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1、天津职业技术师范大学Tianjin University of Technology and Education毕 业 设 计专 业： 自动化与电气工程学院 班级学号： 01120081308 学生姓名： 吉中柱 指导教师： 李宏伟 教授 二一三年六月天津职业技术师范大学本科生毕业设计基于FPGA的等精度频率计Identification design for the kinetic model of a superminiature helicopter 专业班级：电气0813班学生姓名：吉中柱指导教师：李宏伟 教授学 院：自动化与电气工程学院2013 年 6 月摘 要随着当今世界经济的快速
2、发展和信息化时代的来临，企业的效益尤为可见，胶带运输机集控系统运行安全可靠与否直接影响的企业的经济效益。可靠性和安全性，实施集中监控，实现系统的综合保护和集中监控，是十分必要的。由于生产技术的不断发展，和生产技术的提高，对于较大胶带运输机的性能指标和技术规格也越来越严格。对于运输能力的安全性和可靠性也越来越提高，因此，对于胶带运输机必须全方位提供可靠、安全的检测和保护，这对于提高生产效率，降低事故率以及确保人身安全等，都具有重要意义。因此，对于运用PLC软件设计保护检测胶带运输机运行，至关重要。运用S7-200 PLC软件和MCGS组态仿真软件，更能方便，快捷，灵活的对系统进行调试和维修，为生
3、产安全，和经济利益带来巨大效益。同时，也为科学进步和社会发展，有着积极的作用。关键词：胶带运输机；plc软件；MCGS仿真； ABSTRACTIn order to realize the autonomous flying of a superminiture helicopter, it is necessary to obtain its high-accuracy kinetic model. Considering the impact on flight dynamical characteristics caused by the couplings among the heli
4、copter body, main rotating wings/stablizer bars and stroke oars, a linear time-invariant continuous-time mechanical model for the superminiture helicopter is analyzed. On the basis of the mechanical model, an identification scheme for the kinetic model in the hovering state can be designed by use of
5、 an L2-optimal identification method. Furthermore, the estimated model is able to describe the true dynamical characteristics of the helicopter. Based on a geometrical interpretation for the v-gap metric, this method belongs to a novel identification method, which can estimate multi-input and multi-
6、output errors-in-variables (EIV) models. An L2-optimal model consists of a system model represented by normalized coprime graph symbol and a noise model represented by a complementary inner factor (CIF). A priori pole information on the underlying system can be used to build a generalized orthogonal
