摘要：煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)在數(shù)量上是以皮帶機(jī)為主，設(shè)計(jì)出運(yùn)行安全可靠，高效率，高技術(shù)水平的皮帶機(jī)電控系統(tǒng)是皮帶機(jī)電控設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要工程。本文將對(duì)皮帶機(jī)電控系統(tǒng)的特征、功能、構(gòu)成及原理進(jìn)行闡述。
關(guān)鍵詞：皮帶機(jī)  電控系統(tǒng)   
在煤礦上，運(yùn)輸系統(tǒng)主要由皮帶機(jī)、刮板輸送機(jī)和提升機(jī)組成，而在數(shù)量上以皮帶機(jī)為主。皮帶機(jī)的運(yùn)行環(huán)境惡劣，運(yùn)輸線路長(zhǎng)，運(yùn)行空間粉塵大、濕度高，用電設(shè)備功率大、電壓高、對(duì)電網(wǎng)沖擊大、對(duì)電控系統(tǒng)的電磁干擾大。因此，煤礦皮帶機(jī)電控系統(tǒng)的研究一直備受關(guān)注。
1 皮帶機(jī)電控系統(tǒng)的主要特征
，實(shí)現(xiàn)了皮帶機(jī)沿線保護(hù)、各類(lèi)溫度保護(hù)、張緊裝置、變頻軟啟動(dòng)系統(tǒng)的集中統(tǒng)一控制，使皮帶機(jī)原來(lái)各自獨(dú)立部分整合為一個(gè)系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)的安全性、可靠性。第二，利用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)的監(jiān)控，可以提高電控系統(tǒng)的可靠性，降低成本，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)間互連使信息共享，并且控制系統(tǒng)擴(kuò)展容易、維護(hù)方便。第三，可以對(duì)變頻軟啟動(dòng)系統(tǒng)提供開(kāi)關(guān)量和模擬量控制信號(hào)，使所控設(shè)備按要求的曲線進(jìn)行啟動(dòng)運(yùn)行，滿足了大功率皮帶機(jī)的起動(dòng)要求，延長(zhǎng)了皮帶的使用壽命。第四，通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)功率平衡，使電機(jī)正常穩(wěn)定運(yùn)行。第五，控制箱觸摸屏實(shí)現(xiàn)漢化界面，各種狀態(tài)顯示一目了然，便于現(xiàn)場(chǎng)人員隨時(shí)了解系統(tǒng)的狀態(tài)及故障原因。第六，具備網(wǎng)絡(luò)通訊功能，可以很容易地并入礦井監(jiān)控系統(tǒng)。
2　系統(tǒng)存在問(wèn)題的提出
2.1　綜合監(jiān)控?zé)o法進(jìn)行 安全保護(hù)系統(tǒng)、軟啟動(dòng)控制系統(tǒng)、自動(dòng)張緊系統(tǒng)信息不能共享，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)皮帶機(jī)的綜合監(jiān)控，更不能與礦井其它監(jiān)控系統(tǒng)連接，不能實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)與煤礦信息系統(tǒng)的集成。
2.2　在安全保護(hù)方面存在缺 為了提高皮帶機(jī)運(yùn)行的可靠性、安全性，減少故障，多種檢測(cè)系統(tǒng)已應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)、減速器和皮帶機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)故障檢測(cè)。然而這些系統(tǒng)往往是相互獨(dú)立的，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)從驅(qū)動(dòng)、輸送機(jī)運(yùn)行過(guò)程到運(yùn)行環(huán)境檢測(cè)的信息綜合。
2.3　故障檢測(cè)系統(tǒng)不夠完善 故障檢測(cè)系統(tǒng)的誤報(bào)率高，因?yàn)檎`報(bào)將造成皮帶機(jī)不應(yīng)有的停機(jī)，給生產(chǎn)造成損失。
3　皮帶機(jī)電控系統(tǒng)
皮帶機(jī)電控系統(tǒng)主要由控制箱、操作箱、各種傳感器、PROMOS皮帶保護(hù)等組成。
3.1　操作箱 操作箱由IS-RPI網(wǎng)關(guān)和遠(yuǎn)程I/O模塊組成，其功能是采集現(xiàn)場(chǎng)各種傳感器的信號(hào)。每臺(tái)IS-RPI網(wǎng)關(guān)可帶8路多通道I/O模塊，即8路模擬量輸入、8路模擬量輸出、8路溫度輸入、8路開(kāi)關(guān)量輸入、8路開(kāi)關(guān)量輸出、頻率輸入雙通道。IS-RPI網(wǎng)關(guān)和遠(yuǎn)程I/O模塊均由本安電源供電。
3.2 控制箱 控制箱采用AB公司的PLC和2711-710G9觸摸屏，可輸入16組開(kāi)關(guān)量、2組模擬量，如絞車(chē)電機(jī)輸入等隔爆型開(kāi)關(guān)的狀態(tài)；輸出16組開(kāi)關(guān)量、2組模擬量，如主電機(jī)控制、張緊絞車(chē)控制、閘電機(jī)控制等。其內(nèi)裝有PLC、本安電源、隔離柵和網(wǎng)卡等。控制箱的功能是:①給操作箱提供本安電源；②控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備；③在DH+網(wǎng)和通用I/O之間或以太網(wǎng)、ControlNet和DevieceNet之間實(shí)現(xiàn)橋接；④顯示設(shè)備狀態(tài)；⑤與上位機(jī)通訊。
