煤矿自动化监控技术实训指导书

1、煤矿自动化监控技术实训指导书平顶山工业职业技术学院自动化系目录实验实训一：矿用传感器的功能测试与应用2实训二 KJ4-2000分站的测试与维护6实训三KJ4-2000软件的参数设置、数据处理及测试9实验实训四 KJ4-2000电源的使用、维护15实训五矿用输送机的控制软件使用及近控、远控操作19实验实训六 矿用输送机故障判断与处理26实验实训七 PLC外围模块的故障判断与检测33实验实训八 组态软件的使用与控制界面设计36实验实训一：矿用传感器的功能测试与应用一、实训任务矿井监控系统中所需监测的物理量如甲烷、CO等大多数是非电量，而这些物理量是不宜直接进行远距离传输的。本实训主要了解相关物理量

2、变换成便于传输、存储和处理的电信号的原理和变换过程。二、实训原理（一）传感器的基本参数1、量程量程是指传感器所允许测量被测物理量的量值范围。一般用传感器允许测量的物理量的上、下极限来表示，其中上限值又称为满量程值。如甲烷传感器的量程为0 4.0 CH4，风速传感器的量程为0.315m/s 等。2、精度任何传感器的测量结果都是被测物理量的近似表示，为表示传感器的测量结果与被测物理量的近似程度引人了精度的概念。精度表示传感器的测量结果与被测实际值的接近程度。（二）CO传感器1、结构及安装传感器主机的机壳采用不锈钢材料制造，整机防尘、防水。敏感元件采用限制扩散式气室，报警灯采用高亮度红色发光管。仪器

3、正面为四位红色数码管显示测量值。传感器的管道探头通过传感器焊接座与瓦斯抽放管道相连，通过配套的电缆将传感器管道探头与传感器主机连接，电源接通后，即可正常工作。传感器电源信号电缆接线颇色规则如下：红色线电源正极（电缆插头1脚）蓝色线 电源负极（电缆插头2 脚）白色线频率（电流）信号输出485A （电缆插头3 脚）图1.1 传感器示意图绿色线 485B（电缆插头4 脚）2、主要技术指标：测量范围：oppm 500ppm 基本测量误差：0.00ppm 19.0ppm±2ppm 20.0ppm99.0ppm ±4ppm 100ppm 500ppm ±5.0 % （相对误差

4、）（三）甲烷传感器甲烷（CH4）浓度监测是矿井安全监控的首要内容。当环境中甲烷浓度大于或等于报警浓度时，发出声光报警信号；当环境中甲烷浓度大于或等于断电浓度时，切断被控区域的全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁，当甲烷浓度低于复电浓度时解锁。甲烷空气混合物浓度在5 15范围内，又遇到6500C7500C的高温热源就会发生引爆，甲烷浓度为 9.5%时爆炸压力最大。爆炸界限不是恒定不变的，它随着气体的初始压力等参数的变化而变化。在爆炸下限，甲烷不足氧气过剩，甲烷分子间的距离较大，甲烷与空气中的氧气反应生成的反应热被多余的氧气和惰性气体吸收，不能激活其他的甲烷分子。在爆炸上限，甲烷过剩，氧气不足，甲

5、烷与空气中的氧气反应生成的热量较低，不足以引起其他的甲烷分子与氧分子反应。1、结构载体催化元件一般由一个带催化剂的传感元件（俗称黑元件）和一个不带催化剂的补偿元件（俗称白元件）组成，白元件与黑元件的结构尺寸完全相同。但白元件表面没有催化剂，仅起环境温度补偿作用2、工作原理图1.2 催化元件检测电路在传感元件（含敏感元件，以下同）表面的甲烷（或可燃性气体），在催化剂的催化作用下，发生无焰燃烧，放出热量，使传感元件升温，进而使传感元件电阻变大，通过测量传感元件电阻变化就可测出甲烷气体的浓度。黑元件由铂丝线圈、A1203 载体和表面的催化剂组成。其中铂丝线圈用来给元件加温，提供甲烷催化燃烧所需要的温

6、度，白元件表面没有催化剂，因此甲烷不会在白元件表面燃烧，白元件铂丝线圈的电阻变化仅与环境温度有关，黑元件R1与白元件R2处于电桥的同一侧，通过的电流相等（不考虑电压测量电路的漏电流）。因此，在甲烷（可燃性气体）浓度为0 的新鲜空气中，其电阻相等（不考虑由于制造过程中的结构差异），即R1 = R2，这时，电桥处于平衡状态，输出电压UAB为0 。若环境温度发生变化或通过黑白元件的电流发生变化，使黑白元件电阻发生变化，但由于变化后的黑白元件电阻仍相等，不会使电桥失衡，故白元件起温度补偿的作用。三、实训内容1、传感器的典型故障处理：1）当仪器显示LLL时，一氧化碳检测元件可能损坏，请测量判断后予以更换

7、。2）当仪器显示HHH时，表示传感器进入超限保护状态。3）若传感器接受不到遥控信号，首先检查遥控器电池是否有电，确认有电后在更换传感器线路板数码管旁的红外接收头（SFH）。若数码管功能位数字乱跳而无法控制，也可更换SFH。4） 若传感器显示时分月日与标准时间有误差或显示乱码（一般是时钟芯片内部寄存器未正确初始化）时，需重新设置时间即可恢复正常。5）当供电电压显示值、温度显示值与实际值偏差较大时，主要原因是其灵敏度偏差之故，只需重新标校后即可。标校方法：打开传感器后盖，先按下CPU 板上的K1 键再同时按摇控板上功能键（最前面一位数码管显示“1”后即可松开Kl键），使仪器的最前面一位数码管显示为