7、 basis, which is further employed to parameterize the system model. The parameter optimization for the system model can be efficiently solved by the sequential linear matrix inequalities (SLMI) and the associated noise model is then obtained by a model transform to the estimated system model. Finall
8、y, the resulting identified L2-optimal model can supply the required models for the model predictive control of the superminiture helicopter.Key Words：Superminiature helicopter; kinetic model; L2-optimal identification method; sequential linear matrix inequalities目 录1引言11.1 胶带运输机综述11.1.1 系统胶带运输机的应用1
9、1.1.2胶带运输机的型号功能及特点21.2 胶带运输机发展综述42胶带运输机系统的研究意义及组织构成72.1胶带运输机系统的研究意义7 2.1 胶带运输机系统的工作原理2.2胶带运输机系统的组织构成93 胶带运输机PLC设计及应用123.1 PLC介绍及概述123.1.1 PLC定义及功能123.1.2 PLC工作原理133.1.3 PLC的基本组成133.2基于胶带传送机PLC 的I/O分配图163.3基于胶带传送机PLC 的总体结构164 胶带运输机PLC软件设计及思路18 4.1 S7-200 PLC软件功能指令4.2 基于胶带运输机PLC系统软件思维流程图204.3 基于S7200的
10、PLC软件梯形图设计5基于MCGS胶带运输机的故障仿真分析及保护235.1MCGS仿真软件介绍235.2胶带运输机故障分析及处理23结 论28参考文献29致 谢3136天津职业技术师范大学2013届本科生毕业设计1 引言胶带运输机又称带式运输机，也成连续传送机。是一种连续运输机械，也是一种通用机械。输送机可进行水平、倾斜和垂直输送，也可组成空间输送线路，输送线路一般是固定的。输送机输送能力大，运距长，还可在输送过程中同时完成若干工艺操作，所以应用十分广泛。胶带运输机可以单台输送，也可多台或与其他输送设备组成水平或倾斜的输送系统，以满足不同布置形式的作业线带式输送机是输送能力最大的连续输送机械之
11、一。以其结构简单、运转可靠、运行平稳、能耗低、并且对环境污染小、便于集中控制和管理维护方便、实现自动化功能等。在港口、电厂、钢铁企业、水泥、粮食以及轻工业的生产线，被广泛应用。主要用来运送大量散状货物，如石、煤、砂等粉、块状物和包装好的成件物品。胶带输送机是煤矿最理想的高效、连续运输设备，与其他的运输设备相比，不仅有长距离、大运量、连续输送等特点，而且运行可靠，易实现自动化、集中化控制，适应性强、动力消耗小、机件磨损小、使用维修方便特别是对高产高效矿井。胶带输送机已经成为煤炭高效开采机电一体化与装备的关键设备。1.1 胶带运输机综述1.1.1 胶带运输机的应用胶带输送机是化工，煤炭，冶金、建材
12、、电力、轻工、粮食及交通运输等部门广泛使用的运输设备。输送堆积密度为500-2500kg/m3的各种散装物料和成件物品，使用环境温度为-20至40.胶带输送机可沿水平或倾斜线路运行，同一类物料的湿度和块度组成对最大运输倾角有影响，运送物料最大倾角不能大于20，运送散装物料倾角为最大倾角的80%，其运输特点是，形成装载点到装载点之间的连续物料流，靠连续物料流的整体运动来完成物流从装载点到卸载点的输送。在工业、农业、交通等各企业中，连续运输机是生产过程中组成有节奏的流水作业运输线不可缺少的组成部分。带式输送机的运输能力大，运行阻力小，运行平稳，运途中对物料的破碎性小，连续运行容易实现自动控制因此被
13、广泛应用在国民经济等各个部门。矿井的井上，下带式输送机使用越来越多。由于输送带易损坏，不易运送坚硬有菱角的物料。因此，胶带运输机越来越和生产工作密不可分，其运输机的性能，直接影响到生产的需要，和经济效益的增长。1.1.2胶带运输机的型号功能及特点（1）通用带式输送机（DT） 通用带式输送机是一种固定式带式输送机。其特点式托辊安装在固定的机架上，由型钢做成的机架固定在底板或地基上，整个机身成刚性结构。因此，它广泛用于要求设备服务年限长，地基平整稳定的场合。例如，煤矿地面生产系统、洗煤厂、井下主要运输大巷、港口、发电厂等生长地点。该种输送机应用十分普遍，现已形成系列产品如TD62、TD75、DT等