3.3　觸摸屏 控制箱上的觸摸屏能夠顯示系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)及各種現(xiàn)場(chǎng)儀表的運(yùn)行狀態(tài)。
3.4　PROMOS皮帶保護(hù) KJ50型PROMOS皮帶保護(hù)用于電控系統(tǒng)，主要完成皮帶的沿線保護(hù)，如跑偏、堆煤、煙霧、縱撕、急停閉鎖及語(yǔ)音通訊等。其中擴(kuò)音電話除了作為對(duì)講通信外，還作為該系統(tǒng)起車(chē)預(yù)警信號(hào)的輸出設(shè)備。
4　皮帶機(jī)電控系統(tǒng)的工作原理
4.1　基本原理 皮帶機(jī)在井下并不是單獨(dú)使用，往往是多部輸送機(jī)一起工作，因此啟動(dòng)順序必須是前設(shè)備啟動(dòng)后，下設(shè)備方可啟動(dòng)。在前級(jí)閉鎖解除后，皮帶電控系統(tǒng)對(duì)本系統(tǒng)的各部狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)判斷，具備起車(chē)條件后，才能啟動(dòng)。起車(chē)時(shí)，皮帶電控首先對(duì)PROMOS傳送過(guò)來(lái)的信號(hào)進(jìn)行判斷，如跑偏、堆煤、縱撕、急停閉鎖等，若各信號(hào)正常才能進(jìn)入下一程序；其次，根據(jù)皮帶機(jī)頭各傳感器返回的信號(hào)檢測(cè)制動(dòng)閘及各開(kāi)關(guān)狀態(tài)是否正常；后，判斷皮帶張力是否在允許啟動(dòng)范圍內(nèi)。當(dāng)皮帶機(jī)各部分都處于正常狀態(tài)，具備起車(chē)條件，才會(huì)發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)。當(dāng)發(fā)出起車(chē)指令后，變頻器得電，給控制箱返回工作信號(hào)。控制箱發(fā)出變頻運(yùn)行信號(hào)，變頻器按控制箱給定的運(yùn)行信號(hào)輸出頻率和電壓變化的電源，控制電機(jī)按給定的“S”形曲線軟啟。與此同時(shí)，控制箱發(fā)出指令使抱閘打開(kāi)，并檢測(cè)抱閘是否完全打開(kāi)。若抱閘未打開(kāi)或未完全打開(kāi)，將關(guān)閉運(yùn)行信號(hào)，使變頻器停止運(yùn)行，同時(shí)在觸摸屏上給出故障信號(hào)。當(dāng)皮帶達(dá)到額定速度，電控系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)皮帶速度與滾筒速度，當(dāng)二者速度差值超過(guò)規(guī)定值，緊急停車(chē)，并發(fā)出打滑報(bào)警信號(hào)。同時(shí)，系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)電機(jī)溫度、減速器溫度、軸承溫度、皮帶張力、電機(jī)電流、抱閘狀態(tài)、變頻狀態(tài)、PROMOS狀態(tài)等，當(dāng)任一項(xiàng)指標(biāo)或狀態(tài)不正常時(shí)，系統(tǒng)緊急停車(chē)并報(bào)警。
4.2　功率平衡原理 隨著科技的發(fā)展，煤礦的生產(chǎn)能力得到不斷的提升，因而要求運(yùn)輸能力也要不斷加強(qiáng)。運(yùn)量更大的1.2m、1.4m皮帶機(jī)相繼應(yīng)運(yùn)而生，皮帶機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也就由以前的單機(jī)驅(qū)動(dòng)，變?yōu)殡p機(jī)驅(qū)動(dòng)甚至多機(jī)驅(qū)動(dòng)。隨之而來(lái)的功率平衡問(wèn)題也就產(chǎn)生了。
對(duì)于類(lèi)似由變頻驅(qū)動(dòng)的雙機(jī)系統(tǒng)，功率平衡尤為重要。當(dāng)兩臺(tái)電機(jī)出力不均勻時(shí)，必將導(dǎo)致一臺(tái)電機(jī)過(guò)載而另一臺(tái)電機(jī)欠載，往往會(huì)使驅(qū)動(dòng)的變頻器過(guò)壓，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使過(guò)載的電機(jī)燒毀，甚至可能使變頻器主回路的IGBT模塊損壞。
針對(duì)這種情況，該電控系統(tǒng)對(duì)兩臺(tái)變頻器的輸出電流進(jìn)行采樣比較，以其中的一臺(tái)為主機(jī)，另一臺(tái)為從機(jī)，通過(guò)改變從機(jī)的控制信號(hào)，使其始終跟隨主機(jī)而變化。當(dāng)從機(jī)的電流大于主機(jī)時(shí)，降低從機(jī)的給定信號(hào)，從而使從機(jī)的輸出減小，電機(jī)轉(zhuǎn)速降低，負(fù)荷減輕，電流變小；當(dāng)從機(jī)的電流小于主機(jī)時(shí)，提高從機(jī)的給定信號(hào)，從而使從機(jī)的輸出增大，電機(jī)轉(zhuǎn)速升高，負(fù)荷加大，電流變大。終使兩臺(tái)電機(jī)負(fù)荷基本一致，電流在允許的范圍內(nèi)。采用軟件控制使功率達(dá)到平衡這種方法，已經(jīng)通過(guò)實(shí)際驗(yàn)證了其可行性。
5 結(jié)束語(yǔ)
綜合多方面的信息，利用智能判斷方法，集成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程監(jiān)控、安全保護(hù)系統(tǒng)、變頻軟啟動(dòng)控制系統(tǒng)、自動(dòng)張緊系統(tǒng)的信息共享，完全滿足井下大功率皮帶機(jī)運(yùn)行環(huán)境和生產(chǎn)過(guò)程的控制要求，具有很好的推廣價(jià)值，更為皮帶機(jī)電氣控制系統(tǒng)改造提供了可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

