帶式輸送機(jī)是礦井運(yùn)輸?shù)难屎碓O(shè)備之一，提高礦井煤炭生產(chǎn)的運(yùn)輸能力，進(jìn)一步提高礦井生產(chǎn)的自動(dòng)化水平，是煤炭生產(chǎn)的急需解決的問題。隨著防爆變頻器的問世，運(yùn)輸機(jī)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，多數(shù)采用電驅(qū)動(dòng)方式有：軟起動(dòng)器和變頻器。采用變頻器的目的是解決：高精度的轉(zhuǎn)矩控制；多機(jī)運(yùn)行過程中的功率平衡；凈化環(huán)境、安全生產(chǎn)。
一、技術(shù)說明
帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng)包括：驅(qū)動(dòng)、控制、操作、保護(hù)、通訊五大部分，協(xié)調(diào)運(yùn)行，共同完成膠帶機(jī)運(yùn)行的軟起、軟停和過程控制。
1.驅(qū)動(dòng)部分
驅(qū)動(dòng)部分可以選用礦用軟起動(dòng)器，也可以選用變頻器。
(1)矢量控制
矢量控制通過三相-兩相變換和同步旋轉(zhuǎn)變換，把交流異步電動(dòng)機(jī)在按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)上等效成直流電動(dòng)機(jī)，從而模仿直流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，得到在靜、動(dòng)態(tài)性能上完全能夠與直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美的交流調(diào)速系統(tǒng)。矢量控制強(qiáng)調(diào)轉(zhuǎn)子磁鏈與轉(zhuǎn)矩的解耦，實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制，調(diào)速范圍較寬。
(2)直接轉(zhuǎn)矩控制
直接轉(zhuǎn)矩控制與矢量控制不同，直接轉(zhuǎn)矩控制放棄了旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換，而是在靜止兩相坐標(biāo)系上控制轉(zhuǎn)矩和定子磁鏈，并采用砰-砰控制以獲得快速的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)。直接轉(zhuǎn)矩控制強(qiáng)調(diào)控制定子磁鏈，不受轉(zhuǎn)子參數(shù)隨轉(zhuǎn)速變化而變化，采用轉(zhuǎn)矩和定子砰-砰控制而避開了旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換，簡(jiǎn)化了控制結(jié)構(gòu)，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快。
直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的特點(diǎn)：
a.電機(jī)磁場(chǎng)矢量軌跡接近圓形，諧波小，損耗低，噪聲及溫升均比一般逆變器驅(qū)動(dòng)的電機(jī)小得多。
電機(jī)的數(shù)字模型是建立在定子坐標(biāo)系下分析并控制磁鏈和轉(zhuǎn)矩的，省掉了復(fù)雜的坐標(biāo)變換及其計(jì)算，因而控制系統(tǒng)十分簡(jiǎn)單，物理過程直接明確。
b.直接轉(zhuǎn)矩控制采用定子磁鏈定向，該量?jī)H與定子電阻有關(guān)，只要知道了定子電阻，就可以進(jìn)行磁鏈?zhǔn)噶靠刂啤?/span>
c.直接轉(zhuǎn)矩控制強(qiáng)調(diào)的是轉(zhuǎn)矩的直接控制與效果，避開了通過控制電流，磁鏈等量間接控制轉(zhuǎn)矩的過程，而是直接控制電機(jī)轉(zhuǎn)矩，因而使電機(jī)獲得極高的響應(yīng)頻率，從而保證電機(jī)具有良好的速度控制能力。同時(shí)也使得系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗機(jī)械諧振能力。
d.精確的電機(jī)模型，高速數(shù)據(jù)處理技術(shù)，借助于獨(dú)立控制的兩點(diǎn)轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器和磁鏈調(diào)節(jié)器，使優(yōu)化脈沖控制邏輯以極快的響應(yīng)頻率去高速更新控制脈沖的狀態(tài)，保證了轉(zhuǎn)矩階躍響應(yīng)快速且無超調(diào)，也使得系統(tǒng)有很好的零速滿轉(zhuǎn)矩能力，特別適合提升應(yīng)用。