14、。（2）移动带式输送机（DY） 移动带式输送机是一种按整机设计并且整机可在不同地点使用的带式输送机。按移动的方式不同又可分为移动式与携带式带式输送机。前者是靠轮子、履带或滑撬移动的带式输送机；后者是可用人力或机械从一个位置抬到另一个位置的带式输送机。主要用作短距离输送或转载。如煤场、码头、仓库等场所。（3）钢绳芯带式输送机（DX） 芯带式输送机在结构形式上相同于通用带式输送机，只是输送带由织物芯带改为钢丝绳芯带。因此，它是一种高强度型带式输送机，具有输送距离长、运输能力大、运行速度高、输送带成槽性好和寿命长等优点。但其最大缺点是因钢绳芯输送带的芯体无横丝，故横向强度低，易造成纵向撕裂。在大型矿
15、井的主要平巷、斜井和地面生产系统往往会遇到大运量、长距离情况，如果采用普通型带式输送机运输，由于受到输送带强度的限制而只能采用多台串联运行方式，这就造成了设备数量多，物料转载次数多，因而带来设备投资高，运转效率低，事故率升高，粉煤比重上升以及维护人员增多等后果。采用钢绳芯带式输送机可以有效地解决这类问题。该种带式输送机已经定型成DX系列。（4）大角度输送机 第一台大角度输送机由Continental Conveyor & Equipment Co.公司生产非常利用常规输送机零部件。当原料在两条带子之间输送时被称为三明治输送装置。（5）管形带式输送机U形带式输送带进一步的成槽，最后形成一个圆管状
16、，即为管形带式输送机，因为输送带被卷成一个圆管，故可以实现闭密输送物料，可明显减轻粉状物料对环境的污染，并且可以实现弯曲运行。（6）气垫式带输送机其输送带不是运行在托辊上的，而是在空气膜(气垫)上运行，省去了托辊，用不动的带有气孔的气室盘形槽和气室取代了运行的托辊，运动部件的减少，总的等效质量减少，阻力减小，效率提高，并且运行平稳，可提高带速。但一般其运送物料的块度不超过300mm。增大物流断面的方法除了用托辊把输送带强压成槽形外，也可以改变输送带本身，把输送带的运载面做成垂直边的，并且带有横隔板。一般把垂直侧挡边作成波状，故称为波状带式输送机，这种机型适用于大倾角，倾角在30以上，最大可达9
17、0。（7）钢绳牵引带式运输机钢绳牵引带式输送机从1951年起在英语国家得到应用。它的优点在于牵引体与承载体是分开的，既具有钢绳的高强度、牵引灵活的特点，又具有带式运输的连续、柔性的优点。可以跨越长距离和大高差。但缺点是输送带成槽性差，影响输送截面积，钢丝绳裸露在外，不易防腐蚀，维护费用高。因此，国外一些国家不提倡使用。我国自1967年起在煤矿开始使用，但总体用量不高。根据研究表明，当输送量超过500t/h，运距超过25km时，钢绳牵引带式输送机的基建投资和运费将少于钢绳芯带式输送机，即运距越长越有利。1.2胶带运输机发展与展望综述中国古代的高转筒车和提水的翻车，是现代斗式提升机和刮板输送机的雏
18、形；17世纪中，开始应用架空索道输送散状物料；19世纪中叶，各种现代结构的输送机相继出现。1868年，在英国出现了带式输送机；1887年，在美国出现了螺旋输送机；1905年，在瑞士出现了钢带式输送机；1906年，在英国和德国出现了惯性输送机。此后，输送机受到机械制造、电机、化工和冶金工业技术进步的影响，不断完善，逐步由完成车间内部的输送，发展到完成在企业内部、企业之间甚至城市之间的物料搬运，成为物料搬运系统机械化和自动化不可缺少的组成部分。1880年德国LMG公司设计了一台链斗挖掘机，其尾部带一条蒸气机驱动的带式输送机。1896年美国纽约颁布了鲁宾斯为带式输送机的发明人。20 世纪30年代随着
19、德国褐煤露天矿连续开采工艺的发展，带式输送机也随之得到迅速地发展，二次大战前德国褐煤露天矿已出现1.6m带宽的带式输送机。50年代开发出的钢绳芯输送带为带式输送机长距离化和大型化创造了条件。前西德为了摆脱石油危机带来的影响，开发了年产40005000万t的褐煤露天矿，并在5060年代为日产10万方的斗轮挖掘机开发了配套的3.0m带宽的带式输送机，带速为6.8m/s。后经科研开发将带速提高到7.5m/s，使带宽从3.0m降至2.8m，但运量仍保持3.75万t/h。单条带式输送机的装机容量为62000kW，是当今运量最大的带式输送机。70年代开始，西方各国推广斜井带式输送机。德国鲁尔区Hansel