邵東、婁底、郴州、郴耒、邵陽(yáng)、漣源、衡陽(yáng)、長(zhǎng)沙、湘潭

貴陽(yáng)、六盤(pán)水、六枝、畢節(jié)、都勻、盤(pán)江、織金、金沙、盤(pán)縣、遵義、花溪、安順、黔東、黔南、

成都、樂(lè)川、雅安、眉山、達(dá)州、巴中、廣安、廣元 、德陽(yáng)、綿陽(yáng)、宜賓、

昆明、曲靖、宣威、昭通、玉溪、文山州、普洱市、臨滄市、紅河州、大理州

、保山、開(kāi)遠(yuǎn)、麗江、楚雄州

太原市/大同市/陽(yáng)泉市/長(zhǎng)治市 /晉城市 /朔州市/忻州市 /晉中市 /呂梁市/臨汾市/運(yùn)城市

濟(jì)南，臨沂，淄博，濟(jì)寧，運(yùn)河，鹿洼，義橋，花園礦，落陵，太平，唐口，岱莊，兗州。

青島、淄博、棗莊、東營(yíng)、煙臺(tái)、濰坊、濟(jì)寧、泰安、威海、臨沂、菏澤、萊蕪

鄭州.開(kāi)封.洛陽(yáng).平頂山.安陽(yáng).鶴壁.新鄉(xiāng).焦作.濮陽(yáng).許昌.漯河..南陽(yáng).商丘.信陽(yáng)

石家莊、唐山、秦皇島、邯鄲、邢臺(tái)、保定

西安、咸陽(yáng)、寶雞、渭南、銅川、榆林、漢中、安康、商洛

湖南 河北 河南 山東 山西 新疆 黑龍江 浙江 江西 江蘇 寧夏 遼寧 青海 陜西 甘肅 云南 貴州 

西藏 四川 北京 天津 內(nèi)蒙古 福建 吉林 安徽 重慶

  礦用皮帶機(jī)電控系統(tǒng) 礦用皮帶機(jī)變頻電控系統(tǒng) 礦用皮帶機(jī)電控裝置及保護(hù)  礦用帶式輸送機(jī)

電控裝置  礦用帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng) 帶式輸送機(jī)變頻電控系統(tǒng)/ 礦用防爆變頻皮帶機(jī)電控裝置 /

煤礦膠帶機(jī)集中控制系統(tǒng) / 煤礦井下皮帶機(jī)的集中控制系統(tǒng)/ 井下皮帶機(jī)順逆煤流節(jié)能集控 

煤礦井下皮帶機(jī)控制系/ 煤礦井下皮帶機(jī)地面集中控制系統(tǒng) /礦用防爆變頻皮帶機(jī)電控裝置 

煤礦井下膠帶機(jī)集中控制系統(tǒng) / 膠帶輸送機(jī)電控系統(tǒng)/ 煤礦井上下膠帶機(jī)集中控制系統(tǒng)/礦井下膠帶

機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)/ 井下膠帶機(jī)控制系統(tǒng)的智能監(jiān)控/ 下運(yùn)式膠帶機(jī)電控系統(tǒng) /礦井膠帶機(jī)變頻電控系統(tǒng)/

井下膠帶機(jī)地面遠(yuǎn)程集中控制系統(tǒng)/  礦用膠帶機(jī)電控系統(tǒng)/長(zhǎng)距離膠帶機(jī)系統(tǒng)電控/井下膠帶運(yùn)輸系

統(tǒng)地面集中控制系統(tǒng) /礦膠帶輸送機(jī)電控 /膠帶輸送機(jī)地面集中控制系統(tǒng)/礦用帶式輸送機(jī)的電控系

統(tǒng) /帶式輸送機(jī)電控裝置 / 帶式輸送機(jī)用組合式電控箱/井下帶式輸送機(jī)保護(hù)裝置/帶式輸送機(jī)電控

系統(tǒng) /礦用帶式輸送機(jī)保護(hù)電控裝置