050712I02-灌包传感器选用重点.doc

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1、职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库课程教案课程名称：传感器与智能仪表编制人：孙在松邮箱：zais ongsun 电话：0633-7987155编制时间：2014-12-01编制单位：日照职业技术学院项目项目七 传感器与智能仪表综合应用与调试单元名称输送灌包线主要传感器及智能仪表选用方案.课次1学时2上课地点教学目标能力目标知识目标(1) 能将检测点数据进行与手册相一 致的标准化处理；(2) 能据所确定的标准化数据协调选用 系统的传感器与智能仪表。(1) 掌握技术数据标准化处理；(2) 掌握系统主要传感器及智能仪表 的协调选用。教学重点、难点重点：传感器与智能仪表的

2、协调选用难点：传感器与智能仪表的协调选用教学过程主要教学内容备注1、项目引入(10min )展示散料输送灌包系统传感器与智能仪表综合选用相似案 例,从而引出项目的问题。教师引 导、学生 讨论2、知识准 备(30min)带式输送机配套传感器与智能仪表选用方案：输送带的事故主要有火灾事故、胶带跑偏事故、胶带撕裂事故 等。所以在输送带的控制系统中，采用了沿线急停开关和跑偏、纵 撕、打滑、堆煤、温度检测等传感对输送带运行工况进行全面监测， 以确保生产时的人身、设备安全。传感器本着“安全、可靠、先进、 精确”的原则进行选择和设置。1、速度传感器选用：在带式输送机速度保护中，检测胶带超速故障，需要知道胶带

3、 的运行速度，因此设置一个速度传感器来检测胶带的速度。当胶带 负载变轻时，胶带运行速度会马上升高。胶带一般正常运行速度是 2.5m/s，如果速度太咼，会对胶带旁边的工作人贝造成危险；冋时 右胶带旁边有锋锐的物体，可能会挂破胶带，造成重大事故。选用矿用本质安全型电气设备，型号为KG5007A速度传感器。此型号传感器适用于煤矿井下有瓦斯、煤尘爆炸危险的环境，也适 用于煤炭、冶金、化工、建材、粮食、运输等行业以及选煤厂、钢 铁厂、热电厂、粮库、港口等地面恶劣环境。它既可与带式输送机 电气控制装置配套，也可单独使用，作为输送机胶带速度(加速度) 检测、超速保护装置。速度传感器外形如图。教师多媒体PPT

4、讲解3职业教育机电一体化专业教学资源库4职业教育机电一体化专业教学资源库#职业教育机电一体化专业教学资源库主要特点是测速范围广，低速性能好，性能稳定，抗干扰能力 强；密封性能好，能在有瓦斯、煤尘、烟雾、水汽等恶劣环境中使 用；弹性支架安装，摩擦连接方式。安装简单方便，适用范围广， 运行可靠，测速精确。（1 ）使用环境条件和主要技术指标环境温度：-20+40 C相对湿度：不大于 95% （+25C ）电源：DC2028V ,工作电流不大于100mA。煤矿井下使用时 需由本安电源供电。电流输出：胶带速度0Vs,对应电流420mA输出（负载电阻w 500 Q ）其中Vs传感器内拨动开关设定的胶带速度

5、额定值运行信号输出：当实际带速V0.8Vs时，该接点闭合。设定的额定带速 Vs范围：0.86 m/s，分20档。引入电缆外径：712mm。防爆型式：矿用本质安全型，“ Exibl”。教师引 导、学生 小组讨 论传感 器的综 合应用（2 ）安装方法3、操作训练（30min ）速度传感器安装在每台胶带机的机头，固定在安装架上，使滚 轮紧贴胶带。传感器安装在带式输送机下面，带式输送机运行时， 由紧贴胶带的滚轮带动转盘（带有齿槽）在光电传感器凹槽内转动， 光电传感器光路通断受齿槽控制，输出相应的方波频率信号。频率 信号经频率/电压变换后，送电压/电流变换电路和电压比较电路。 经电压/电流变换电路输出

