的措施，就会持续降低电机的转矩，当电机输出功率降低到一定的程度时或者仅仅为正常工作时的35%时，报警电路就会进入到工作状态，报警铃发出声响并且报警灯光亮起，这个时候控制皮带的运输机就会被迫停止工作，并同时切断给矿机供电的电源，并且停止给矿。当电机的功率增大时，有关系统就会将信号转到控制系统，同时预警电路开始动作，警示铃声开始响并且警示灯开始变亮。当电机的功率超出正常时输出功率的一半时，报警电路被触发，然后自动切断供给电机的电源，并且停止给矿。
三、控制系统的硬件设计
1、皮带运输机监测系统的设计
该监测系统对联轴器跑偏、打滑、过载等问题进行实时的检测和监控，有故障时现场自动报警，同时还可以控制电机的停止和启动。可编程控制器是在工矿环境下对数字运算进行操作的装置。它采用的是一种可以编程的存储器，可以在它的内部进行相应的顺序运算、逻辑运算、算术运算，以及计时、计数等操作指令，并且还可通过数字式或模拟式的输入和输出，来控制各种类型的机械。可编程控制器以及与它相关的设备都应该与控制系统形成一个整体并且符合其易于扩展的原则而进行设计。
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2、编程控制器的设计
为了适应恶劣的工矿环境以及作业需要，与一般的控制装置相比，具有更加优秀的特点：（1）较强的抗干扰能力，以及高稳定性；（2）通用性较好，易于编程；（3）易于购买，装配灵活，便于扩展；（4）装置能耗低、体积小，便于操作维护等。
3、中央处理器的设计
运用控制系统监测与控制皮带运输机时，电机的启动和停止是可以由数字信号来控制的，电机的转动速度和力矩由转矩转速传感器采集信号获得，PLC控制系统对得到的信号进行检测，然后进行相对应的处理，需要计算出实际值，把实际计算值与系统设定值进行比较，PLC的数字模块会显示相对应的数字量信号，以此来控制电动机的启停，而且报警电路运行也是靠PLC发出的信号控制。在这个过程中，主要包含电机启停控制信号、手动自动控制切换信号、故障信号指示灯、紧急停止等，此外还有一组模拟量输入信号，将该信号传输到PLC的模拟量输入模块，通过PLC内部运算，最后可算出皮带运输机的转矩。
4、电路模块的设计方面
根据相应的要求，选用合适的模块，使它可以满足系统的需求。而且PLC经过运算以后，通过输出模块，输出开关信号，以此来控制电机的启动与停止。
四、设计相应的控制系统软件
1、系统功能简介
控制系统应用软件框架的制定应满足皮带运输机的系统功能要求
2、输入输出端口的功能
皮带运输机系统检测控制传感器所采用的信号，必须是经过PLC的模数信号转换才能采用，之后送入到上位计算机系统中，因此该程序需要持续的访问输入输出端口，但是端口的数据不会被直接读取，此时可以调用动态链接库的方法进行读取。
3、数据的处理与分析
数据库内存放可以皮带运输机检测控制系统的实时数据和历史数据。皮带运输机历史数据的查询可以通过数据库操作功能来实现。查询的条件可以依照时间段进行区分，也可以根据厚度和报警记录来区分相应的条件。同时，系统可以直接由高级用户查询相关的内容以提高灵活性。
4、数据的存储和输出模块概述
在检测和控制系统中，有的时候需要把现场的重要数据存储起来。在编程时，采用何种文件格式存储数据是问题的关键，对实现用户的自定义报表输出有重要作用。可以采用数据库文件格式进行存储。对于文件格式，首先要定义数据类型，然后对数据类型的数据用语句开始读写操作。但是，这种对数据的操作方式也存在缺陷，当数据的规模较小时，系统在运行速度上有很大优势，但是就一般的控制系统来说，通常会有非常大的数据量，因此选择合适的文件格式是非常重要的。
总结
综上所述，煤矿企业应用皮带运输机的智能检测控制系统可以在生产过程有效调节皮带机的运输速度，实现皮带运输机的软停车与软启动。智能控制系统的应用明显减少了皮带运输机的电能损耗与皮带设备磨损，在提高皮带设备运行安全系数的同时，也提升了皮带运输机的使用寿命，为煤矿企业节省生产成本。此外，智能控制系统还能有效识别皮带运输机发生的故障类型，进行自我诊断、自我检测与保护电机、皮带等。皮带运输机的智能检测控制系统具有众多优势，符合现代煤矿企业的发展要求，未来发展前景广阔。
参考文献
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论文作者:周萍
论文发表刊物:《电力设备》2018年第7期
论文发表时间:2018/6/25
标签：运输机论文; 皮带论文; 控制系统论文; 信号论文; 电机论文; 系统论文; 智能论文; 《电力设备》2018年第7期论文;