摘要：随着自动化技术在矿山行业的广泛应用，选煤厂胶带输送机的控制系统逐渐从传统的手动操作向自动化方向发展，自动化控制系统可以提高生产效率、降低能耗，并在一定程度上减少人为操作带来的风险。因此，研究胶带输送机控制系统的自动化技术，成为提高选煤厂生产水平和竞争力的重要方向。煤矿行业一直面临着高风险和复杂多变的安全环境，选煤厂胶带输送机作为煤矿生产线的关键组成部分，其运行安全直接关系到工人的人身安全和矿山的生产秩序。因此，研究以及制定有效的保护措施，可以最大限度地减少事故发生的概率，提高选煤厂的安全水平。综上，深入研究和优化控制系统，加强相应的保护措施，将为选煤厂的安全、高效运营以及产业的可持续发展提供有力的支持[1]。

关键词：胶带输送机；控制系统；保护措施

1选煤厂胶带输送机控制系统的概述

选煤厂胶带输送机控制系统是一个复杂的系统，主要用于控制和监测胶带输送机的运行。

1.1系统组成

选煤厂胶带输送机控制系统通常由多个部分组成，包括主控制器、传感器、执行器、人机界面等。主控制器是整个控制系统的核心，负责接收和处理来自传感器的信号，根据预设的程序和控制策略，输出控制信号给执行器，以实现对胶带输送机的控制；传感器用于监测胶带输送机的运行状态，如物料流量、皮带速度、温度等参数等，并将这些参数转换为电信号，传输给主控制器；执行器根据主控制器的控制信号，驱动胶带输送机的电机或其他设备，实现相应的动作；人机界面用于操作员与控制系统进行交互，显示胶带输送机的运行状态，以及进行各种参数的设置和调整[2]。

1.2主要功能

选煤厂胶带输送机控制系统的功能主要包括顺序控制：根据预设的程序，实现对胶带输送机的顺序控制，减少皮带空转，提高有效的开机率，减少无用功耗，降低煤矿企业设备运行成本。实时监测利用集中控制和保护系统对输送机进行实时监测，远程集中管控，可大量减少运行岗位人员，相应地降低了人工成本，同时看运行岗位可进行专业培训转换为设备检修人员，提高设备维护质量，减少事故发生，提高设备利用率。保护功能控制保护系统具有齐全的监测保护功能，设有语打滑（失速）、跑偏、拉绳、断带、纵撕、堵料（堵塞）、满仓、低料位保护、超温、洒水、烟雾、等多项保护功能，全面的保护功能既可以保证输送系统稳定运行，又可以避免重大机电事故或其他安全事故，改善工作环境。在线设置和修改即在线可设置或修改控制设备、设备运行参数以及传感器的投入情况，操作简单、维护方便。具有通讯功能，可以监控主机数据交换以及与综合自动化、信息化系统对接，实现数据共享；逆煤流方向连锁启动、顺煤流方向连锁停止可根据实际工作流程设置皮带机的连锁启动、停止，实现软启动、功率平衡等功能。

2选煤厂胶带输送机控制系统关键技术分析

2.1 PLC技术工作的原理

PLC（可编程逻辑控制器）作为控制中心，采用串行通信方式实时监测拉绳、跑偏、温度、烟雾、开停、速度、堆煤、洒水、电流、电压、物料等传感器的检测的信号及执行设备的状态信号。操作人员在地面监控室通过计算机控制各胶带输送机及给煤机的顺序启、停控制，实现集中自动控制。当PLC接收到来自传感器的输入信号时，它会在输入映象寄存器中读入这些信号的状态。然后，PLC根据预设的程序进行逻辑运算，并根据运算结果输出控制信号给执行器，这些输出信号可以驱动电机或其他设备，以实现对胶带输送机的控制。在程序执行过程中，输入映象寄存器与外界隔离，即使输入信号发生变化，其映象寄存器的内容也不会发生变化，只有在下一个扫描周期的输入处理阶段才能被读入信息。因此，PLC的输出是根据上一次的输入状态和当前的程序逻辑进行计算的，具有一定的滞后性。在选煤厂胶带输送机控制系统中，PLC技术的应用可以提高系统的自动化程度和稳定性，减少人工干预和操作失误，提高生产效率和质量，同时，PLC技术还可以实现远程监控和故障诊断，方便维护和管理[3]。