8、“9 "，通过上升键或下降键调节电压测量灵敏度使其显示与实际值相符即可；按动功能键使最前面一位数码管显示为“C”，通过上升键或下降键调节温度测量灵敏度使其显示与实际值相符即可。2、任务考评评分标准见表1-1序号考核内容考核项目配分检测标准得分1传感器基础知识传感器包括哪几部分静态指标有那些15能够说明各组成及作用得5分能够说出各指标及要求得10分2CO传感器接线有何要求工作原理技术指标故障处理44能够说出接线得8分能够说明工作原理得8分能够说出技术指标得8分能够说出5种故障及处理方法得20分3CH4传感器甲烷的各种浓度甲烷传感器结构甲烷传感器工作原理黑、白元件区别41说明爆炸、报警、

9、断电、复电浓度得8分说明结构组成得8分说明工作原理得15分说明黑、白结构区别得10分合 计四、思考题1、传感器由哪几部分组成？2、传感器的静态指标有哪几个？各有何要求？实训二 KJ4-2000分站的测试与维护一、实训任务煤矿井下是一个特殊的工作环境，有瓦斯（主要成份是甲烷）等易燃、易爆性气体，有硫化氢等腐蚀性气体，有淋水、环境潮湿、空间狭小、矿尘大，电磁干扰严重、电网电压波动大、工作场所分散且距离远。因此，要求矿井监控系统传输距离远、电网电压波动适应能力强、抗干扰能力强、抗故障能力强、设备外壳防护性能要求高等方面。二、实训原理1、智能传感器智能传感器传输的串行数字信号除数据（模拟量传感器）或状

10、态（开关量传感器）外，还有报警、断电等控制信号。接在同一条总线上的执行机构（如声光报警和断电设备）根据收到的控制信号（如：报警和断电信号），执行相应的操作（如：发出声光报警和断电控制）。传感器直接控制执行机构，较经分站控制执行机构具有执行速度快、可靠性高等优点，当分站发生故障时，仍可执行一些基本的控制。2、 智能监控站智能监控站是全矿井综合监控系统智能现场设备，其功能类似于现有系统分站，具有信号采集、控制、与主站（或上级智能控制站）双向数据传输等功能，但又不同于现有系统分站，这主要体现在以下几个方面：(l）与传感器（含执行机构）信号传输采用数字传输，多路复用，其优点前面已介绍，这里不再赘述。同

11、时，也解决了模拟量输人、模拟量输出、开关量输人、开关量输出4 种监控量互换的问题，适用于各种监控。(2）采用组态软件技术，解决了分站软件通用问题。用户只需要根据不同的监控对象和目的，象搭积木一样，利用分站本身提供的传输、数据处理、控制等模块，组成相应的监控软件，实现环境安全、轨道运输、胶带运输、供电等监控，而用户不需学习繁杂的编程方法。(3）采用现场总线技术，解决通信协议不通用、不同的分站难以接人同一系统，主从式通信等问题，提高系统的可靠性。3、调度管理网络调度和管理人员是通过调度管理网络与系统进行信息交换的，其功能类似于现有系统的中心站和远程终端，具有系统初始化、显示、打印、存储、控制干预等

12、功能，但又不同于现有中心站与远程终端，这主要体现在以下几个方面： (l）采用计算机网络将工作在生产调度室、通风调度室、矿长办公室和总工办公室等许多工作站联系在一起，较采用终端方式更加灵活方便，信息利用率高。在工作站上，可利用网上的生产、安全、销售、财会等多方面信息。当然，也可通过授权限制某些用户对信息资源的利用。 (2）采用组态软件技术，解决了中心站软件通用问题。用户只需要根据不同的监控对象和目的，利用智能工作站提供的模块，组成相应的监控软件，实现综合监控。(3）网络设备由工作站（含多屏幕工作站、多媒体工作站）和服务器等组成。一般采用以太网、快速以太网、交换式以太网和ATM 。三、实训内容1、

13、为防止甲烷超限断电，切断安全监控设备的供电电源，安全监控设备的供电电源必须取自被控开关的电源侧，严禁接在被控开关的负荷侧。为保证局部通风机的供电可靠性，严禁与局部通风机共享电缆、变压器或开关。2、与安全监控设备关联的电气设备，电源线及控制线在拆除或改线时，必须与安全监控管理部门共同处理。检修与安全监控设备关联的电气设备，需要安全监控设备停止运行时，须经矿调度室同意，并制定安全措施后方可进行。3、在使用安全监控设备前，必须按产品使用说明书的要求，调试合格后方可使用。4、模拟量传感器应设置在能正确反映被测物理量的位置。开关量传感器应设置在能正确反映被监测状态的位置。声光报警器应设置在经常有人工作便

