输送机控制系统方案.docx
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输送机控制系统方案
目录
1输送系统概况2
1.1输送系统示意图2
1.2项目概况2
2控制系统总则3
2.1系统设计规范3
2.2控制特点3
2.2.1控制功能3
2.2.2方案特色4
3拖动方案5
3.1拖动系统组成5
3.2拖动方案描述5
4控制系统方案5
4.1控制系统组成6
4.2输送机保护系统8
4.2.1输送机保护装置8
4.2.2输送机保护方案9
4.3控制过程及策略10
4.3.1控制过程描述10
4.3.2控制策略10
4.3.3变频控制优势10
5触摸屏人机界面12
6供货范围及资料14
6.1供货范围14
6.2提供的电气技术资料14
7现场服务15
附录A…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………16
1输送系统概况
1.1输送系统示意图
图1-1-1：
输送机示意图
1.2项目概况
系统概况
输送机全长1418m，头部单台电机驱动（N=500kw，690V），变频驱动；现场提供高压10KV，低压380V电源；
驱动方式
□直接启动；□液力耦合器启动；
变频器启动；□其他
保护
拉绳；
跑偏；
打滑；
撕裂；
堵料；
温度；
声光报警；
□智能拉绳；□智能跑偏；□其他
低压电器
□西门子；
施耐德；□ABB；□其他
PLC模块
西门子；□施耐德；□ABB；□其他
通讯方式
□MODBUS；
DP；□以太网；
端子
供货范围
控制柜；
变频器；
变压器；□高压配电柜；□低压配电柜；
□保护装置；□电缆桥架；□视频监控；□照明系统；□其他
服务时间
国内：
；国外
备注
□初步报价；□二次报价
2控制系统总则
2.1系统设计规范
1.GB50194-93建设工程施工现场供用电安全规范
2.GB50217-2007电力工程电缆设计规范
3.GBJ65-83工业与民用电力装置的接地设计规范
4.GB50025-95供配电系统设计规范
5.GB4728—1984电气图用图形符号规范
6.GB6988—1986电气制图规范
7.GB5094—1985电气技术中的项目代号规范
8.GB7159—1987电气技术中的文字符号制定通则规范
9.GB4205-2003人机界面（MMI）操作规范
10.GB50254-1996电气装置安装工程低压电器施工及验收规范
2.2控制特点
2.2.1控制功能
★控制系统通过PLC满足设备的控制要求，所有状态信号接入PLC控制系统，根据工艺要求进行逻辑控制、故障分析、数据采集及状态显示等；
★具有就地手动、就地自动、远程控制三种控制方式；
★通过变频驱动，使输送机具有可控软启动、软停车、低速验带、无级调速等功能，延长带式输送机使用寿命；
★涵盖常规保护功能，如堵料检测、速度检测、防撕裂、拉绳跑偏检测、温度检测、张力检测等；
★控制系统具有故障显示、错误操作提示、设备连锁指示等功能；
★故障屏蔽功能，高级管理权限人员可使用该功能实现输送机的应急启动；
★控制系统显示所有保护装置状态、报警点的具体位置、驱动及温度点的实时数据。
★控制系统留有与DCS的通讯接口，可实现远程控制；
★控制系统具有故障锁定功能；
★PLC控制柜上设有工作/检修转换开关，当转换开关置于检修位置时，任何操作方式启动不了皮带机，并将此信号上传至中控系统，PLC控制柜的触摸屏会自动跳出检修画面以提醒其他人员注意。
2.2.2方案特色
图2-2-2：
方案特色基本分类
1）控制功能特色
●具备故障模态下的运行方式：
系统运行过程中，若某台电机或某些保护装置故障，通过触摸屏可切换到“故障模态下运行方式”，使输送机系统能够继续运行。
这种工作方式可减少非紧急故障情况下的停车时间，提高整个系统的运营效率。
●具备根据实际情况实现运量、带速自调整功能：
当运量不大时，输送带的带强和宽度会有较大裕量，这时根据系统实际情况，自动匹配运量和带速之间关系，适当的降低带速以达到节能目的。
2）设备维护功能特色
