以BXWⅡ-120/115礦用隔爆兼本安型微機控制箱為核心的電控系統(tǒng)是專門為煤礦井下設計的可編程監(jiān)測控制系統(tǒng)。用于煤礦井下帶式輸送機及其它設備的電氣控制、監(jiān)測和綜合保護。系統(tǒng)設計靈活，顯示信息豐富、通訊組網(wǎng)方便、保護功能齊全、輸入輸m點數(shù)可擴展、語音通訊、可自診斷并具有快開門結構�，F(xiàn)在該系統(tǒng)廣泛應用于煤礦井下運輸系統(tǒng)的控制和保護。
1、主要技術特點及功能
    (1)具有快開門式結構，安全的機械電氣聯(lián)鎖，現(xiàn)場安裝接線更為迅速。
    (2)可編程控制器程式執(zhí)行迅速，模塊化結構，提供了最大的靈活性和控制能力。
    (3)具有RS485通訊口，可根據(jù)需要擴展實現(xiàn)CC-LINK工業(yè)現(xiàn)場開放式網(wǎng)絡聯(lián)接，方便與其它系統(tǒng)聯(lián)接進行數(shù)據(jù)通訊，方便與礦方監(jiān)測中心聯(lián)網(wǎng)。
    (4)以彩色液晶顯示屏顯示膠帶機的設備運行狀態(tài)、傳感器狀態(tài)、張緊系統(tǒng)工作狀態(tài)、控制系統(tǒng)自檢信息等。
    (5)具有起車前的自動預告、沿線打點聯(lián)絡以及語言通訊功能。
    (6)可膠帶輸送機的運行特性實現(xiàn)主電機的分時、輕載啟動、停止等功能。
    (7)可實現(xiàn)膠帶機打滑、跑偏、堆煤、閉鎖、滅火灑水、煙霧、超溫、縱撕保護及電流、溫度、速度的測量等，并可以方便定義和修改所有被測模擬參數(shù)的報警值、保護動作值。
    (8)可與其它井下設備聯(lián)控如液壓自動張緊裝置，實現(xiàn)起車前的皮帶張緊。
    (9)具有檢修時的安全閉鎖功能。
2、主要技術參數(shù)
    額定輸入電壓：交流127V，工作電壓：115V、24V
    額定輸入電流：5A
    最大輸入輸出量：256點
    具有本安電源輸m：電壓DC24V，電流100mA
    電壓DC12V，電流240mA
    表面溫度：不大于150℃。
3、系統(tǒng)設計
    系統(tǒng)的工作由信號檢測、邏輯運算、控制輸出等過程組成，這些過程的實現(xiàn)均由BXWII控制系統(tǒng)自動實現(xiàn)�？刂坪诵牟考�選用三菱FX2N-48MR可編程控制器，配有RS485接口、模擬量模塊、通訊模塊等完成皮帶機的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集及過程控制等。
    FX2N-16CCL-M系統(tǒng)主站塊，可使PLC在現(xiàn)場總線CC-Link中作為主站使用，可接7個遠程I/O站以及8個遠程設備站，最大傳輸距離為13.2km，可有效節(jié)約布線，減小誤配線率，方便、快捷、高效地使PLC與各外接設備進行網(wǎng)絡通訊，實現(xiàn)遠程控制。
    FN2N-4AD模擬量檢測模塊采集電機電流信號，具有12位高精度分辨率，4通道，通過軟件編程，數(shù)據(jù)運算實現(xiàn)多臺電機功率平衡。提高了設備運行性能，延長設備使用壽命。
    采用圖形操作顯示終端，運用FX-PCS-DU-WIN-C專業(yè)軟件，設定了用戶顯示操作畫面，監(jiān)示畫面，數(shù)據(jù)采樣圖表，故障報警記錄等狀態(tài)信息，為用戶提供了優(yōu)良的操作環(huán)境，并且能顯示和修改工作程序，方便了現(xiàn)場調試工作。
3.1信號檢測
    首先由各種傳感器檢測出膠帶機的各種信號，這些信息輸入到BXWII控制箱可編程控制器FX2N-48MR，由PLC內(nèi)CPU判斷，同時根據(jù)遠程或司機控制輸入的要求，依照編定的程序，完成控制功能，實現(xiàn)啟動預告、設備運行和膠帶機保護。
    被檢測信號基本上可分為開關量（無電位接點）、模擬量兩種。
    (1)開關量信號檢測。開關量信號有：拉線、跑偏、縱撕、堆煤、超溫灑水、煙霧、溫度、電機開關返回接點、松閘開關返回接點、位置開關等。
    開關量信號是通過接點的通斷，進入BXWII-120/115型礦用隔爆兼本安控制箱PLC的開關量模塊的輸入口。接點閉合時，通過光耦向內(nèi)部送人一低電平信號（“0”信號）；接點斷開時，向內(nèi)部送人一個高電平信號（”1”信號），該PLC根據(jù)高、低電平信號和編程設置，判別設備的運行狀態(tài)及是否有故障發(fā)生。
    (2)模擬量信號檢測。模擬量信號有：膠帶速度、電機電流、溫度、煙霧等。