14、于观察的地点。井下主站或分站，应设置在便于人员观察、调试、检验及支护良好、无滴水、无杂物的进风巷道或铜室中，安设时应垫支架，使其距巷道底板不小于300mm ，或吊挂在巷道中。四、使用与维护安全监测员必须24 小时值班，每天检查安全监控设备及电缆，使用便携式光学瓦斯检测仪、或便携式甲烷检测报警仪与甲烷传感器进行对照，并将记录和检查结果报监测值班员。当两者读数误差大于允许误差时，先以读数较大者为依据，采取安全措施，并必须在8h 内对两种设备进行调校完毕。分站、传感器、声光报警器、断电器及电缆等安全监控设备，由所在采掘区的区队长、班组长负责保管和使用，如有损坏应及时向安全监控管理机构汇报。五、思考题

15、组态控制技术在安全监控设备中有何作用？实训三KJ4-2000软件的参数设置、数据处理及测试一、实训任务矿井安全监控系统主要用来监测甲烷浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、氧气浓度、硫化氢浓度、风速、负压、湿度、温度、风门状态、风窗状态、风筒状态、局部通风机开停、主要通风机开停、工作电压、工作电流等，并实现甲烷超限声光报警和断电、甲烷风电闭锁控制、断电命令与馈电状态不符声光报警等，具有可靠性高、漏报概率小、功能强等优点。因此，了解矿井安全监控系统的安装和维护对煤矿安全生产具有重要意义。二、 实训内容1、系统的安装方法：把KJ4-2000安装光盘放入光驱将自动进入安装界面，或进入光盘运行AutoRu

16、n.exe启动安装界面。安装KJ2000终端软件：在安装向导中选择安装KJ2000终端软件，自动进入安装界面。 （图1） （图2）在出现如（图1）界面时，单击确定，选择继续安装。出现（图2）画面暂时不必输入信息，等待出现以下画面。选择Next进行安装，待安装完成后，输入（图2）所要输入的信息。单位名输入本处的矿名即可，应用服务器名需要输入数据中心所安装的计算机名，一般为kjdata。这个软件需要在服务器、主机和终端上进行安装。2、 安装KJ2000采集软件：在安装向导中选则安装KJ2000采集软件，自动进入安装界面。选择Next进行安装即可。该软件只需在主机上安装，作用是采集井下各测点数据。3

17、、 安装KJ2000数据中心：在安装向导中选则安装KJ2000数据中心，自动进入安装界面。在出现如（图3）界面时，单击确定，选择继续安装。出现（图4）画面暂时不必输入信息，等待出现（图5）画面。 （图3） （图4） （图5）选择Next进行安装，待安装完成后，输入（图4）所要输入的信息。应用服务器名需要输入数据中心所安装的计算机名，一般为kjdata。该软件只需在服务器上安装。三、数据库的备份和还原方法：1、 建立数据库：单击开始，选择程序在Microsoft SQL Server选项中选择企业管理器。如下图右键单击数据库选择新建数据库。出现以下画面。在常规选项下在名称中输入所建立的数据库名称

18、，一般为KJ2000。在数据文件选项中位置选项默认为“C:Program FilesMicrosoft SQL ServerMSSQLdatakj2000-Data.MDF”。在事物日志选项中位置选项默认为“C:Program FilesMicrosoft SQL ServerMSSQLdatakj2000-Log.LDF”。数据文件和事物日志的这两个选项中一般不必改动。数据库建立完成后选则所建的数据库点击右键，选择所有任务中的还原数据库。在常规选项中选则从设备，还原备份集选择完全。点击设备选择找到所要还原的数据库文件（初始数据库文件名为kj2000-database）。在选项中选择在现有数据

19、库上强制还原。确定后还原成功即可。2、 数据库的备份：单击开始，选择程序在Microsoft SQL Server选项中选择企业管理器。进入控制台根目录>SQL Server组>KJDATA>数据库，在数据库目录下选择所要备份的数据库（一般为kj2000）单击右键选择所有任务下的备份数据库。出现以上画面在常规选项中选择数据库完全备份，在目的选项中添加所要备份到的目录和文件名（一般为D盘下的DATA目录下，文件名为KJ2000备份），在调度中选择所要备份的时间（一般为每一周在星期日发生，在00:00）。3、 数据库的还原：参照建立数据库中有关数据库的还原即可完成此项操作。实验实

20、训四 KJ4-2000电源的使用、维护一、实训任务电源是矿井监控系统（含甲烷断电仪、甲烷风电闭锁装置）的重要设备之一。矿用电源（指矿井监控系统电源、甲烷断电仪电源、甲烷风电闭锁电源，以下同）除向分站、传感器、声光报警器、断电器等提供本质安全防爆直流电源外，还必须保证井下交流电网停电后，维持系统正常工作时间不少2小时。本实训主要研究矿井监控系统电源的使用与维护。二、实训原理1、矿井监控系统电源的特点：(1) 本质安全型防爆输出。本质安全型防爆电气设备具有体积小、重量轻、成本低，特别当电缆发生故障所产生的电火花，能量很低，不会引爆井下爆炸性气体混合物等优点。因此，矿井监控设备应优先采用本质安全型或

21、本质安全型其他防爆型式的复合型。(2) 电网电压波动适应能力强。采煤机、掘进机，输送机等井下电气设备功率大，直接启动，频繁启动，供电距离远等造成了井下交流电网电压波动范围大（75110 % ）。因此，要求矿用电源电网电压波动适应能力强，在75110 的额定电压范围内正常工作。(3) 效率高、体积小、重量轻。井下空间狭小。因此，要求矿用电源体积小，重量轻。矿用电源电网电压波动范围大，负载变化大，为减小矿用电源的体积和重量，就必须提高电源效率，减小散热片面积。因为散热片体积的增大，还会进一步导致隔爆外壳体积的增大和重量的增加。(4) 保护功能强。矿用电源工作在环境恶劣的煤矿井下，井下潮湿，有淋水和