2.2变频控制

首先，操作人员通过地面监控中心发出启动指令，PLC接收到启动指令后，会根据预设的程序和参数，控制变频器启动。PLC根据输送机的负载情况、电机参数等，设定合适的变频器输出频率，输出频率决定了电机的转速，进而影响胶带输送机的运行速度。在胶带输送机运行过程中，PLC系统会实时监测电机的温度、电流、电压等参数，以及胶带的状态、物料流量等，根据这些参数的变化，PLC会调整变频器的输出频率，以保持输送机的稳定运行。当PLC系统检测到异常参数或故障信号时，会立即发出报警或停机指令，同时，PLC还会记录故障信息，方便后续的故障诊断和维修，当操作人员发出停机指令时，PLC会控制变频器停止输出，电机减速至停止，胶带输送机也随之停止运行。

需要注意的是，具体的控制流程可能会根据选煤厂的实际需求和设备配置有所不同。此外，为了确保系统的稳定性和安全性，还需要对PLC系统进行定期的维护和检查。

2.3检测保护

PLC系统通过传感器实时检测胶带输送机的运行状态，如温度、速度、瞬时量等参数，这些参数的变化可以反映输送机的运行状况，为后续的保护动作提供依据。PLC系统会对检测到的参数进行分析，判断是否存在异常情况，例如，当温度过高时，系统会发出报警信号，提示需要进行降温处理。当检测到异常情况时，PLC系统会根据预设的保护程序，采取相应的保护动作，例如，当检测到胶带撕裂时，系统会立即停机，避免事故扩大。当保护动作执行后，PLC系统会对故障进行诊断，记录故障信息，方便后续的故障排查和处理。当检测到异常情况或故障时，PLC系统会通过声光报警器向操作人员发出报警提示，提醒操作人员及时处理[4]。

在整个检测保护流程中，PLC系统发挥着核心作用。它通过对各种参数的实时监测和分析，及时发现潜在的故障和异常情况，并采取相应的保护措施，确保胶带输送机的安全稳定运行。同时，PLC系统的故障诊断和报警提示功能也为后续的故障排查和处理提供了便利。

3选煤厂胶带输送机控制系统常见故障

3.1胶带运输机故障分析

断裂可能是由于胶带老化、超载或外力撞击等原因导致的;控制系统中可能发生电气故障，导致输送机无法正常运行，电气故障可能涉及电机、传感器、PLC控制器等组件，可能由于连接问题、元件老化或线路故障引起。胶带跑偏是胶带运输机常见的故障之一，造成胶带跑偏的原因可能有多种，如滚筒不平行、托辊质量不合格、安装误差等，对于胶带跑偏现象，可以通过调整机头或机尾的轴承座位置进行矫正，同时检查托辊的质量和安装情况，及时更换质量合格可靠的托辊;胶带运输机在运行过程中如果出现异常噪音，可能是由于轴承损坏、托辊松动等原因引起的，需要及时停机检查，更换损坏的轴承或托辊;胶带运输机在运行过程中如果出现温度过高现象，可能是由于负载过大、轴承损坏等原因引起的，需要及时停机检查，调整负载或更换损坏的轴承[5]。

3.2刮板输送机故障分析

造成刮板链断链的原因，如链条过松或磨损严重、两根链条长短不一、链条在运行中突然被卡住、链条过紧等，对于刮板链断链现象，需要及时停机检查，更换质量合格的链条。同时，要调整链条的松紧度，避免过松或过紧；造成刮板链跳出溜槽的原因可能有多种，如转载机不直、链条过松、溜槽损坏等，对于刮板链跳出溜槽现象，需要及时停机检查，调整转载机的直线度或更换损坏的溜槽；造成减速器升温过高的原因可能是润滑油不干净、润滑油不合格、注油过多等，对于减速器升温过高现象，需要及时停机检查，清洗减速器并更换合格的润滑油；造成轴承温升过高的原因可能有多种，如注油不足、轴承损坏、润滑油有杂物等，对于轴承温升过高现象，需要及时停机检查，按要求加足润滑油或更换损坏的轴承。