●具备远程诊断接口：
提供可选件——便携式远程诊断箱（见附录A），可通过远程诊断接口与诊断箱的连接，使相关工作人员迅速掌握现场故障情况，并将现场情况传至集控中心。
方便故障排查与维护，减小故障停车时间，同时节省人力资源。
3拖动方案
3.1拖动系统组成
变频拖动系统主要由高压柜、变压器、变频调速装置、电机等构成。
从矿山电力室引入高压供电电源，进入高压进线柜，再由高压出线柜接入变压器一次侧。
变压器的二次侧连接变频器，变压器将高电压降为690V低压，为变频器供电，由变频器控制变频电机无极调速，实现软启动、软停车。
3.2拖动方案描述
带式输送机头部采用一台变压器带一台变频器拖动方式。
图3-2-1：
拖动系统图
4控制系统方案
本系统控制对象主要包括变频器、电机、制动器及各种保护装置，使系统能够正常的顺序起停车，同时对控制对象实时监测，监测各种故障、报警信号，提醒工作人员及时维修，避免生产事故的发生，达到安全可靠，生产效率高，自动化程度高等目的。
4.1控制系统组成
输送机，水平长度约1418米，采用头部单台电机驱动，针对此项目可提供控制方案：
头部配置一台S7-300PLC控制柜，尾部配置一台ET200M非智能从站。
输送机头部采用S7-300PLC控制，尾部采用ET200M作为非智能从站，ET200M柜将采集信息传给PLC。
头部站A站采用西门子S7-300系列PLC进行控制，尾部站B站采用ET200M作为非智能从站，B站通过光纤把信息传递给A站，由A站完成输送机的就地控制。
头部站同时配置一个就地操作箱，安放在现场，实现就地手动开机、手动松/抱闸、急停等作用；
头部站作为就地控制的主站和厂级中控的从站与DCS相连，采用通讯方式上传各个工作站的工作状态和故障信息，也可以接受全厂中控的命令。
控制柜与设备如下图所示：
图4-1-2：
控制柜与设备示意图
此方案头部采用PLC控制，尾部采用ET200M作为非智能从站采集信号，通过光纤传递信息到头部，只需在头部编写程序。
4.2输送机保护系统
4.2.1输送机保护装置
常见输送机保护有：
撕裂、堵料、打滑、拉绳、跑偏等保护信号接入到PLC系统，参与系统的连锁控制和停车控制。
●撕裂保护：
运行的输送带纵向撕裂时，撕裂装置动作，同时中止带式输送机的运行。
●堵料保护：
保护装置在2S内连续检测到料位超过预定位置，堵料检测装置动作，同时中止带式输送机的运行。
●打滑检测：
实时监控输送机速度，并与给定速度相比较，可判断输送机是否出现打滑现象。
●跑偏保护：
当运行的输送带跑偏，或运行的输送带超出托辊端部边缘时，跑偏开关动作，同时中止带式输送机的运行。
●拉绳保护：
拉绳闭锁开关在输送机任何一边的拉线时，拉绳闭锁开关动作，同时中止带式输送机的运行；拉绳闭锁开关能自锁和复位。
●物料检测：
通过对胶带运输机输送物料的检测，可发出空载、轻载、满载和超载的信号，来改变运行方式。
●温度监控:
系统接入温度传感器，温度可通过人机界面进行设定；对皮带机的辊筒及轴承、电动机的前后轴承、电机的每相绕组、减速机温度进行监控，当监视点温度高于整定值系统能自动切断皮带机电源。
输送系统中所需的传感器如下表所示：
序号
名称
数量
单位
1
拉绳开关
94
只
2
跑偏开关
7
对
3
撕裂传感器
1
只
4
堵料传感器
1
只
5
速度传感器
1
只
6
声光报警器
2
只
7
行程开关
2
只
注：
上述各参数可根据现场实际情况和装置、仪表精度进行调整。
4.2.2输送机保护方案
输送系统中所需的I/O端口的数量主要来自于拉绳跑偏传感器，保护系统根据如何确定故障点的方法，主要分为两种方案：
方案一：
采用硬接点单点进PLC控制柜，对拉绳跑偏故障进行定位；
方案二：
采用拉绳跑偏故障定位仪对拉绳跑偏故障进行定位。
方案一：
每个拉绳和跑偏开关分别采用硬接点就近接入到头尾PLC控制柜，尾部柜通过光纤传输信号到头部柜，头部柜完成输送机上下游的连锁控制。
方案二：
采用拉绳跑偏故障定位仪进行故障定位。