22、矿尘，顶板垮落，机械碰撞等，这些会造成负载或电缆短路。因此，矿用电源要有短路保护，过流保护等功能，同时要防潮、防水、防尘、防霉、防腐。(5) 输人电压范围宽。煤矿井下交流电网电压等级较多。36V 、127V 、380 V 、660v 、1140V 、3300V 等，矿用电源的输人电压一般选36V 、127V 、380V 和660V ，还应兼顾地面的220V 。因此，要求矿用电源输人电压范围宽。2、矿用电源的主要技术指标矿用电源的主要技术指标有额定输入电压、允许输人电压范围等很多，其中最大输出电压、最大输出电流是本质安全防爆电源的必备安全参数。(l) 额定输人电压Ui 是矿用电源标称输人电压，如

23、：36v 、127v 、220V 、380V 等。(2)允许输人电压范围是矿用电源允许输人电压范围，通常用额定输人电压的百分比表示（如：75110% Ui ) ，也可用允许输入电压的上限和下限表示（如95V 140V ）。当输人电压超出输人电压范围，电源将损坏或工作不正常，或失去防爆性能。(3）额定输出电压是矿用电源标称输出电压，如：5V 、6V 、9V 、12V 、15V 、18V 、24V等。(4）输出电压范围是矿用电源在规定的输人电压范围内和输出电流不大于额定输出电流的清况下，输出电压变化范围。输出电压的变化范围可以用输出电压的上、下限，如：4.75V 5.25V 表示，也可以用额定输出

24、电压的相对值来表示，如：土5。(5）最大输出电压是指矿用电源在开路等情况下所能输出的最大电压。这是本质安全型防爆电源的一个重要指标。若矿用电源的输出电压大于最大输出电压，将无法保证电源的防爆性能，这种电源严禁在井下爆炸性环境中使用。(6）额定输出电流是矿用电源的标称电流。当输出电流不大于额定输出电流，输人电压不超过允许输人电压范围时，电源的防爆性能和输出电压范围均可得到保证。当电源的输出电流大于额定输出电流时，电源的一些技术指标将难以保证，但防爆性能必须保证。(7）最大输出电流是指矿用电源在短路等情况所能输出的最大电流。这是本质安全防爆电源的一个重要指标。若矿用电源的输出电流大于最大输出电流，

25、将无法保证电源的防爆性能，这种电源严禁在井下爆炸性环境中使用。(8）稳压系数是指输人交流电压变化Vi 所引起的输出直流变化V。的变化量。稳压系数越小，说明输出越稳定。(9）电压调整率是指负载为额定负载时，输人交流电压在额定值上下变化 士10时，稳压电源输出电压的相对变化量Sv =（Vo/Vo) x 100。(10）电流调整率是指在额定交流输人电压条件下，负载电流从零变化到额定输出电流值时，输出电压变化Vo 与输出额定电压Vo 的比值Si = ( Vo/Vo ) x100 。Si反映了电源对负载电流变化的适应能力，Si越小越好。(11）输出电阻（内阻）是指在额定输人电压（V= 0 ）情况下，负载

26、电流变化Io所引起的输出电压变化V。，Ro= Vo/Io ，Ro 越小越好。(12）纹波电压是指在额定输出电压、额定输出电流、额定输人电压情况下，输出交流分量电压的绝对值大小，通常用峰值或有效值表示。(13）纹波系数是指在额定输出电压、额定输出电流、额定输人电压情况下，输出纹波电压的有效值VNms与输出直流电压Vo 的比值，即：=（VNms/Vo) x100。纹波系数越小，说明电源输出电压越平滑、越好。三、实训内容1、 接断电控制电缆断电为触点型输出。断电电缆由外壳左边第二、三个喇叭口引入，剥开外皮，将电缆芯线拧在接线板右边两个端子排×4、×5上，根据需要接线。接线排

27、15;41为常开点，×42为常闭点，×43为中心抽头，×51为常开点，×52为常闭点，×53为中心抽头；如不需要断电控制输出，须将断电喇叭口密封好，保证隔爆要求。接线次序同上。2、 通电开机，检查各项功能是否完备，并给蓄电池充电。另外，如货到后三个月未使用，应将电源箱取出，给蓄电池充电，以避免蓄电池长时间不使用而损坏。3、 电源箱指示灯电源箱观察窗口有四个指示灯，红灯为交流供电指示灯，绿灯为电池供电指示灯，白灯为断电指示灯（两个）。4、 此电源箱本安输出插头接线兼容KJ2007D1分站和KJ2007F井下分站，使用时注意以下问题： 当配接KJ2

28、007D1分站时： KJ2007D1分站只需要4路+21V本安电源，用第1、2、3、4、路（前两块+21V板），第5、6路不用，但必须将底板上的第5、6路的三个开关S1、S2、S3打到“接D1分站”位置，第5、6路即断开，否则可能烧坏D1分站与电源的接口电路，或者将第5、6路板取出做为备份板。D1分站4路+21V本安电源分布示意图见图3。 当配接KJ2007F井下分站时：KJ2007F井下分站需要6路+21V本安电源，将底板上第5、6路的三个开关S1、S2、S3打到“接F分站”位置，否则第5、6路不工作。6路+21V本安输出分布如下：F分站左侧插座频入1（×12）中为第1、2路，插座

