PLC在煤矿井下带式输送机运输的应用

第 卷第 期 巧 年 月 煤 矿 机 械 』 文章编号 一 男《 万 一 一 在煤矿井下带式输送机运输中的应用 沈占彬 , 彭秋红 平顶山工业职业技术学院 , 河南 平顶山 肠 ,加 摘 要 本 电控 系统 中 , 采用德 国西 门子公司生产 一 和 一 配以 必要的检浏 、 控制组件和显示仪及电脑监控 , 完成带式愉送机运行过程 中的逻样 、 时间 、速度方 向控制 , 闭 环控制和安全保护等多种功能 。 关键词 控制 系统 运行原理 电气制动 中图号 刃 份 文献标识码 衬 加口 一 加 , 切。 一 七“堪 醉 介 , 膊 , 坛 加如 , 户 一 助 一 叨 四 蔽 丫 而 , , , , , 一 , 加 邓 两 拍 前言 平煤集团四矿丁七钢缆带式输送机原采用继电 器控制 、调压器调速系统 , 由于耗电量大 , 维护困难 , 设备陈旧不能适应现代化生产的需要 , 决定对其进 行技术改造 。 系统的组成 本电控系统中 , 使用 个独立 的 子系统组 成一个 网络系统 , 其 中 个 安装在操作台 简称操作 中 , 另 个 安装在 保护柜 简称保护 中 , 使用 一根二芯 电缆将 个 连接在一起 , 组成一个 网络 在操作 中 , 通 过 玛 模块与上位机进行通信 , 使用 一 标 准通信接口 , 如图 所示 。 操作 的组成及功能 组成 操作 抚 安装在操作台的后侧 , 组成模块见表 。 输送机的起动时间 , 实现 了输送带的软起动 , 重载起 动非常平稳 , 减少冲击 , 降低了事故发生率 , 同时消 除了起动时对输送带和带式输送机系统托辊 、滚筒 、 减速器包括电机在内的机械和电器等设备的冲击 , 达到了延长 电机 、 输送带 、 机械系统使用 寿命的 目 的 , 从而降低了系统的维护费用 , 同时投人的维护工 时成倍减少 。 满足了矿井的需要 。 效益分析 投人防爆变频调速装置后 , 通过测试 , 变频调速 装置输人侧电流有很大的差异 , 输人侧 电流 比输 出 侧电流小很多 , 这样 , 功率因数的提高 , 减少了很多 无功损耗 , 节省了大量的能源和用电费用 , 年节电量 约为 万 , 年节约电费约 万元 按 元 另外 , 防爆变频调速装 置投人运行后 , 使整 个带式输送机系统及驱动电机的故障明显下降 , 输 送带的打卡次数下降十几倍 , 这样既延长 了整个输 送带输送系统及驱动电机的使用寿命 , 同时又保证 了正常生产 煤产量 和生产安全 , 年直接和间接经 济效益在 万元 以上 , 因此 , 年综合经济效益在 万元以上 , 具有明显 的经济效益 。 同时采用变频调 速装置后 , 整个系统减少了事故 , 提高了输送带的运 行安全系数 , 保证了安全文明生产 , 真正体现了明显 的安全和社会效益 。 作者简介 苏晨旭 一 , 河南淮阳人 , 助理工程师 , , 年 毕业于北京煤干院机电专业 , 从事机电技术及管理工作 , 知 收稿 日期 二 印吞 一 在煤矿井下带式输送机运输中的应用 —沈占彬 , 等 第 卷第 期 保保保保保保保保保保保保护 画画 覆覆揣揣揣 覃到州 ,,, 摸摸摸口口口口口口口口口 了了笃笃笃 图 系统组成框图 褚 扭 拼戚廿。。 山口岌口 表 操作 的组成模块 叼 碑 枷 模块名称 模块型号 模块数 电源模块 一 模块 翰出模块 艳人模块 翎 通信模块 力和 一 凡孙 铭 功能 操作 的主要 功能有 接收外部信号输人 操作台面板上的选择开关信号 、按钮信号 、 由保护 传来的信号及 由上位机传来的信号 , 按照拟定 的逻辑控制操作台面板上指示灯的状态 , 将部分输 人 输出信号发送给保护 , 将全部输人信号发送 给上位机系统 。 当 与上位机的通信正常时 , 封闭操作台中 的 刀 、刀 、 ⋯ ⋯ 、习 继 电器 , 使它们不起作用 , 当 与上位机的通信中断时 , 开启这些继电器 , 使它 们的接点信号输人 优 , 以替代来 自上位机的信号 。 保护 的组成及功能 组成 保护 安装在继 电柜的上部 , 它由表 所示 模块组成 。 表 保护 的组成模块 目 怕幽昭 模块名称 模块型号 模块数量 电源模块 玲 一 ’ 模块 抽出模块 艳人模块 抖 功能 保护 的主要功能有 接收外部信号输人 继电器接点信号 、接触器信号 、传感器信号及 由操 作 传来的信号 , 按照拟定 的逻辑控制继 电器 动作 包括起车预告 、 电气制动停车 、 紧急停车及正 常停车等 , 将全部输人信号及部分输出信号发送操 作 。 钢缆输送带控制系统运行原理 · 运行方式 以电动机运行方式分 , 共有 种运行方式 均 转矩运行 、均转速运行 、 。 单机运行 、 , 单机运行 。 以电动机 的运行速度分为 种运行方式 运煤 运人 验绳 而 。 这 种速度运行状态 由选择开关 决定 。 具体速度状态 由给定方式决定 。 