6、420mA电流信号；经电压比较电路和 起动检测电路（或起动外控输入信号）进行处理，并经输出相应的 继电器接点信号。2、跑偏传感器在带式输送机跑偏保护中，带式输送机跑偏的根本原因是输送 带在运行过程中，横向受力不平衡。其跑偏信号通过接入临近拉线 急停开关传输。当皮带跑偏时，皮带碰到跑偏开关的探杆，并带动 探杆轴转动，此时与探杆固定在一轴上的凸轮也同时转动，拨动跑 偏开关的微动开关发出跑偏信号。选用矿用本质安全型电气设备，型号为KAP-1跑偏传感器。此型号传感器是适应煤矿井下有煤尘、瓦斯爆炸危险环境中，作为带式输送机跑偏保护的传感器。壳体采用钢板模压成型， 机械强度高，设计合理，使用方便，动作灵敏

7、可靠，并有机械限位标志。KAP-1教师多媒体PPT讲解本安型胶带跑偏开关，由壳体、行程开关和立辊组成。教师引 导、学生 小组讨 带式输 送机上 传感器 使用方 法（1 ）型号及主要参数型号：KAP-1每级触点数量：动合节点一个，动断节点1个触点容量：DC 24V, 400MA复位方式：自动复位外形尺寸：204mm 325mm 142mm（2 ）工作原理跑偏传感器沿带式输送机的两侧按一定间隔成对安装。胶带运 输机在运行过程中，胶带有不正常的偏移时，胶带与跑偏开关的立 辊接触，挤压跑偏开关的立辊接触，挤压跑偏开关立辊，使立辊自 转并偏移，当立辊偏转到一定动作角度时，开关接点动作发出报警 信号。避免

8、造成重大生产事故的发生。当胶带机恢复正常运行时， 跑偏开关自动恢复到初始正常状态。（3 ）安装方法将跑偏传感器安装在带式输送机两侧托辊支架上。胶带跑偏开 关设置在胶带两侧，在机头、中间和机尾各设一对。跑偏开关在安 装时，应注意使立辊轴线与胶带边沿50100毫米为宜。胶带边缘应位于立辊高度的1/3至1/2处为宜，跑偏开关应在胶带两侧成对安 装，每隔30米安装一对为宜，支架应牢固可靠，固定开关的底板 角度要准确。5职业教育机电一体化专业教学资源库#职业教育机电一体化专业教学资源库3、纵向撕裂传感器在带式输送机撕裂保护中，由于输送带发生撕裂后，物料会从6职业教育机电一体化专业教学资源库教师多媒体PP

9、T讲解裂口落下，从而触发撕裂传感器，系统报警停机。钢线芯带式输送 机以其强度高、运量大和运距长等优点， 也得到越来越广泛的应用。 它之所以强度高是因为其内部纵向布置了许多钢丝绳，但是在其宽 度上，抗拉强度是很低的。因此正因为这一特点，使其容易发生纵 向撕裂事故，而且一旦事故发生，就会造成非常重大的经济损失， 即使能修补，也浪费很长的时间，给生产造成损失。就发生纵撕的 地点来看，大部分是在装载处，因此纵撕检测传感器一般放在装载 点前10m处。选用矿用本质安全型电气设备，型号为 ZSJ01纵向 撕裂传感器。此型号传感器主要用于检测带式输送机胶带纵向撕裂（恶性事故），当胶带发生纵向撕裂时能及时发出停

10、机信号以防止 撕裂事故扩大化，给用户造成严重损失。 适用于电力、煤矿、建材、 码头、冶金等行业，专门从事散料输送的各种带式输送机。是采用 拦索式方法，拦索通过滑板与开关连接，使开关随着拦索的牵移而 输出停机信号。主要特点，防护等级高，可长期暴露在含盐雾、酸 雨的环境中使用，内部有行程开关。（1）主要技术参数接点容量：DC20-25V, 15mA安装位置：将传感器安装在受料段胶带和托辊之间7职业教育机电一体化专业教学资源库（2 ）工作原理撕裂检测器在正常状态下拦索使开关的触发机构处于正常状 态，当异物刺穿胶带机表面并触及到拦索时，并带动拦索，使拦索 产生位移导致触发机构动作输出撕裂停机信号。（3