29、频入2（×13）中为第3、4路，插座频入3（×14）和插座频入4（×15）以并联方式共用第5、6路，应注意合理分配负载。F分站6路+21V本安电源分布示意图见图4。5、 底板结构示意图见图5。底板上×1为充电断电板插座，×2为+21V第1、2路插座，×3为+21V第3、4路插座，×4为+21V第5、6路插座，×5为+12V板插座，×6为19芯本安输出插座，×7为第一路断电控制插座，×8为第二路断电控制插座，×9为充电断电板和+12V板交流输入插座，×10为电池输入插

30、座，×11为6路+21V板交流插座。S1为第5路+21V的输出控制开关，S2为第5、6路交流输入控制开关，S3为第6路+21V的输出控制开关。四、思考题1、井下电源箱的结构与地面电源箱有哪些不同之处？2、电源箱都采取了哪些措施来达到防爆要求？3、井下防爆电气的特点？ 实训五矿用输送机的控制软件使用及近控、远控操作一、实训任务带式输送机是煤矿井下和地面生产系统中应用最多的一种连运输设备。它具有运输能力大、工作阻力小、耗电量低、运输离长、使用寿命长，且对煤的破碎作用小、噪音低、安全可靠优点，得到了广泛使用。因此，大家必须了解和掌握井下运输系统的结构和原理。二、实训原理(一) 带式输送机的

31、结构及工作原理1、带式输送机的组成带式输送机的组成如图3 一1 和图3 一2 所示。 图31 滚筒驱动带式输送机 1-卸载滚筒 2-输送带 3-传动滚筒 4-导向滚筒 5-拉紧滚筒 6-拉紧装置 7-紧绳装置 8-上托辊 9-下托辊 10-机身钢丝绳 11-清扫器 12-机尾滚筒 图3-2 钢丝绳牵引带式输送机1-传动轮 2- 导绳轮 3-卸载漏斗 4-输送带导向滚筒5-输送带 6-牵引钢丝绳 7-给煤机 8-拖绳轮10-钢绳张紧车 11、12-拉紧重锤2、带式输送机的工作原理（1）基本工作原理输送带（或钢丝绳）连接成封闭环形，用张紧装置将它们张紧，在电动机的驱动下，靠输送带（或钢丝绳）与驱动

32、滚筒（或驱动轮）之间的摩擦力，使输送带（或钢丝绳）连续运转，从而达到将货载由装载端运到卸载端的目的。（2）提高摩擦牵引力的途径带式输送机提高摩擦牵引力的途径有：增大输送带的初张力，在生产实际中通过拉紧装置适当地增大初张力，以提高牵引力。增大摩擦系数。在主动滚筒表面上包覆一层摩擦系数大的木衬或橡胶等衬垫（包胶或铸胶），以增大摩擦系数。增大围包角。当所需的牵引力较大时，采用双滚筒传动，使其围包角可达480°左右。3、带式输送机的结构 带式输送机的主要组成部分有：输送带、托架及机架、传动装置、拉紧装置、储带装置和清扫装置等。（1）输送带输送带既是承载机构，又是牵引机构。常用的输送带有3 种

33、类型，即普通输送带、钢丝绳芯输送带和钢丝绳牵引输送带。在这里只介绍前两种输送带的结构。（2）托辊和机架托辊用来支承输送带，减少输送带阻力，并使输送带悬垂度不超过一定限度，以保证输送带运行平稳。托辊安装在机架上。托辊由轴、轴承和标准套筒等组成。托辊按用途可分为槽型托辊、平型托辊、调心托辊和缓冲托辊4种，其结构如图3-4所示。图3-4 托辊1-中心轴 2-滚动轴承 3-标准套筒（3）驱动装置驱动装置是带式输送机的动力源，电动机通过液力偶合器和减速器带动主动滚筒转动。（4）储带装置储带装置是用来把可伸缩带式输送机伸缩前后的多余输送带暂时储存起来，以满足采煤工作面持续前进和后退的需要。它装设在带式输送

34、机机头传动装置的后面，其工作原理如图3-9所示。运行的输送带在机头部卸载端1换向后，经转动装置2后储带装置3的活动小车上的两个滚筒和前端固定架上的两个滚桶，坼返4次在回到机头滚筒。储带活动小车在拉紧绞车4的牵引下向右移动，侧机尾前移，输送带就重叠4层储存装置中。如果需要输送带深长时，图3-9 储带装置的工作原理示意图1-卸载端 2-传动装置 3-储带装置 4-拉紧装置 5-收放输送带装置 6-机尾牵引结构 7-机尾 8-输送带 侧拉紧绞车4松绳，活动小车向左移动，而机尾向后移动，放出输送带。根据缩短的距离，可相应地拆除中间架（因转载机前移与胶带输送机逐渐重叠达到极限位置）。经几次的缩短、储带后

