摘 要皮带式输送机是一种应用非常广泛的物料输送机械，主要由输送带、滚筒、托辊、驱动装置、支承底架等机械结构组成，它是以输送带为承载机构，以输送带与驱动滚筒之间的摩擦力来带动输送带不断运动的机械设备，在生产生活中被广泛使用。本文研究的是基于触摸屏的皮带自动输送线系统，简单介绍了带式输送机的发展历史、特点以及发展前景，深入研究了输送机的机械部分和控制系统，并进在带式输送机的机械部分采用了比较新型的变频驱动系行了软件的编程，最终实现了设计的要求。在带式输送机的机械部分我采用的是变频调速系统，在认真学习了变频驱动系统的驱动原理之后，并结合所研究的带式输送机的实际情况，选择变频驱动系统结构中的电机的容量及型号。在控制部分，则选用触摸屏、PLC与变频器相结合的控制系统，并针对系统的具体要求实现的功能对触摸屏、PLC、变频器和传感器做出选型。
目 录
第一章 绪论01
1.1皮带式输送机概述01
1.2课题研究的背景及意义02
第二章 总体方案设计03
第三章 机械方案设计04
3.1原始参数和工作条件04
3.2带宽的确定05
3.3圆周驱动力07
3.3.1 主要阻力计算07
3.4传动装置的选择09
3.4.1皮带轮传动的分类09
3.4.2皮带轮的选型和设计10
3.5电机的选择13
3.6传动滚筒13
3.6.1传动滚筒的选型及设计14
3.6.2传动滚筒结构14
3.7输送带的选择15
3.7.1输送带的分类15
第四章 控制系统程序设计16
4.1控制系统硬件的配置16
4.1.1控制器的选择16
4.1.2检测元件选择16
4.1.3变频器的选择17
4.1.4触摸屏的选择18
4.2控制系统软件设计19
4.2.1PLC程序设计19
4.2.2触摸屏程序设计27
4.2.3变频
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器与PLC的连接及其参数设定30
第五章 总结与展望32
5.1总结32
5.2展望32
第六章 致谢33
参考文献34
第一章 绪论
1.1皮带式输送机概述
皮带式输送机的主要构成部件是输送带、托辊、支架、驱动系统、传动系统和张紧装置等。输送带是用来承载和运输物料的，它平铺在上托辊上，绕过传动滚筒平铺在下托辊上，并与传动滚筒发生相对移动产生摩擦力来带动自己连续的运动和输送货物。然后一直延伸到机架尾部与输送带首部相连接，最终形成一个环形输送带。由于环形输送带具有一定的弹性，在传动过程中与传动滚筒的摩擦力会减小，不利于物料的输送，所以需要一整套完善的张紧装置来调节输送带的松紧度，从而改变输送带与传动滚筒之间的摩擦力，提高输送带的工作效率。当货物被运送到输送带末端时，由于重力作用货物会自动掉落实现卸货。由于带式输送机具有结构简单，运载连续，阻力小，能耗低，维护维修方便，运输平稳等特点在生产生活中应用十分广泛。比如地铁、车站入口处的安检，自动化流水线生产都使用了自动输送机，煤矿厂运输煤碳的自动输送机，都是用了带式输送机，其应用十分广泛，如图11所示。


图11 带式输送机结构图
1.2课题研究的背景及意义
现在，皮带式自动输送机在我们日常生产生活中已经应用非常广泛，尤其是在煤矿开采和运输系统中，皮带式自动输送机已经起着非常重要的作用。根据皮带式输送机应用场合的不同，可以分为很多种，其中包括钢绳芯皮带式自动输送机、钢绳牵引胶皮带式自动输送机等。
以上的输送机有以下特点：负载能力大，应用范围非常广泛，安全性能高，设备后期维护维修简单，成本低，自动化程度高，爬坡角度大，运行成本低，投资成本低。
现在，皮带式自动输送机未来的发展方向是：运输物料能力大、输送带带宽大、输送机输送的倾角大、长运输距离和水平转弯，合理使用张紧装置，减少物料输送能耗。我国于1978年完成了钢绳芯皮带式自动输送机的设计规格。钢绳芯皮带式自动输送机的适用范围：
（1）适用于环境温度为30°C的地方，在寒冷地方需要采用保暖设施；
（2）可以用来进行各种方式的运输，其中包括水平运输，倾斜运输，转弯运输；输送能力大，运输距离长，最高可达到15km；
（3）可露天使用，对环境要求低，适合多种恶劣环境使用；
（4）输送带伸长率较低，变形小，其伸长率是普通带伸长率的0.2倍左右；使用寿命长；输送带成槽性能较好；运输距离也较大。
第二章 总体方案设计
本次毕业设计我总共设计了两大系统：机械结构系统和电气控制系统，两大系统是毕业设计的主要部分。
机械结构系统主要包括设计参数的确定，输送带带宽的确定，带速的选择，负载驱动力的计算，传动系统的选择，电机型号的选择，传动滚筒参数的确定以及输送带材质的确定等部分。带宽的确定需要根据实际运输物料的质量和物料特性来计算得出，由物料特性和工作特性可以初步确定带速。由给定的参数，可以计算出系统克服的阻力即负载驱动力。然后根据实际设计的情况科技选择传动系统，计算出传动系统的各项参数以及传动比，就可以确定电机的型号。最后根据带宽和带速以及物料特性来确定传动滚筒的主要参数，以及输送带的材料，那么整个机械系统就完成了。
控制部分由触摸屏、PLC、变频器、货物堆积传感器、输送带跑偏传感器、旋转编码器组成。PLC作为控制器，负责整个系统的运行控制。触摸屏作为人机界面，使对整个系统的启动、停止、调速和测速都变得非常简单和人性化。变频器是驱动装置，主要通过调节频率来调节电动机的转速。货物堆积传感器是检测货物是否有堆积，如果货物堆积了，则系统就会报警，电机反转。带跑偏传感器是用来检测输送带是否有跑偏，防止物料由于输送带偏移而导致掉落。旋转编码器是用于测定电机转速的装置，可以直接在触摸屏上显示出电动机的转速，让用户直接直接了解到系统的状况，防止系统出现故障。控制系统所有功能的实现都是通过PLC编程来控制的，这样控制系统也就完成了。
系统的总体方案图，如图如图21所示：


图21 系统总体方案图
第三章 机械方案设计




（1）TDⅡ型固定式带式输送机：TDⅡ型带式输送机带较厚，载荷能力大，运输距离远，应用广泛。
（2）QD80轻型固定式带输送机：该带式输送机较TDⅡ型由以下特点，输送带厚度较小，运输物料的能力有限，适合运送质量不是很重的物料，运输的距离也很小，一般不大于100m。

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