3.3给料机故障分析

造成板式给料机给料不均匀的原因如物料粘度大、流动性差、物料堵塞等，为了解决这一问题，需要通过系统的检查和测试，逐一排除可能的原因，同时，要定期检查给料机的料仓和出料口，确保没有堵塞现象。给料量不足或过大可能是由于给料机的设定参数不正确或者控制系统出现故障所致，对于这个问题，需要检查并重新设置给料机的参数，确保与实际生产需求相匹配，同时，要检查控制系统，确保其工作正常。长时间使用后，给料机的部件可能会出现磨损，如输送带、滚筒等，这些磨损可能导致给料机的性能下降，甚至出现故障，需要定期检查并更换磨损严重的部件，同时进行必要的设备维护。给料机的电气系统也可能出现故障，如电机损坏、接线不良等，这些故障可能导致给料机无法正常工作，需要检查电气系统，修复或更换损坏的部件。环境因素如温度、湿度等也可能影响给料机的正常工作，例如，在高温高湿的环境下，物料可能粘在输送带上，导致给料不均匀，可以采取相应的措施，如增加通风设备、降低环境湿度等。

4选煤厂胶带输送机控制系统保护措施分析

4.1配备电气保护装置

为选煤厂胶带输送机控制系统配置电气保护装置，可以按照以下原则和步骤进行：采用三段式电流保护，设置不同的电流阈值级别，确保在不同的过载情况下能够实施不同程度的保护。设置反时限过流保护，根据过流的程度和持续时间进行动作，防止过短时和持续过流造成设备损害。配置过流加速度保护，监测电流的变化速度，当电流迅速升高时，及时做出保护动作，减轻设备负荷。设置过电压保护和低电压保护，确保输送机在电压异常情况下能够及时停机或做出相应的控制动作。配置滑差保护，监测输送机的滑动差异，当滑差超过设定值时，及时采取措施，防止设备因过度滑动而损坏。配置零序过流保护、正序过流保护、负序过流保护，对不同类型的过电流情况进行保护，确保电流在设定范围内稳定运行。设置进线自投和母联自投功能，确保在发生停电或其他异常情况时，能够自动投入运行。配置断线告警和CT断线告警，监测电气线路的连通性，确保线路正常连接。设置控制回路异常告警，用于监测控制回路是否存在异常情况，及时通知运维人员进行处理。配置低周减载保护，确保在低周运行时采取减载措施，防止设备因频率异常而受损。以上电气保护装置的配置可根据具体的选煤厂胶带输送机控制系统的要求和特点进行调整，以确保设备在运行过程中能够获得全面的电气保护和监测[6]。

4.2测温测震检测分析系统

胶带输送机在运行中会因为摩擦、负载和环境温度等因素而产生热量，过高的温度可能导致胶带损坏或甚至火灾。因此，测温系统用于监测关键部位的温度，并在温度超过设定阈值时发出警报或采取自动停机等措施。这有助于及时发现潜在问题，保护设备和生产安全。胶带输送机在运行过程中可能会受到冲击、振动或外部干扰，这可能导致设备的损坏或不稳定运行。测震系统通过感应设备振动水平，实时监测设备状态，当振动异常时进行报警或自动停机，这有助于预防振动对设备造成的损害，提高设备的可靠性和使用寿命。检测系统用于监测胶带输送机设备的各种运行参数，包括设备轴承的损坏、减速机齿轮的损坏，对中状态及设备松动等。通过实时检测这些参数，可以对设备的运行状态进行全面的评估，一旦检测到异常，系统可以及时发出警报，操作人员可以采取相应的措施，如调整设备参数、维修设备或停机检修，以确保设备的正常运行。