    ①速度信號檢測。由速度傳感器輸m峰值5V以上的方波頻率信號進入PLC頻率量模塊的計數(shù)口，實現(xiàn)膠帶機運行速度的檢測。該頻率信號與皮帶速度的對應關系為：f=600v(f為輸出頻率值，單位為H2；v為皮帶速度，單位為m/s)
    ②電機電流信號檢測。主電機開關真空磁力起動器中電流檢測器輸出的4～20mA電流信號輸入到PLC模擬量模塊的輸入口，實現(xiàn)電流的檢測。其輸出4～20mA電流信號對應電流為0～1.41e(le為真空磁力起動器設定的額定電流)。
    ③溫度的檢測。Pt100鉑電阻可直接進入溫度模擬量模塊的輸入口。
    (3)保護信號檢測。在膠帶機運行的啟動、運行、停機、急停等各個階段，本控制箱的PLC隨時監(jiān)測如堆煤、煙霧、跑偏、閉鎖、超溫、速度、灑水、設備開停狀態(tài)、制動閘狀態(tài)等傳感器的信號。
3.2控制輸出
    控制箱對磁力起動器、電機等外部設備的控制是通過接點的通斷來實現(xiàn)的，即開關量控制。開關量輸出分為本安接點輸I葉J和隔爆接點輸m。
    (1)主電機的控制。PLC通過檢測外圍傳感器有、無故障，通過“自動控制”操作，運行程序自動控制繼電器模塊輸出信號，其輸出的繼電器接點與電機開關的遠控回路相連，控制電機開停。
    (2)松閘電機的控制。PLC通過程序自動控制開關量模塊輸出信號，其輸出的繼電器接點與控制松閘的磁力起動器的控制回路相連，控制松閘電機的開停。
    (3)勺桿電機的控制。PLC通過程序自動控制開關量模塊輸jLH信號，24V電壓經(jīng)勺桿高、低位行程開關的常開接點去驅動控制箱的本安(1)一非安(d)轉換接口，AC220V或127V電源通過其輸出的繼電器接點直接與伺服電機的線圈相連，控制勺桿的加載和減載。
    (4)聲光信號器的控制。PLC在系統(tǒng)發(fā)m起車、故障報警、緊急停車的命令后，由程序自動控制開關量模塊輸出信號，去控制KXT16信號器首臺，使其發(fā)出預告信號，經(jīng)沿線KXT16信號器將聲響發(fā)出。并可用打點按鈕來實現(xiàn)打點聯(lián)絡，喊話按鈕來實現(xiàn)喊話聯(lián)絡。
3.3  運行工況分析及軟件設計
    為滿足日常運行、檢修、故障處理等的需要，具備四種控制模式：集控、自動、檢修、手動。操作人員可采用不同方式控制膠帶機的啟動和停止。
    (1)集控：可接受上位機信號也可與其它設備聯(lián)鎖起車、停車。
    (2)自動：皮帶機預警起車，各保護投入檢測，，PLC可對各輸入口采集的信號進行判斷和運算，發(fā)m控制指令，實現(xiàn)各設備的自動控制，當出現(xiàn)故障時自動實施緊急停車，并發(fā)出聲光故障報警，待故障排除后方可再次進行正常起車。
    ①正常起車。按動正常起車按鈕即可完成整個起車過程的操作，各設備按程序依次啟動運行。
    ②正常停車。按動正常停車按鈕即可完成整個停車過程的操作，各設備按程序依次停止。
    ③緊急停車。按動緊急停車按鈕即可完成緊急停車過程的操作，各設備按程序緊急停止。
    ④保護停車。在膠帶機運行的啟動、運行、停機、急停等各個階段，本控制箱的PLC隨時監(jiān)測如堆煤、煙霧、跑偏、閉鎖、超溫、速度、灑水、設備開停狀態(tài)、制動閘狀態(tài)等傳感器的信號，一旦發(fā)生故障，顯示故障性質，并判斷是否為停車類故障，若是停車類故障，PLC將發(fā)出報警聲，并進入事故停車處理；若為報警類故障，則只報警不停車。裝置對膠帶輸送機打滑的判斷方法為：皮帶正常運行后，PLC通過速度傳感器檢測膠帶輸送機的實時速度，并與額定速度比較，當檢測到的速度V）70%Ve（Ve為膠帶機額定速度）時認為正常，當V≤70%Ve且連續(xù)10S時（可調），認為打滑故障發(fā)生，這時停車并報警；對跑偏的判斷方法為：皮帶正常運行后，PLC通過跑偏傳感器檢測膠帶輸送機發(fā)生跑偏時，報警，若跑偏在一定時間內(nèi)消失，則繼續(xù)運行，否則開關動作實現(xiàn)停車。
    (3)檢修：當設備發(fā)生非主要保護故障時，先將保護旁路，繼續(xù)開車，此時可邊檢修邊運行，最大限度的滿足生產(chǎn)。出廠時只保留拉線開關起作用，其他保護皆旁路。
    (4)手動：主要用于設備調試及檢修階段，此時皮帶處于無自動保護的手動控制狀態(tài)。該方式作為一種備用工作方式提供給用戶，只在特殊情況下使用。
結語
    電控系統(tǒng)在帶式輸送機的安全穩(wěn)定運行中有著重要的作用，經(jīng)礦井現(xiàn)場運行證明BXWII控制系統(tǒng)是成功的、先進的，系統(tǒng)可靠性高，操作簡單，運行穩(wěn)定，具有較高的推廣價值，且具有可擴展性，適合煤礦皮帶機控制的實際要求，通訊組網(wǎng)方便，有利于礦井現(xiàn)代化管理。