35、，活动小车被拉到最后极限位置，储满一卷（100m ）输送带。此时，使拉紧绞车松绳，拆开输送带接头，用收放输送带装置5 从储带装置中取出一卷输送带，并将活动小车移到最初位置，最后再将输送带接头接好，为继续缩短带式输送机做好准备，并使输送机正常运转。若前进式采煤时，则转载机后退，带式输送机陆续伸长，机尾后移，应加装中间托架。储带装置中储存的输送带放完后，再加入一卷输送带，其工作过程与后退式采煤相反。（5）制动装置对带式输送机制动装置的规定带式输送机在正常工作状态或故障状态下，根据不同的停车要求，都必须采取必要的制动，而在制动过程中又要求带式输送机制动装置必须灵活可靠，各部分传动机构、闸瓦及接触面积

36、等应符合下列要求规定：制动装置各传动杆灵活可靠，各销轴不松旷，不缺油。闸轮表面无油迹，液压系统不漏油。松闸状态下，闸瓦间隙不大于2mm，制动时闸瓦与闸轮紧密接触，有效接触面积不得小于60。钢丝绳牵引带式输送机制动装置的闸带（闸瓦衬带）无断裂，磨损剩余厚度不小于3mm。闸轮表面沟痕深度不大于1.5mm，沟宽总计不超过闸轮有效宽度的10。带式输送机在平均倾角大于4 °的巷道向上运输时，应设置制动装置，以防止输送机在停止运转后输送带在货载重量的作用下使输送机逆转。 制动器的种类较多，如带式逆止器、滚柱逆止器、电力液压制动器及液压盘式制动器等。（6）清扫装置清扫装置安设在卸载端，用来清扫胶带

37、表面的粘附物料。目前我国带式输送机上使用较多的是刮板式清扫器。其刮板（用橡胶带制成）靠重砣的重量紧贴在输送带上，将卸载后输送带表面的粘附物料刮掉。这种重砣刮板式清扫装置的使用效果不好。近年来，各部门已广泛使用弹簧式清扫刮板，其效果较好。除在输送机的卸载端外，还在靠近机尾换向滚筒内侧处安设有清扫装置，一般为犁形清扫装置，使刮板紧贴输送带的内表面（回空段输送带的上表面），清扫运输时撒落和粘附的物料。清扫装置对双滚筒传动的带式输送机，尤其是分别传动的带式输送机更为重要。因为输送带装煤的上表面要与传动滚筒表面接触，若清扫不净，煤粉会粘结在传动滚筒表面，使输送带磨损过快，还会造成两个传动滚筒直径的差异而

38、使电动机功率分配不均，甚至发生事故。三、实训内容1、带式输送机的安装步骤（1）安装巷道的基本要求带式输送机的安装巷道必须保证顶板、煤帮的支护良好，巷道内不应有淋水现象运输巷道的净高不得低于2m ，薄煤层巷道不得低于1 . 8m 。综合机械化采煤工作面运输巷的净断面不得小于12。机道的安全环境除应满足上述要求外，还应做到行人需经常跨越输送机的地点必须装设行人过桥，巷道内应保持清洁，不准有遗煤、杂物、积水、不准埋机头、机尾。电缆、水管和用线吊挂整齐、不得与输送带发生摩擦。（2）常用的安装方法采区运输设备的安装顺序主要取决于巷道的布置情况，一般应是由里向外逐台安装。因此，在顺槽输送机安装前应将工作面

39、机械设备运进工作面。根据巷道中心线定出输送机的中心线。按照 煤矿安全规程 规定尺寸来修整巷道，并给出输送机准确的装载点和卸载点。巷道准备的好坏，直接关系到输送机的安装质量和安装速度。在把设备运入井下之前，负责安装的人员必须要熟悉设备和有关图纸资料。在拆卸任何较大的部件前，应该按照组装图上的编号打上标记，便于在井下安装。对于外露的轴承及齿轮，必须用适当的保护罩牢靠地加以保护。清理、平整安装地点，并设置好用于起重的吊挂横梁。根据实际情况编制安装计划和安装顺序，一般按下列步骤进行安装：传动装置和卸载臂部分的安装；储带装置和卷带装置的安装；中间架的安装；机尾部的安装；输送带的安装。安装时，应注意使储带

40、装置与机尾部位置相适应。当机尾滚筒位于顺槽转载机机头下方时，储带装置的活动滚筒小车处在最前面的位置。2、带式输送机上、下行运输时的特点A、 上行运输时的特点上运带式输送机在重负荷下工作，若遇突然停电等非常情况时，如果不能有效地将输送带停止运行，就可能造成输送带在重负荷的分力作用下以相反的方向运行，导致电机反转，发生输送机带载下滑的严重事故，因此，要求带式输送机上行运煤时必须装有可靠的制动装置和防逆转装置。 B、 下行运输时的特点运行特点：下运带式输送机运行阻力小，沿倾斜向下运送，当倾角超过6° 左右时，其牵引力为负值，也就是说，靠输送带上所装煤的自重，就能推动输送带运行，如果不加控制

41、，将以一定的加速度不断加速，直至“飞车”。四、任务考评评分标准见表11表11考核标准序号主要内容考核要求配分扣分得分1带式输送机的类型1、按不同的形式分类2、各种类型的使用条件102带式输送机的组成1、组成部件 2、各部分的作用203带式输送机的安装1、安装巷道的基本要求2、常有的方法3、安装的顺序204输送带的安装1、输送带的安装方法有几种2、各种方法的优点205带式输送机的运输1、运输方式有几种2、各种运输方式特点和长出现的问题3、带式输送机在运输中应注意的问题30五、思考与练习1、如何提高输送带摩擦牵引力？2、带式输送机常出现的故障？3、带式输送机的输送带的松紧如何调整的？实验实训六 矿

