帶式輸送機綜合保護控制系統用于煤礦井下帶式輸送機的電氣控制和綜合保護，也可用作冶金、化工、建材、電力、變通、糧食等行業惡劣環境中的帶式輸送機控制系統。
該控制系統具有智能化程度高、使用方便、安裝操作簡單、易學易用等特點，能適應固定式或可伸縮式輸送機的軟起動、功率平衡、自動張緊等多種復雜控制和綜合保護要求。系統除能實現單機控制外，還可通過數據傳輸，組網實現大范圍內的集中監測控制功能。
1、帶式輸送機電氣控制系統的組成及工作原理
本系統分為手動／自動模式和單臺／集控模式。手動狀態主要用于單臺調試及故障檢修。在手動狀況下，各傳感器只檢測和報警，可用于某傳感器故障時的強迫啟動。自動方式用于單臺或多條膠帶機的集中控制，為正常情況下的工作模式。集控必須在自動模式下才能運行，主要指多條膠帶機的遠程監控。
1.1系統組成
帶式輸送機的電氣控制系統由電氣控制部分、保護用傳感器及計算機終端組成。本系統的主要控制部件是PLC，綜合各方面因素考慮，選用德國西門子公司生產的S7 -200PLC，配合外圍傳感器進行控制和保護。其中電氣控制部分是本文介紹的重點；各傳感器直接或間接地連接到PLC上作為開關量輸入，可起到保護膠帶機正常運行的作用；計算機終端是客戶監控端，用戶可通過操作界面組態王來監控膠帶機的運行，并隨時監視各傳感器的運行狀態。硬件結構圖如匿1所示。執行器和傳感器主要由速度傳感器、跑偏傳感器、撕裂傳感器、煤位傳感器、煙霧傳感器、拉繩開關、溫度傳感器、聲光報警裝置等組成。跑偏傳感器分別在膠帶機的輸送機機頭和機尾，并成對對稱安裝；拉繩開關每50m設置一個，固定在設備沿線位置；語音報警裝置每100m設置一個；速度傳感器安裝在驅動裝置附近；煙霧傳感器懸掛于驅動裝置附近下風口處；堆煤開關安裝于卸載點；張緊絞車起動器安裝于張緊絞車附近；縱撕傳感器安裝于受料點沿膠帶運行方向10m左右的地方。
1.2系統工作原理
系統工作原理簡介如下：系統啟動前各臺設備預警；地面輸煤生產線上各設備按逆煤流方向順序延時起動，按順煤流方向順序延時停車；輸煤線上任一設備因故障或其它原因停車時，來煤方向各設備立即停車，順煤方向順序延時停車，以避免堆煤，減少皮帶壓煤；在緊急情況下，任一設備都可通過現場急停按鈕實現緊急停車；對各臺設備的運轉狀態實時自動檢測，并將信息傳輸給PLC與計算機；各臺設備的運轉情況及故障報警等信息都可以在計算機屏幕上動態模擬顯示。
2、電氣控制系統的保護原理及界面設計
2.1PLC程序設計
針對上述內容，帶式輸送機的保護可分為信號檢測、邏輯運算、控制輸出等，這些過程均由PLC自動實現。首先由各種傳感器檢測出膠帶機的各種信號．將這些信息輸入到PLC內部，由PLC內CPU判斷，同時根據控制輸入的要求，依照編定的程序，完成控制功能，實現啟動預告、設備運行和膠帶機保護。下面主要介紹電控系統中開關信號的處理、頻率信號的處理和模擬量的處理。
2.1.1開關量信號
開關量信號有溫度堆煤、拉繩閉鎖、煤位、煙霧、主電機返回等信號，可分為無電位的開關量和有電位的開關量兩種。對于有電位的開關量，因為PLC的開關量輸入需要標準的參考電壓DC24V，所以要將非標準的電壓經過放大電路將其轉換為PLC能夠識別的標準參考電位。
2.1.2頻率信號
由速度傳感器輸出峰值Sv的方波信號進入PLC的高速計數口（簡稱計數口），實現膠帶機運行速度的檢測，并實現打滑和斷帶保護。該頻率信號與膠帶速度的對應關系為：，-120v，其中，為輸出頻率值，單位為Hz；F為膠帶速度，單位為m/s。
系統對帶式輸送機的速度控制如下：皮帶機正常運行后，PLc通過速度傳盛器檢測膠帶輸送機的實時速度，與額定速度比較，當檢測到的速度v>70%（%為膠帶機額定速度）時認為正常；當30%《VS70%%且持續數秒，認為打滑故障發生；當0≤V≤30%“且持續數秒時，認為斷帶故障發生，執行相應的操作。
2.1.3模擬信號的處理。
檢測三相主電流，通過電流互感器檢測主電機的三相電流，將其轉換為0~5A的交流信號，再經過電量變送器進行光耦隔離后，將其轉換為0~5v的直流信號，送至PLC的模擬量輸人模塊。該0~5V的電壓信號與0～5A的電流信號遵循嚴格的線性關系，能夠反映主電機三相電流是否過載、斷相或短路。
經轉換、隔離后的O_5V電壓信號送至PLC模擬量輸入模塊，CPU進行相應的運算，從而進行過載、斷相、短路保護。過載保護按照反時限法則進行，過載保護動作特性見表l所示。
短路保護：主回路三相工作電流中的任何一相電流大于8倍額定電流時，認為短路。斷相保護：主回路三相工作電流中任何兩相電流相差0.6倍且持續120s以上時，斷相保護動作。
2.2組態界面設計
控制系統上位機采用工業計算機IPC610與組態軟件組態王相結合，將Siemens PLC200通過PCI電纜連接到計算
機的RS232串口，組建MP1(multiply pmt inledace)網絡進行通訊。由組態軟件設計的人機界面圖像清晰，動態顯示設備的運行狀況和各執行傳感器的狀態，進行參數實時檢測和歷史數據查詢，并能在設備發生故障時對位顯示故障位置及故障類型，同時在工作現場，控制臺也會有聲光報警和語音報警，提示操作人員根據情況及時做相應處理。
3、結語
該PLC電氣控制系統具有智能化程度高、使用方便、安裝操作簡單、易學易用等特點，能適應固定式或可伸縮式輸送機軟起動、功率平衡、自動張緊等多種復雜控制和綜合保護要求，使用范圍廣。本裝置除能實現單臺膠帶機控制外，還可通過數據傳輸，實現多條膠帶機的集中監測控制功能，具有一定的市場經濟價值。
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