11、 ）安装方法撕裂传感器应安装在受料段胶带下托辊之间，调整滑板和索杆 使拦索距胶带下表面2030mm，再调整调线器使拦索张紧，且开关也处于动作状态即可。新安装的撕裂传感器应每隔5日按上述方法重新调整 24次，以消除因拦索伸缩而引起误差，见图2.7。在皮带出现由于撕裂、戳破、交界处损坏或锐利物凸出皮带时，撕 裂开关能给监视人员提供报警信号或停机。撕裂开关成对安装在两 侧，由两段乙烯外套的航空钢丝绳连接起来。绳的一端永久固定在 支撑托架上，另一端连接在撕裂开关的拉环上。两段线绳在皮带下 面形成一个闭和的回路，当物体或撕裂的皮带悬吊下来，扫落一条 或两条线绳时 即探测出故障。因为线绳受力作用下，它把拉

12、环轴 向外拉出却使自销手柄向上弹起这时机内两个微动开关发出报警 或停机。故障排除后将自销手柄往下按使机内的凸轮轴复位待开 机。撕裂开关设置在受料段胶带下缓冲托辊之间按上安装支架和 撕裂开关、撕裂开关的拉环要与胶带边缘同高，若高度不够可在支 架下加上垫铁或槽钢，测好高度后再把支架与支座焊牢。挂上拦索，一端穿过撕裂开关的拉环用索扣扣死，另一端穿过对方撕裂开 关支架中间的圆孔待用。安装好两只撕裂开关和挂两条拦索，再加 30度弯角处把两条拦索扣在一起。收紧双方支架中间孔内的拦索然后扣死索扣。拦索的松紧，一般作用在0.9Kg既可触发开关。胶带在苛载下沉时要与缆绳保持5mm-10mm。4. 烟雾传感器在带

13、式输送机烟雾保护中，悬挂在巷道或廊道内的烟雾传感 器，对带式输送机的皮带因摩擦等原因引起的火灾及周围环境气体 状态进行监测。由于打滑摩擦等原因，胶带机滚筒升高到一定温度 时，会使胶带燃着，因此在滚筒处设置烟雾传感器，当烟雾浓度大 于一定值时，发出报警信号。红色LED电源指示，报警时亮，同时开启撒水灭火装置。选用矿用本质安全型电气设备，型号为JXL24-GQQ0.1烟雾传感 器。此型号传感器适用于检测地上粉尘或煤矿井下有瓦斯、煤尘爆炸危险的环境，与皮带机综合保护系统配套使用。（1）主要技术指标防爆式本质安全型 Exibl 工作电压 DC12-24V 工作电流 10mA传感器初始化预热时间5s继电

14、器信号输出无烟时继电器释放，接点K、K1点断开，K K2点闭合； 有烟时继电器吸合，接点K、K1点闭合，K、K2点断开。 出线口数量1个电缆最大外径9mm 工作环境温度：-10-40度外形 尺寸及重量 128 115 61mm;2.0Kg(2 )安装方法将烟雾传感器固定在特制支架上，安装在主动滚筒上方下风口 处有烟雾流过的路径。传感器可配界断电装置及声光报警装置，实 现报警及断电控制；也可与各种生产、安全监控系统配套使用。当 带式输送机周围有烟雾生成时，本装置能自动停机并发出报警信 号，同时接通洒水电磁阀，传感器吊挂在检测点下方的下风侧，安 装处不得有严重的淋水及粉尘。5. 温度传感器在带式输