当 置于手动时 , 其速度取决于 外控 内 控 电位器 , 但速度不会超过速度限制 。 当 置于 自控时 , 运行速度完全取决于 种 速度状态 , 并且在本系统 中可 以任意设置 种速度 值 。 均转矩运行原理 均转矩为 ‘ , 电动机联动方式之一 , 均转矩 运行框图如图 所示 , 由方框图中可知 , 套调节系 统共用一个给定积分器和一个速度调节器 , 、 速度调 节器的输出即为电流调节器的给定值 , 因而 个 电 流调节器给定值相同 , 当 台电机 电流反馈强度相 同时 , 可使同时工作的 台传动系统的翰出直流 电 流值相等 , 电动机转矩 二 必。几 式中 二 —电机常数中 —额定磁通几 —电机电枢电流 。 、、京 圈 均转矩运行框圈 甲 廿侧脚 山 沮 在本系统中 , 台电机为串联激磁 , 可 以认为 台电机磁通相 同 。 此时如果 台电机 电枢电流相 同 , 则其转矩一定相等 , 从而达到均转矩的 目的 。 均 转矩就是保证 台电机转矩相同 , 此运行方式也是 本系统最重要的运行方式 。 但应注意的是 , 系统均转矩运行时 , 对 于 口 电 动机是一个完整的双闭环系统 , 因而 机能够达到 理想的速度精度 , 而 ’ 机仅是一个 电流环跟随 系 统 , 台电机虽出力相同 , 但速度并不一定相同 。 均转速运行原理 第 卷第 期 在煤矿井下带式输送机运输中的应用 —沈占彬 , 等 均转速也是 ’ 、 奋 电动机联动运行方式之一 , 均转速 的简化框图如图 所示 。 由方框图可知 , 套系统只须共用 个给定积分器 , 对应 台电机的 调节回路的 个速度调节器给定来 自同一个给定积 分器的输 出值 。 因此 只要 台电机速度反馈度相 同 , 就能保证 台电机的转速相 同 。 强励电压 在动态要求较高时采用 一 倍强励 。 在本系统中 , 除运行出现负力时进行电气制动 外 , 当系统出现乘人一级越位 、三项保护及润滑油压 失常等情况时 , 也采取电气制动停车以减少机械冲 击 。 轴编码导 浪浪浪 握握握握 机机机机机机 詹詹詹詹 信信 义 全数宇宇 电电控系统统 图 均转速运行框图 口 目 陀 刃。 刃口 山日滋 均转速运行的 目地主要用于换绳工作状态 。 应当注意 在系统均转速运行时 , 由于 ‘ 、 口 机 ’ 各 自实际承受负载的不平衡 , 台电机电流不一定 相等 。 单机运行原理 。 电机或 行 电动机的单机运行原理相似 , 现以 奋 电机单机运行为例说明 , 如图 所示 。 实际系统 就是一个完整的双闭环系统 , 实现闭环工作的工作 原理在许多直流调速系统中均有说明 。 图 单机运行框图 嗯 加口 口 州目 ” 电动机的电气制动 电气制动的 目的 ①当运人 出现负力时 , 如果不加以制动 , 钢带机 的带速将会越来越快 , 从而引起乘人超速 , 对人身安 全构成威胁 , 这是绝对不允许的 。 ②在一些要求停 车的情况下 , 采用电气制动停车 , 可使机械损伤大大 减轻 。 电气制动原理 在本系统中电动机的制动及降速是采用改变电 动机励磁电流的方 向 , 而使电动机产生制动转矩来 实现的 。 因励磁绕组时间常数很大 , 为了减少转矩 反向时间则 需要对励磁绕组加一个很大的强励 电 压 , 由于转矩反向时间要求并不高 , 因而采用 倍 图 数字电控系统 卿 目州 。山 红”山月 叮血 当机尾或机头发出开车信号时 , 全数 字电控系统 中的保护 对沿线保护和设备进行 自诊断 , 确定各保护都正 常时给操 作 台处 的操作 发 出指令信号 , 操作 接到操作人员 的操作 信号时 , 操作 向 全数字电控系统发出 开车信号 , 触发 晶闸管进行变频调速 。 开车时电机 转动 , 带动轴编码器 , 轴编码器发 出信号送到操作 , 然后经操作 传输到保护 , 即可实现保 护和监控 。 若机头或机尾不发出开车信号 , 带式输 送就不能运转 。 即实现了信号与电控闭锁方式 。 结语 该系统 自 年 月安装后 , 维护量大大降 低 , 大部分故障能够在电脑显示器上直接显示 , 减少 了故障查找环节 , 采用电机电枢相互独立 、磁场串联 的运行方式 、可实现 奋 、 口 单机运行和均转速 、均转 矩运行 , 系统控制精度高 , 操作简单 , 维护方便 , 具有 较强的 自诊断能力 , 能实现四象限运行 , 出现负力可 自动投人发电反馈制动 , 提高系统安全性 , 运输能力 和功率因数 , 降低运行费用 , 大大减少故障时间 , 提 高经济效益 。 参考文献 〔 耿文学 可编程控制器原理 、使用及应用实例【 北京 电子工 业出版社 , 以 , 【 汪晓光 可编程控制器原理及应用【 〕北京 机械工业出版社 , 【 何巨兰 , 等 电机与电气控制〔 〕北京 机械工业出版社 , 加侧 作者简介 沈占彬 一 , 河南南阳人 , 讲师 , 只 年毕业于 焦作矿院电气 自动化专业 , 现在平顶山工业职业技术学院从事教学 与研究工作 , 一 口画 】山曲 收稿 日期 二 乃一