20、-Prosper煤矿使用了当今规格最大的斜井带式输送机，其带宽为1.4m，带速为5.5m/s,属输送带度强为st7500N/mm，整机传动功率为23100kW同步电机。电机转子直接固定在滚筒轴上，从而省去了减速器。同步机用交直交变频装置调速，起、制动过程非常平稳，起动时间可达140s，制动时间达40s。输送带保证寿命达20年。该机上、下分支输送带都运送物料。向上运煤1800t/h，下分支向下运矸石1000t/h。提高高度达700余米。对于未来的发展趋势，在于能源节省与高效环保，而节能减排，也一直是这些年来，世界的主流趋势，而高效的能源利用，则更关乎企业的效益，能源的利用的其中主要一方面在于胶带
21、运输机的设计开始和停止的方式和结构设计。节能： 减小设备整体电力消费是所有项目的一个重要方面皮带输送机是也不例外。 虽然与其他运输方法比较皮带输送机总是运输大吨位高效率的手段。但是减少带式输送机的功率消耗的方法还是很多的。 皮带输送机的主要阻力组成部分有1、 托辊阻力 2、托辊与皮带的摩擦力 3、材料或输送带弯曲下垂引起的阻力 4、重力 。这些阻力加上一些混杂阻力组成输送材料所需的力。在一台输送长度400米的典型短距离输送机中,力可以分为如图所示的几个部分图中可以看出提升力所占比例最大而阻力还是占绝大部分。线路优化，线路优化也是节能的一项重要措施，在有效的空间、时间内，最大限度的开发利用，空间
22、，并且选取最优方案，保证运输机在使用和日常维护，修理等方便的前提下，以最优方式布局达到最理想的效果。同时，高效的利用空间，也可以达到节省时间的目的，并为高效产能，系统运行顺畅，备用设施保障等措施，提供条件，对企业优化和产能的提高提供帮助和发展。动力分散： 在最近过去的一段时间里一种最有趣的发展是电力沿输送道路的分配。看到输送机驱动装置安装在收尾末端让尾端驱动完成输送带的拉紧输送工作。但是现在的发展观念是把驱动安装在任何需要的位置。在带式输送机上多个位置安装动力源的想法已经存在很长一段时间了。第一次应用是1974年安装在美国Kaiser煤矿。紧接着是在地下煤矿中得到应用，而且长臂开采法也越来越体
23、现它的优越性。采矿设备的效率和能力也得到巨大改善。矿工们也开始寻找大的矿区从而减少移动大型采矿设备的次数及时间。矿井宽度和矿井分格长度都得到增加。当矿井分格长度增加后输送问题开始出现。接近4-5千米的输送长度所需要的电力和输送带的强度比以前地下煤矿需要的大很多。问题是大号的高电力驱动装置安装及移动困难。虽然胶带技术能够满足胶带所需强度要求它意味着需要比钢铁更重要的强度及加硫处理。由于长臂开采法的盘区传动机经常推进和后退矿工需要经常增加或取消滚筒的正传与逆转。而且硫化结合需要长期维护以保证强度，因而失去的产品生产时间在一个完全盘区中是很严重的。现在需要超过风险，并且中间驱动的应用限制了输送带的伸
24、长及张紧这样就允许纤维胶带在长距离输送机中应用。 现今，中间驱动技术被很好的接受并越来越广泛的应用于地下煤矿中。世界范围内的许多矿把这项技术整合到现在和未来矿业计划当中来增加他们的整体采矿效率和效益。 这种平面前驱的输送机有简单的皮带张力分布如黑色线条所示。虽然平均皮带张力在每个周期期间只约为最大值的40%但必须围绕最大估量值附近。黑色线条的急剧回落，表示顶头滑轮要求的总扭矩和力量来启动输送机。将受力分解到两个地点，红线，当总功率基本相同的情况下，皮带张力差不多减少40%。因此更小的输送带和更小的电源组可以得到运用。为了进一步扩展这种方式，增加第二中间驱动、绿线、皮带峰顶张力进一步下降。隧道产
25、业也迅速采用这种技术并且把这项技术提高到更好的水平更复杂更先进。但挖隧道最需要的是水平曲线的进步。高元部件性能和可靠性： 设备开机率的高与低主要取决于元部件的性能和可靠性。除了进一步完善和提高现有元部件的性能和可靠性，还要不断地开发研究新的技术和元部件，如高性能可控软起动技术、动态分析与监控技术、高效贮带装置、快速自移机尾、高速托辊等，使带式输送机的性能得到进一步的提高。 多功能，一机多用化 ： 拓展运人、运料或双向运输等功能，做到一机多用，使其发挥最大的经济效益。开发特殊型带式输送机，如弯曲带式输送机、大倾角或垂直提升输送机等。大型化、高运输能力 ： 大型化包含大输送才华、大单机长度和大输送
26、倾角等几个方面。水力输送装置的长度已达440公里以上带式输送机的单机长度已近15公里，并已浮现由若干台组成联系甲乙两地的“带式输送道”。不少国家正在探索长距离、大运量连续输送物料的更完善的输送机结构。2 胶带运输机系统的研究意义及组织构成输送带是带式输送机的承载构件，带上的物料随输送带一起运行，物料根据需要可以在输送机的端部和中间部位卸下。输送带用旋转的托棍支撑，运行阻力小。带式输送机可沿水平或倾斜线路布置。2.1胶带运输机系统的研究意义带式输送机是输送能力最大的连续输送机械之一,由于它具有连续、高效、大运量和对地形的适应性,显示了它的特殊经济性。目前,已广泛应用于冶金、煤炭、电力、矿山、港口