15、送机温度保护中，通过温度传感器，对带式输送机的 滚筒及轴承或环境温度进行监控。当监视点的温度高于规定值时， 系统报警并驱动洒水装置的电磁阀实现超温洒水。由于滚筒和胶带 的摩擦作用，当滚筒温度过高时，会使胶带燃着。因此，要监测滚 筒温度，当温度达到一定值时报警。温度传感器从使用上可分为接 触式和非接触式两大类，接触式目前使用较为广泛，而非接触式测 量是通过检测被测物体所发出的红外线，来达到测温的目的。被测 对象是一直转动的滚筒表面，接触式温度传感器测量起来误差太 大，响应时间太长，温度变化的传递完全依靠空气为介质进行热交 换，因而采用接触式测量不适用于设计。因此，选用了矿用木质安全型 AMK1-

16、MID3301非接触式红外温 度传感器。此型号温度传感器适合于煤矿井下非接触式测温的要 求，为矿井的测温工作提供了操作自如、工作方便的检测仪器。矿 用红外测温仪体积小，重量轻，坚固、耐用，只需对准目标，扣动 扳机，不到一秒钟即可读取物体表面温度，无需接触，即可安全测 量热的、危险的或难以接触的物体的表面温度。将检测到的红外温 度与设定值比较，当温度大于设定值时，则发出报警指令，同时启 动洒水阀洒水降温。它具有响应速度快，测量精度高，安装维护简 便等特点。(1)主要技术参数传感器的工作电压：DC 15- 28V，工作电流：15mA;温度测量范围：-32535 C；测温精度：小于100 C时，误差

17、不大于土 2 C；大于100 C时， 误差不大于土 2%的读数。(最高可达土 1C或土 1%);响应时间：不大于 500ms;显示：带背景光的液晶屏显示；功能：具有高、低温报警，具有最大值/最小值/平均值/差值显示，具有数据存储，具有扳机锁定；重量和尺寸：320g, 200 160 55mm ；防爆标志：Exib 1( +150 C )。（2 ）工作原理红外测温仪测量物体表面温度时，测温仪的光学元件将物体所 辐射的能量会聚到红外探测器上，测温仪的电子元件将此信息转换 成温度数值，并显示在测温仪的显示屏上。（3 ）安装方法6、料堵开关在带式输送机堆煤保护中，当机头下堆煤时，安装在相应位置 的堆煤

18、传感器于煤接触，煤堆保护立即动作，报警停机。当煤仓内 有大煤块塞住煤仓漏口时， 会使煤流阻在煤仓内，无法向胶带投放。 由于煤仓特别大，如果没有人及时发现煤仓堆煤，煤在煤仓内会越 堆越多，最后会迫使使用大量人力物力来挖除煤仓内阻塞的大量 煤，同时将运输系统全部停下。这样不仅浪费时间降低工作效率， 同时也费用大量人力物力提高煤的生产成本。因此加入堆煤传感 器，及时报警危险煤位，处理煤仓内阻塞的煤。堆煤传感器安装在 带式输送机头部漏斗壁上，调节其固定位置，不要被煤流打到。选用矿用本质安全型电气设备，型号为GUJ15堆煤传感器。此型号堆煤传感器适用于煤矿井下含有甲烷、煤尘等爆炸性气体混合 物的环境中，

19、与煤矿带式输送机用综合保护装置主机配套使用。接 入本质安全型系统信号装置中，作为带式输送机的胶带煤位故障保 护用，可使带式输送机发出煤位信号而使系统断电停机，也可用于 地面非防爆等有带式输送机的场合。（1）主要技术参数触点容量：DC 24V50mA ;接点接触电阻：w 0.1 Q ;动作角度：15 土 3 ;复位角度：10 土 3 ;动作力：w 10N;传输距离：1000m;防爆型式：矿用本质安全型，防爆标志：“ Exibl”。动作性能：传感器触杆受力作用，偏离正常位置至动作角度时, 输出端子应导通。力撤消后传感器触杆自动返回，至复位角度时， 输出端子应断开；出线口数量：2个，允许电缆最大外径