拉绳跑偏定位仪采用16位单片机，在线记录拉绳开关、跑偏开关的动作时间和位置，并通过LED数码管实时显示；动作时间和位置记录到EEPROM，该数据可以通过网络远程传输或输出0~5V模拟量。
现场输送机需要拉绳开关94个，跑偏开关7对，需要配置1套拉绳跑偏故障定位仪。
拉绳跑偏定位仪与具有检测功能的现场接线盒一起组成输送机拉绳&跑偏保护系统，并将所有的接线盒串联接到拉绳跑偏定位仪上，即可进行数据采集，通过对采集到的数据进行分析即可判断故障位置，同时将动作时间和位置等信息记录到EEPROM，该数据可以通过网络远程传输或以0~5V模拟量输出。
图4-2-1：
保护系统图
此方案采用拉绳跑偏故障定位仪，拉绳和跑偏开关分别需要一根4芯电缆，省去了中间的电缆，同时也能达到定位故障位置的效果，通过定位仪输出模拟信号来判断故障地点，降低成本且提高了可靠性。
5供货范围及资料
6.1供货范围
序号
项目
设计
供货
调试
安装
备注
1
变压器
750KVA/10KV/690V
乙方
乙方
乙方
甲方
1台
2
变频器ACS800-07-0750-7+D151+K454
乙方
乙方
乙方
甲方
1台
3
PLC控制柜（方案二）
乙方
乙方
乙方
甲方
1套
4
控制软件
乙方
乙方
乙方
1套
输送机头部PLC控制柜
序号
设备名称
品牌规格
单位
数量
1
S7-300CPU
西门子
块
1
2
PS307电源
西门子
块
1
3
存储卡
西门子
块
1
4
数字量输入模块DI32
西门子
块
1
5
数字量输出模块DO16
西门子
块
1
6
模拟量输入模块AI8
西门子
块
1
7
光纤链路模块
西门子
块
1
8
通讯模块
西门子
块
1
9
触摸屏
威伦
个
1
10
隔离变压器
东创
个
1
11
24V开关电源
施耐德
个
1
12
断路器
施耐德
个
2
13
继电器
施耐德
套
45
14
按钮
施耐德
套
3
15
指示灯
施耐德
个
4
16
急停按钮
施耐德
套
1
17
转换开关
施耐德
套
1
18
接线端子
魏德米勒
个
100
19
电涌保护器
国优
台
1
20
按钮箱
定制
台
1
21
控制柜体
定制
台
1
22
柜内安装辅材
项
1
ET200M控制柜设备清单
序号
设备名称
品牌及规格
单位
数量
1
ET200M
西门子
块
1
2
PS307电源
西门子
块
1
3
数字量输入模块
西门子
块
2
4
光纤链路模块
西门子
块
1
5
24V开关电源
施耐德
个
1
6
隔离变压器
国产
个
1
7
继电器
施耐德
套
45
8
空开
施耐德
个
1
9
指示灯
施耐德
个
4
10
急停按钮
施耐德
套
1
11
接线端子
国产
个
100
12
控制柜体
不锈钢
台
1
13
电涌保护器
台
1
14
安装辅材
项
1
6现场服务
我公司将负责本项目界限内的全部的系统调试工作，并就施工时间安排问题积极与招标方人员进行协商，争取最大限度地减少调试时间。
开车期间，我公司将派有经验、技术熟练的技术人员进行现场服务，及时有效地解决问题，不致延误生产。
公司将安排有经验的专业技术人员来制定可行的培训课程。
附录A：
远程诊断箱
系统具备远程诊断接口，提供可选件——便携式远程诊断箱，该远程诊断箱含有远程诊断模块、摄像头、开关电源等设备。
通过远程诊断接口与诊断箱的连接，使相关工作人员迅速掌握现场故障情况，并将现场情况传至远程设备维护中心。
方便故障排查与维护，减小故障停车时间，同时节省人力资源，并具有故障预警功能，提高了系统可靠性。
图1远程诊断示意图图2远程诊断系统
该便携式诊断箱可与PLC通信获取设备运行状态，同时配有摄像头，对现场情况实时监控。
该设备具有以下功能：
Ø能够使得工程师在家如同现场维护一样，实现控制系统的在线上下载和在线诊断
Ø迅速判断故障，最小化停机时间，减少现场停产损失
Ø减少实时维护停机带来的危及设备安全、人身安全
Ø轻松搭建预警系统
Ø现场视频实时反馈，建立语音双向传递
Ø节省大量成本
Ø对数据采用加密技术，确保数据安全
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