4.3胶带和设备急停和禁启保护

在输送机的控制面板、设备附近等易于操作的位置设置急停按钮，急停按钮应具备明显的标识，并采用防误触设计，以避免误操作，按下急停按钮后，控制系统应迅速切断电源，使输送机停止运行。沿着输送机设备的关键部位，设置紧急拉绳装置，操作人员可以拉动紧急拉绳，触发急停机制，迅速切断电源，实现快速停机。安装红外线或光电传感器，用于监测输送机上是否有人或物体，当有人或物体进入预定的危险区域时，传感器应触发声光报警。配备安全检测系统，通过监测输送机运行状态和周围环境的变化，及时判断是否存在安全风险，当检测到异常情况时，系统应触发急停保护。在输送机的电气系统中配置相应的电气接触器和断路器，在急停信号触发时，这些电气保护装置能够迅速切断电源，确保输送机迅速停止运行。配备报警系统，通过声音或灯光等方式提醒操作人员有紧急情况发生，同时，触发报警系统的同时应实施急停保护。在急停保护系统中设置双重检测和确认机制，以防止误操作，例如，通过两次操作确认急停按钮的触发，确保是真实的紧急情况[1]。

4.4胶带输送机防止胶带跑偏保护

防止胶带跑偏是胶带输送机控制系统中一个重要的保护措施。胶带跑偏可能导致胶带与托辊或输送机结构摩擦，进而引起设备损坏、停机，甚至引发安全事故。在输送机的设计中通常会设置对中滚筒和导向滚筒，对中滚筒位于胶带的中央，通过自动或手动调整，保持胶带在中央位置。导向滚筒则位于输送机的两侧，通过对胶带的引导，防止其偏离中央位置，这两种滚筒的设置有助于保持胶带在正确的轨道上运行。光电检测系统通过在输送机两侧设置发射和接收器，监测胶带的位置，当胶带发生偏移时，阻挡光束，触发警报或停机装置，这种系统能够实现对胶带位置的实时监测，及时发现并纠正胶带偏移。激光测距仪和雷达测距仪可以用于测量胶带在水平方向上的位置，通过定期测量胶带的位置并与预设的理想位置进行比较，系统可以判断胶带是否发生偏移，并触发相应的保护装置。侧压辊位于输送机两侧，可通过气动或液压系统实时调整位置，对胶带施加侧向力，防止其偏移，阻边辊则设置在输送机的两侧，通过摩擦力将胶带引导回中央位置。结合现代智能控制技术，通过对传感器、摄像头等设备的数据进行实时监测和分析，系统能够更精准地判断胶带的运行状态，从而及时采取措施防止跑偏[6]。

5结语

总的来说，选煤厂胶带输送机的控制系统与保护措施是确保生产过程安全高效运行的关键组成部分。通过综合运用各项先进的技术和保护装置，能够最大程度地降低设备故障风险，提高生产效率，保障工人安全。然而，随着科技的不断进步，仍需持续关注新的控制与保护技术，不断优化系统，以适应煤矿行业的发展需求，推动选煤厂的安全、智能化、可持续发展。

参考文献：

[1]靳伟义.选煤厂皮带机自控系统的研究与设计[J].机电工程技术，2020，49（5）：120-122.

[2]宋吉斌.采用变频器控制在选煤厂精煤装车皮带运输机的实践与应用[J].科研，2015（41）：88-89.

[3]阳拥军.屯兰选煤厂带式输送机电控系统改造研究[J].山东煤炭科技，2018（10）：136-137+140.

[4]王中正，李红强.选煤厂运输设备的改造与优化[J].选煤技术，2007（1）：47-48.

[5]邵兵.浅谈准东二矿选煤厂胶带输送机集控方案[J].内蒙古煤炭经济，2023，（05）：163-165.DOI

[6]孔令军.选煤厂胶带输送机控制系统与保护措施分析[J].矿业装备，2022，（05）：285-287.