27、等部门,其结构简单、运行平稳、运输可靠、便于自动化以及维护方便等优点已成为运输成件货物与散状物料的理想工具。 国内外的生产实践证明，带式送机在运输量和其它一些技术指标方面，都表现出明显的优越性，但还存在下述问题： 1) 要求较多的维修费用。因其采用托辊支承输送带，设备运行时有较多的运动件，托辊的数量多，损坏的可能性也大，从而维修费用较高。 2) 起动困难。在通用带式输送机中参与运动的总质量大，在一定的阻力因数下输送机的阻力大，特别是输送机起动时的静态阻力更大。 3) 运行速度的提高受到限制。托辊的性能限制了输送机速度的提高，托辊支承的输送带在两托辊组之间具有一定的挠度，当输送带经过托辊组时，物
28、料和托辊发生碰撞产生振动，当输送散状物料时将会产生较大的灰尘。特别是当带速较大时，将会产生强烈的振动，也限制了带式输送机运行速度的提高。 4) 托辊与输送带之间的干摩擦会使输送带磨损较重，并易使输送带过热，形成火灾和爆炸事件的隐患。针对上述带式输送机存在的问题，所以研究低费用、高寿命、高速度、高效率的带式运输机还是有一定意义的。n 2.2胶带运输机系统的工作原理1）基本工作原理输送带绕经传动滚筒和机尾换向滚筒形成一个无极的环形带。输送带的上、下两部分都支承在托辊上。拉紧装置给输送带以正常运转所需要的拉紧力。工作时，传动滚筒通过它和输送带之间的摩擦力带动输送带运行。物料从装载点，装到输送带上，形
29、成连续运动的物流，在卸载点卸载。一般物料是装载到上带(承载段)的上面，在机头滚筒(在此，即是传动滚筒)卸载，利用专门的卸载装置也可在中间卸载。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摩擦传递的基本原理，可用欧拉公式表示如下：公式中：SY-输送带在主动滚筒相遇点的最大张力，即摩擦牵引力； -输送带在主动滚筒上的围包角度； e -自然对数的底，e =2.718； SL -输送带在主动滚筒分离点的张力（初张力）
30、; - 输送带与主动滚筒间的摩擦系数。由上式可知，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。2.3胶带运输机系统的组织构成带式输送机的主要组成部分：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。如图所示带式运输机为普通的普通橡胶带，倾斜向上运输的线路布置形式，驱动部分选用单滚筒驱动，张紧装置选用简单的螺旋张紧装置。 输送机工作方案 1- 驱动滚筒 2
31、 - 机架 3 - 上托辊 4 - 下托辊 5 - 输送带 6 - 改向滚筒 7 - 螺旋张紧装置8 - 卸料装置 9 - 清扫器1 ）驱动装置 驱动装置有单电动机驱动和多电动机驱动，有单滚筒传动和双滚筒传动。单滚筒传动多用于功率不大的带式输送机。一般驱动装置均布置在机头卸载端。用于矿井下的SPJ -800型与SJ -800 型的带式输送机采用双滚筒传动。采用单电动机驱动时，两个滚筒需要用一对齿数相等的齿轮连接起来；采用双电动机传动时可将齿轮去掉，由两台电动机分别驱动两个滚筒。2、3、4）托辊和机架a、托辊的作用：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
32、平稳。 b、托辊的结构托辊由轴、轴承和标准套筒等组成c、托辊的分类及用途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 。槽型托辊：槽型托辊用于支承承载输送带，上托辊的间距一般为1.5m。一般由3个托辊组合而成，槽角一般为30。平行托辊：平行托辊用于支承回空段输送带，一般为长托辊，下托辊的间距一般为3 m。下托辊轴头卡在机架的支座里。调心托辊：调心托辊多用在固定式带式输送机上,纠正跑偏的输送带。固定式输送机的托辊式固定的安装在机架上的，当输送带跑偏时，不能用挪动托辊位置的办法来纠正跑偏现象。 缓冲托辊：缓冲托辊装在带式输送机的装载处，用以缓和货载对输送带的冲击，从而保护输送带。这种
33、托辊的结构与一般托辊相同，只是在套筒上套以若干个橡胶圈。5 ）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。a、普通输送带 普通输送带可用在固定式、绳架吊挂式和可伸缩带式输送机上。输送带夹层用数层帆布做带芯，层与层之间用橡胶粘合在起，然后在外表面周围用橡胶盖层加以保护。帆布由棉、尼龙等纤维织成或为混纺物。帆布层用来承受载荷并传递牵引力，而橡胶保护层用来防止外界物体对帆布层的损伤及有害物质的腐蚀。输送带强度按帆布层的拉断力来计算。国产橡胶带有两种：一种为普通型，每层帆布的径向拉断力为56oN / c