42、用输送机故障判断与处理一、实训目的煤矿安全生产方针是煤矿安全生产管理得基本方针。无论何时都必须把安全生产放在首位。对此，为了确保人身和设备的安全运行，我们对井下带式输送机下安全保护装置做出了一下三点的要求：一是皮带伤人事故发生；二防止带式输送机发生火灾事故；三保护装置作用是保护输送带。因此，待时输送机的安全保护装置必须齐全、完整、可靠、操作和控制方便。二、实训原理带式输送机的安全保护装置是根据带式输送机的不同驱动方式和运行性质而确定的，主要有：1、对带式输送机安全防护装置的规定根据井下机电运输设备的结构特点，以及电气设备所处的不同位置，为保证人身和设备的安全必须设立良好的防护装置。主要是针对电

43、气设备的转动部分、电气设备的裸露部分，及有人横越带式输送机的地点和机房硐室作如下要求：（1）一切容易碰到的裸露电气设备和设备外露的转动部分，以及可能危及人身安全的部位或场所，都应设置防护栏。（2）经常有人横越带式输送机的地点，应设有过桥，过桥应由扶手、栏杆。（3）机电硐室应备有必要的消防器材，硐室内必须配备不少于0.2的沙箱及黄沙和两个以上的合格灭火器。（4）主要巷道内的带式输送机的机头前后两端各20m范围内，都必须用不燃性材料支护。（5）使用带式输送机液力耦合器的巷道应备有灭火器材，其数量、规格和存放地点，应在矿井灭灾预防和处理计划中确定。（6）严禁用带式输送机运输爆破材料。三、实训内容1、

44、防跑偏保护装置的作用原理及其故障的预防和处理（1）输送带跑偏的基本规律在生产中人们通过实践和探索总结出了输送带跑偏的基本规律，为预防和处理事故提供了可靠的依据。输送带跑偏的基本规律是：偏大不偏小，滚筒与托辊两侧直径大小不一，输送带运· 行过程中就会向大的一侧跑偏。 偏高不偏低。支承装置造成输送带两侧不在同一个水平面上，输送带运行中便向高的一侧跑偏。偏紧不偏松。输送带两侧的松紧程度不一样，运行中输送带则向紧的一侧跑偏。偏后不偏前。以输送带运行方向为准，托辊或滚筒不在运行方向的垂直截面上，一侧后一侧前，则输送带在运行中便会向后的一侧跑偏。 （2）输送带跑偏的原因 传动滚筒或机尾滚筒两头直

45、径大小不一；滚筒或托辊表面有煤泥或其他附着物；机头传动滚筒与尾部滚筒不平行；传动滚筒、尾部滚筒轴中心线与机身中心线不垂直；托辊安装不正；给料位置不正；滚筒中心不在机身中心线上；输送带接头不正或输送带老化变质造成两侧偏斜；机身不正。（3）输送带跑偏的危害输送带跑偏不仅会影响生产，损坏输送带。当使用非阻燃输送带时，还会因跑偏增加输送带运行阻力，使输送带打滑，可能引起矿井火灾事故。（4）输送带跑偏预防与处理，预防措施提高安装质量；高输送带接头质量；强巡回检查与维护；保证装载不偏；保证清扫装置正常。2、防滑保护装置的作用原理及其事故的预防处理（1）管式打滑保护装置，其布置示意如图3-12所示。管式打滑

46、保护装置一般将传感器的磁铁安装在导向滚筒的侧面，用螺栓固定。传感器安装在导向滚筒相近处。如输送带在运行中发生断带、打滑时，导向滚筒的速度将发生变化，通过传感器反映的导向滚筒转速降至设定值时，保护装置发出信号，让带式输送机停止运行。 图3-12 打滑保护装置安装示意图 1-传感器引线 2-传感器的固定安装孔 3-磁铁 4-导向滚筒 5-导向滚筒端盖固定螺栓 d-20mm（2）滚动式断带、打滑保护装置。该装置由滚轮传感器和控制箱组成。正常运转时，在输送带的带动下，滚轮保持一定的速度，不护装置不动作。当发生断带打滑时，输送带运行速度减慢或停止，当滚轮速度达到设定值时，保护装置发出信号，让带式输送机停

47、止运行。其结构及安装方式如图3-13所示。 图3-13 滚轮式打滑保护安装示意图 1-控制箱 2-滚轮传感器3、堆煤保护装置堆煤保护装置，又叫煤位保护装置。它是一种用来检测煤仓是否装满或转载点是否堆积堵塞的装置。当发生堆煤时，堆煤保护装置控制带式输送机停机。堆煤保护装置主要有碳极式和偏摆式两种。碳极式堆煤保护装置碳极式堆煤保护装置，由堆煤传感器和控制箱构成。堆煤传感器（一条电缆或特制的煤位探头）置于煤仓或转载点某一高度处（图3 一14 、，作为固定触头，以煤作为动触头，当煤堆到一定高度与堆煤传感器相接触时，控制箱便控制带式输送机断电停机（如图3 一15 所示）。图3-14 堆煤保护安装示意图