e.由于直接轉(zhuǎn)矩控制方式不需要測(cè)速反饋信號(hào)，因此可以不裝測(cè)速機(jī)，其轉(zhuǎn)矩和速度的控制水平優(yōu)于閉環(huán)直流調(diào)速，如果有測(cè)速機(jī)反饋轉(zhuǎn)速信號(hào)的話，直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)均遠(yuǎn)高于其他各項(xiàng)控制方式。
2.控制部分
由KXJD1-127隔爆兼本質(zhì)安全型電源控制箱和CXH-1/9.5本質(zhì)安全型操作臺(tái)組成。
(1)控制原理
理想的啟動(dòng)速度曲線，應(yīng)使帶式輸送機(jī)平穩(wěn)啟動(dòng)，且在整個(gè)啟動(dòng)過程中加速度的******值較小，沒有突變，即******限度地減小啟動(dòng)慣性力和啟動(dòng)沖擊作用。
由于輸送機(jī)在啟動(dòng)之前，輸送帶處于松弛狀態(tài)，為避免輸送帶的沖擊，將輸送帶拉緊啟動(dòng)，可進(jìn)一步改善啟動(dòng)峰值張力作用。這樣，需要在啟動(dòng)開始階段加入一段時(shí)間延遲段。延遲段的速度一般取為設(shè)計(jì)帶速的10%。
(2)控制系統(tǒng)系統(tǒng)硬件配置
控制系統(tǒng)內(nèi)由KXJD1-127型隔爆兼本質(zhì)安全型電源控制箱來完成，箱內(nèi)裝有西門子S7-300PLC、觸摸屏(或顯示器)、本質(zhì)安全型電源和繼電器等。
3.操作部分
操作方式。操作臺(tái)上配備的按鈕及開關(guān)有：功能選擇、設(shè)備的起停、速度選擇、無級(jí)調(diào)速、單臺(tái)運(yùn)行、正反運(yùn)行等等；參數(shù)顯示由一塊線性彩色顯示屏及相應(yīng)的儀表完成，主要顯示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)，并和主機(jī)(關(guān)聯(lián)設(shè)備KXJD1-127點(diǎn)控箱)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
(1)就地方式
在就地工作方式下，通過變頻器上的起停按鈕實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)的起停，自動(dòng)按設(shè)定的加速曲線完成皮帶機(jī)的軟啟動(dòng)和軟停車。
(2)集控方式(自動(dòng)方式)
在集控方式下能通過PROFIBUS總線實(shí)現(xiàn)膠帶機(jī)的多機(jī)聯(lián)動(dòng)等上述各種控制功能，接收來自現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備各種控制狀態(tài)信號(hào)，并把所有數(shù)據(jù)通過PROFIBUS總線先轉(zhuǎn)換成本質(zhì)安全型總線FSK，然后到達(dá)地面以后再由FSK/PROFIBUS轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成PROFIBUS總線，傳送給上位機(jī)；也可以在上位機(jī)上對(duì)井下皮帶進(jìn)行控制操作。如上位機(jī)和井下控制器距離非常遠(yuǎn)，則可配置網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)器來完成信號(hào)的傳輸。
(3)手動(dòng)方式
可以在操作臺(tái)上手動(dòng)操作完成皮帶機(jī)的啟、停及過程控制。當(dāng)膠帶機(jī)部分傳感器有故障時(shí)(非主要傳感器)，為不影響生產(chǎn)，可以手動(dòng)控制運(yùn)行，亦稱為檢修運(yùn)行。
4.保護(hù)系統(tǒng)
(1)變頻器的各種保護(hù)
變頻器具有過流、過壓、欠壓、短路、接地、過熱、過載、斷相、電機(jī)堵轉(zhuǎn)等保護(hù)。
(2)膠帶機(jī)運(yùn)行各種保護(hù)
膠帶機(jī)設(shè)有起動(dòng)預(yù)警信號(hào)、跑偏、急停、煙霧、速度、堆煤、縱撕、溫度、煤位、張力等保護(hù)。同時(shí)配有語(yǔ)音擴(kuò)音電話等。
(圖/文arttbs.com)