34、m ；另一种为强力型，每层帆布的径向拉断力为960N / cm 。保护层的厚度是：上层（与货载接触面）厚度为3mm ；下层厚度为lmm 。b、钢丝绳芯输送带此输送带是用细钢丝绳做带芯（以承受拉力），外面覆盖橡胶的强力输送带。这种输送带基本上分无布层（全胶型）和有布层两种。6 ）改向滚筒皮带输送机中的改向滚筒作用是：用于改变输送带的运行方向或压紧输送带使其增大与传动滚筒的包角 。皮带输送机驱动滚筒与改向滚筒的调整是皮带跑偏调整的重要环节。因为一条皮带运输机至少有2到5个滚筒，所有滚筒的安装位置必须垂直于皮带运输机长度方向的中心线，若偏斜过大必然发生跑偏。其调与调整托辊组类似。对于头部滚筒如皮带向
35、滚筒的右侧跑偏，则右侧的轴承座应当向前移动，皮带向滚筒的左侧跑偏，则左侧的轴承座应当向前移动，相对应的也可将左侧轴承座后移或右侧轴承座后移。尾部滚筒的调整方法与头部滚筒刚好相反。7 ）螺旋张紧装置拉紧装置的作用，一是保证输送带有足够的张力，使滚筒与输送带之间产生必要的摩擦力；二是限制输送带在各托辊之间的悬垂度，确保输送机的正常运转。拉紧装置分为: 机械拉紧式和重砣拉紧式两种。机械拉紧式又分:螺杆式拉紧与钢丝绳绞筒式拉紧。8 ） 卸料装置和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。9 ）清扫装置清扫装置主要安装在卸载端和靠近机
36、尾换向滚筒的内侧回空段输送带的上面。用来清扫胶带表面的黏附物，防止输送带损坏。清扫装置安设在卸载端，用来清扫胶带表面的粘附物料。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，效果较好。另外，制动装置是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、闸瓦及接触面积等应符合要求。制动器的种类:带式逆止器、滚柱逆止
37、器、电力液压制动器及液压盘式制动器等。带式逆止器是在卸载滚筒的架子上固定一块逆止带，当带式输送机向上运输时，逆止带在卸载滚筒分离段上呈卷曲状态。若满载的带式输送机停车发生逆转时，固定逆止带的另一头（浮动的一头）被逆转的输送带带入输送带与滚筒之间，利用其摩擦力，停止滚筒和输送带的逆转。这种逆止器的结构简单、造价低，缺点是在制动时输送机必须先倒转一定距离，等到逆止带完全楔入滚筒后才能产生逆止作用。功率大的输送机不宜采用，只用于向上运输的小型带式输送机。3 胶带运输机PLC设计及应用3.1 PLC介绍及概述3.1.1 PLC定义及功能PLC即可编程控制器（Programmable logic Con
38、troller，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义： PLC英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，其定义为一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程.PLC是可编程逻辑电路，也是一种和硬件结合很紧密的语言，在半导体
39、方面有很重要的应用，可以说有半导体的地方就有PLC。 PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。国际电工委员会(IEC)在其标准中将PLC定义为:可程式逻辑控制器是一种数位运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等。而
40、其面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可程式逻辑控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。 其核心要求可归纳为4点： （1）计算机代替继电器控制盘；（2）用程序代替硬接线；（3）输入/输出电平可与外部装置直接相联；（4）结构易于扩展。其PLC的使用特点：plc能如此迅速发展的原因，除了工业自动化的客观需要外，还有许多独特的优点。它较好地解决了工业控制领域中普遍关心的可靠、安全、灵活、方便、经济等问题。1）可靠性高可靠性是plc平均无故障工作时间。由于plc采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，具有很强的抗干扰能力，平
