基于PLC与变频器的皮带机巡检控制系统设计文献综述

文献综述与调研报告：（阐述课题研究的现状及发展趋势，本课题研究的意义和价值、参考文献）

1.课题研究的现状

皮带机是以皮带兼做承载机构和牵引机构的一种连续运输设备，由于具有运输能力大、运输阻力小、耗电量低、运行平稳、在运输过程中对物料的损伤小等特点，已成为公认的对于散状物料输送效率最高、应用范围最广泛的一种连续运输设备^[1-3]，因而广泛应用于矿山、码头、冶金、建材、机械及仓储业的物料输送。它是实现生产过程机械化、自动化、减轻繁重体力劳动、改善工作条件、提高劳动生产率的重要设备。

皮带机作为煤矿生产中的主要运输设备，具有操作简单、自动化程度高等特点^[4]。但是由于矿井的作业环境特殊，生产条件比较恶劣；皮带机需要检测的点多，工作量大，同时要求检测精度高，一般不能通过人的感觉器官和工程经验排查故障，特别是长距离大运量的皮带机，不便于人工检测和维修，加上技术和生产管理方面的欠缺，导致了皮带机事故的时有发生，尤其是火灾事故的发生，并且由于许多胶带在矿井的进风巷内连续设置，一旦发生火灾就迅速蔓延，因而事故多呈现突发性、恶化性、事故伤害涉及人员和设备等特点^[5-8]。

由于皮带机的运行状况直接关系到生产设备及操作人员的安全，因此，如何保证长距离皮带机的安全运行，预防和减少恶性事故的发生，消除故障隐患，保证人身和设备安全，正成为研究的重要课题^[9,10]。

然而受到煤矿生产技术的限制，我国大多数矿井在皮带输送机的控制方式上，仍然采用传统的人工控制、现场控制方式，不仅耗费了人力和物力资源，而且极大地影响了开采效率，同时也存在着极大的安全隐患^[11-13]。

研制一套皮带机自动巡检系统可以集中显示皮带机的运行状态，并可以通过网络远程检测皮带机运行状况，对于确保皮带机的安全运行具有极其重要的作用。该系统能够实现在皮带机出现故障时，自动巡检出故障发生具体位置并采取相应的保护措施，同时报警。这样，一方面可以方便现场巡检人员了解皮带机的运行状态，减少甚至取消了围绕皮带机巡检和记录皮带机各部分运行状态的工作，减少了劳动强度，提高了工作效率；另一方面可以减少巡检人员长时间处于错综复杂的井下环境，改善了现场巡检人员的工作环境，增加了巡检人员自身的安全。同样也便于其他人员通过网络随时随地了解皮带机的运行状态。此外，系统的报警和综合保护功能可以在皮带机出现故障时报警提示相关工作人员，采取相应的应对措施，减少甚至避免故障造成的损失^[14-18]。

目前已有的巡检技术是无人机巡检和机器人巡检技术，自动化，智能化的巡检方式日益明确，但尚不完善，主要趋势是将PLC自动控制系统与传感器系统结合，实现巡检方式的智能化及巡检内容的多样化^[19]，但是矿井的开采环境复杂多变，现有的巡检方式存在着抗干扰能力差，设备技术低，维护相对困难，不易推广的问题^[20]。目前还没有一套能够对火灾隐患进行自动往复巡检的系统，本课题主要针对皮带机的火灾隐患检测设计一套自动往复式巡检系统^[21-25]。

2.课题研究的意义和价值