48、1-探头引线 2-固定点 3-防漏环 4-煤位探头 5-顶板5、烟温报警灭火系统装置 烟温报警灭火系统装置能够连续监测矿井带式输送机系统温度和烟雾的变化情况。当带式输送机周围温度和烟尘浓度达到设定值时，装置中的报警器发出声光报警，同时断电停机，洒水灭火。 烟温报警灭火系统装置主要由控制箱、传感器、声光报警器和喷水装置组成。其总体布置如图3 一17 所示。 图3-17 矿用输送带机超温（烟雾）报警灭火装置图 1-输送带 2-温度（烟雾）传感器 3-机头驱动装置 4-电源箱 5-灭火管网 6-防爆电磁阀 一般烟雾保护的传感器为光敏和气敏元件，它的安装位置一般在机头卸载滚筒下风口的5m 范围内的巷道

49、内。温度保护通常采用热电偶元件或热敏电阻作为监视温度的传感器，对于运动部件（如传动滚筒）是利用铁磁材料的磁导率与温度的变化关系，用磁感应脉冲发送器作为传感器，一旦温度过高，保护装置动作，输送机便停止运行。温度保护装置安装示意如图3-18所示。图3-18 温度保护安装示意图 1-输送带 2、温度传感器 3-电源箱 4-防爆三防 5-电磁阀 6、阀门 7-进水管路 8-喷头 9-驱动滚筒 10-喷头 11-导向滚筒 6、沿线保护装置沿线保护装置的作用就是在带式输送机的任何部位都可以人为地停止输送机的运转，及时控制带式输送机事故的发生和扩展。（1）按钮式沿线保护装置，即每隔40-50m安装1个紧急停

50、止按钮，并接入带式输送机控制系统。通常安装在带式输送机机巷的外邦上。（2）拉线式沿线保护装置，又称沿线急停开关。它用铁丝或钢丝绳控制一个小的行程开关，行程开关接入带式输送机控制系统。这种保护装置通常安装在带式输送机机架上靠人行道一侧。7、带式输送机伤人事故的预防防止带式输送机发生事故致使人员伤亡的具体措施有：在带式输送机巷道中行人跨越带式输送机处，应设过桥。在主要运输巷道内安设的带式输送机还必须在机头和机尾装设防止人员与驱动滚动和导向滚筒相接触的防护栏。检修带式输送机时，严禁站在机头、机尾传动滚筒、输送带等运转部位上；严禁直接手拉、脚蹬、脚踩输送带点动开车。 未设计运送人员的带式输送机，禁止运

51、送人员。运送人员时必须按 煤矿安全规程 有关规定执行。 在带式输送机运转中，禁止在非人行道一侧及空间较小的输送带下清煤。 在巡视过程中，禁止用手触摸带式输送机转动部位；发现隐患，如带式输送机卡住物料等，应把输送机停下来，将物料取出后再开车。加强维护和保养，严格执行各项制度。四、任务考评评分标准见表11表11考核标准序号主要内容考核要求配分扣分得分1带式输送机安全保护装置的类型1、保护的功能2、保护装置的安装102带式输送机在安全保护和防护装置上有什么要求1、成人输送机的要求 2、对输送带载安全和防护装置的要求的目的103带式输送机防跑偏的保护1、保护原理2、预防措施3、现场处理办法203带式输

52、送机防滑保护1、保护原理2、打滑的原因3、打滑断带的预防措施204带式输送机烟温报警灭火系统1、其系统的组成2、安装205带式输送机堆煤保护1、 保护原理2、 种类20五、思考与练习1、带式输送机的软启动装置的作用？2、如何根据减速器的运转声音判断其工作状态？实验实训七 PLC外围模块的故障判断与检测一、实训任务近年来，国内自动化研究单位在带式运输机控制方面作大量的工作。研制出以单片机和PLC为主的主控机。以灯光、模拟盘、控制台等屏幕显示的胶带动输机监控监测装置。该带式输送机系统以及辅助设备的运输系统采用的是一个及自动化、信息化、计算机、网络通信为一体的高新技术自动化控制系统。因此PLC外围模

53、块的故障判断与检测对自动化控制系统有重要意义。二、实训原理1、井下网络控制装置该装置控制核心部分采用德国西门子公司生产的S7-300/200可编程控制器，其他主要元件均采用进口元件。通过该装置可以实现输送机的就地控制和远程控制两种控制方式。采用就地控制方式时，通过就地开停控制器的指令输入，自动启动或停止各台电机。采用远程自动控制方式时通过传输线路接收控制中心的控制指令，自动启动或停止各台电机。该装置亦可同时完成多台胶带机控制、保护动作及相关数据的处理。其主要功能特点如下：（1）可以采集或接入各种参数、保护信号 （开关量和模拟量），并具有扩展功能。（2）可以方便定义和修改所有被测模拟参数的报警值、保护动作值。（3）实现多路控制输出，启动或停止有关设施（有的输出带延时，且延时时间可以调）。（4）实现采集数据、参数、运行状态的就地显示，并可以上传地面中心站。（5）实现故障位置、原因、类型等的就地显示，比可以上传地面中心站。（6）具有检修时的安全闭锁功能。（7）具有运行方式选择及防止非规定操作人员随意操作的保护措施。（8）与地面断开后系统仍能正常运行在就地或自动方式下。（9）控制装置可接收各类传感器信号。（10）提供电流和温度的时时检测。（11）具有以太网接口功能。程控管理系统为集