41、均无故障时间达到数万小时以上，可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场。plc已被广大用户公认为是最可靠的工业控制设备之一。2）控制功能强一台小型PLC内有成百上千个可供用户使用的编程元件，可以实现非常复杂的控制功能。与相同功能的继电器系统相比，它具有很高的性能价格比。PLC可以通过通信联网，实现分散控制与集中管理。3）用户使用方便PLC产品已经标猴化、系列化、模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。PLC的安装接线也很方便，有较强的带负载能力，可以直接驱动一般的电磁阀和交流接触器。硬件配置确定后，可以通过修改用户程序，方便快速地
42、适应工艺条件的变化。4）编程方便简单 梯形图是PLC使用最多的编程语言，其电路符号、表达方式与继电器电路原理图相似。梯形图语言形象、直观、简单、易学，熟悉继电器电路固的电气技术人员只要花几天时间就可以熟悉梯形图语言，并用来编制用户程序5)设计，安装，调试 周期短PLC用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少，缩短了施工周期。可编程序控制器的用户程序可以在实验室模拟调试，模拟调试好后再将PIc控制系统在生产现场进行安装和接线，在现场的统调过程中发现的问题一般通过修改程序就可以解决，大大缩短了设计和投运周期。 6）易于实现
43、机电一体化 PLC体积小、重量轻、功耗低、抗振防潮和耐热能力强，使之易于安装在机器设备内部制造出机电一体化产品。其PLC功能特点：1）开关量的逻辑控制 PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。2）模拟量控制 在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/
44、D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。3）运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。4）过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。
45、PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。5）数据处理与通信联网 现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。 PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。3.1.2 PLC工作原理PLC采用“顺序扫描，不断循环”的工作方式1 ) 每次扫描过程，集中采集输入信号，集中对输出信
46、号进行刷新。2 ) 输入刷新过程，当输入端口关闭时，程序在进行执行阶段时，输入端有新状态，新状态不能被读入。只有程序进行下一次扫描时，新状态才被读入。3 ) 一个扫描周期分为输入采样，程序执行，输出刷新。4 ) 元件映像寄存器的内容是随着程序的执行变化而变化的。5 ) 扫描周期的长短由三条决定。（1）CPU执行指令的速度（2）指令本身占有的时间（3）指令条数，现在的PLC扫描速度都是非常快的。6 ) 由于采用集中采样，集中输出的方式，存在输入/输出滞后的现象，即输入/输出响应延迟。 3.1.3 PLC的基本组成1 ）中央处理器（CPU）（1）按照系统程序赋予的功能接收并存储由编程器键入的用户程
47、序和数据，诊断电源及PLC内部电路的工作状态和编程中出现的语法错误。（2）用扫描方式工作。监视并接收现场输入信号，从存储器中逐渐读取并执行用户程序，完成用户程序所规定的逻辑或算术等操作，根据运算结果控制输出。2 ）存储器存储器是具有记忆功能的半导体集成电路，用于存放系统程序、用户程序、逻辑变量和其他信息。 （1）只读存储器ROM；（2）随机存储器RAM。3 ）电源单元电源单元是将交流电压信号转换成微处理器、存储器及输入、输出部件正常工作所需要的直流电源。供电电源的电压等级常见的有：交流：100V、200V；直流：100V、48V、24V等。4 ）编程器编程器是PC的最重要的外围设备。利用编程器将用户程序送入PC的存储器，还可以用编程器检查程序，修改程序；利用编程器还可以监视PC