20、 11mm。11职业教育机电一体化专业教学资源库#职业教育机电一体化专业教学资源库堆煤传感器为矿用本质安全型，可用于煤炭、冶金、化工、建 材、电力、交通等行业检测散状物料固体或液体的料位，主要用于: 检测输送机上是否有料流，见图2.13; 检测输送机溜槽堵塞或转载点物料堆积（如堆煤），见图2.14;主体壳内有一钢球和气动延时开关，悬挂的传感器处于垂直状 态时，钢球压在延时开关上。当物料上升使传感器倾斜超过动作角 度时，钢球滚开，开关延时动作发出信号；物料下降后，传感器恢 复垂直状态，钢球又压住延时开关使其瞬时复位。（2 ）安装方法安装时，可用传感器上附带的吊环螺钉直接安装，也可采 用钢丝绳或链

21、条悬挂。采用钢丝绳或链条悬挂安装时，可采用两根 或三根钢丝绳（或链条）安装，这样可以减小传感器动作距离，控 制传感器摆动方向。堆煤传感器安装在每台胶带机的转载点。将堆 煤传感器吊挂在前一台带式输送机尾部上方，高度定在正常运煤 时，煤流碰不到的地方。7、节自动洒水灭火装置在带式输送机运行中出现超温、冒烟、着火的状况，在发生报警的同时自动洒水，及时消灭危险，来减小损失。选用矿用本质安全型电气设备，型号为ZDSS型自动洒水灭火装置。此型号适用于煤矿井下有瓦斯、煤尘爆炸危险的环境，也适用于煤炭、冶金、 化工、建材、交通、电力等行业地面使用环境。能自动熄灭带式输12职业教育机电一体化专业教学资源库送机由

22、于摩擦或其它原因超温引起的火灾。与带式输送机电气控制 装置配套，作为带式输送机的超温自动洒水灭火装置，也可以单独 使用。(1 )使用环境条件和主要技术指标环境温度：-20+40 C相对湿度：W 95% ( +25 C)动作温度：58 3 C灭火范围：1520 m工作水压：0.31.0 MPa压力开关触点容量：DC20-30V, 3A压力开关防爆型式：矿用本质安全型，Exibl(2)工作原理当保护区的温度超过预定值时，温度探头动作，此时控制管路 失压，使自动水阀开启，压力水进入洒水管路实现自动洒水灭火， 同时压力开关动作向控制系统发出开关量信号，以实现报警和停 机。(3 )安装方法自动洒水灭火装

23、置安装在每台胶带机的机头。本装置实施洒水 由主喷嘴管和支喷嘴管同时进行，主喷嘴管应吊装在保护区带式输 送机皮带上方，距皮带面高1.21.5 m，支喷嘴管装于主滚筒旁侧, 喷嘴距滚筒面0.40.8m。8皮带秤的选用与安装 (1 )系统功能动态累计误差：20A皮带秤系统优于土 0.5%17A皮带秤系统优于土 0.25%ICS-14A皮带秤系统优于土 0.25%称量能力：6000t/h以下皮带宽度：500-2200mm 皮带速度：0.1-4m/s环境温度：称架-20 C -60 C积算器-10 C -50 C(2 )载荷传感器性能非 线 性：小于额定输出的 0.05%重 复 性：小于额定输出的 0.

24、03%滞后：小于额定输出的 0.03%激励：10VDC(3) 速度传感器频率范围：0-1.2KHZ 精确度0.05% 分辨率10-4米/秒(4) HN9001电脑积算器性能精度：优于0.05%电源：220V-15%+10% 50HZ 2%;25VA激励电压输出：10 5%VDC至速度传感器增速板输出：未稳压的24VAC累重显示输出：八位带小数点，最小显示0.01t流量显示输出：四位带小数点，单位为每小时吨远程累计输出：在累重显示器上的每个计数相当于10kg、100kg、1t电流输出：可选择 4-20mA或0-20mA，输出电流正比于流量 打印接口：卩P16打印机通讯接口：可选择 RS-232或RS-485开口尺寸；285X 140(宽X高)重量输入：一只或两只载荷传感器的毫伏级信号速度输入：数字速度传感器的脉冲信号4、归纳总结(20min )总结本单元讲解的港口散料输送灌包的系统的传感器应用及 安装方法。教师PPT讲授教学策略要通过相近案例的完整剖析引导学生对本案例的分析。15