矿用井下皮带运输机智能控制系统 an intelligent control system of underground belt conveyer.pdfVIP

《电气应用》2006年第25卷第9期 矿用井下皮带运输机智能控制系统 于继铭 张晓冬耿宇钵 (北京交通大学电气工程学院 100044) 摘 要 结合井下皮带机运输系统的具体情况和要求，研制开发了矿用井下皮带运输机智能 控制系统。该系统对前级和本级皮带机的负载电流信号进行分别测量，可编程序控制器将采集到 的负载电流信号进行比较和运算处理，输出控制信号给变频器，预置速度基准，从而控制电动机 加速或减速，实现皮带机自动调速智能控制，使皮带机总是以最佳速度运行。 关键词 可编程序控制器 皮带运输机 变频调速 智能控制 滚筒驱动，每个驱动滚筒由单一的一台电动机拖 1 引言 动。控制器PLC可实现功率平衡、起动信号给定、 皮带运输机是现代化煤矿高产高效的主要运输 速度控制与给定、与其他控制器通信、数据采集和 设备。采用无速度传感器矢量控制的防爆变频器与 集控等功能。变频器具有故障自诊断及反馈、运行 交流异步电动机构成交流变频拖动，是目前符合井 状态反馈、电流反馈、无速度传感器矢量控制、加 下皮带运输机拖动要求且价格适中的最佳拖动设 减速时间、s形曲线任意可调等功能与特点。另 备。 外，变频器还具有过载、过流、漏电、断相、欠 由于煤矿的特殊生产条件，皮带运输系统的运 压、过压等多相保护功能以及PID控制器选件和 煤量是不均匀的，在负载较轻或无负载时，皮带运 工／变频转换系统。 输机系统的高速运行对机械传动系统的磨损浪费较 为严重，同时电能消耗也比低速运行时大得多，但 因生产的需要皮带运输机系统又不能随时停车。结 合井下皮带机运输系统的具体情况和要求，研制开 发了井下皮带运输机智能控制系统。此系统根据负 载的大小来实时控制拖动电动机加速或减速，使皮 带机处于最佳运行状态。此系统适用于煤量随时间 变化较频繁的系统，可大大节约电能，降低皮带运 输系统的设备损耗，延长设备的使用寿命。 2皮带运输机智能控制系统硬件组成 皮带运输机智能控制系统由控制装置、变频 器、执行电动机等组成。其中控制装置由可编程序 控制器PLC、A／D及D／A转换模块等组成，变频 器由隔爆壳主腔，隔爆接线腔、本安控制腔、变频 调速控制系统、程序参数控制器(键盘或CCS操 作台)等组成。负载电流信号来源于各驱动皮带机 变频器的电流反馈信号。图1为皮带运输机智能控 图1 智能变频调速控制系统硬件框图 制系统硬件框图。 煤矿井下大量使用660V／1140V级供电电压， 煤矿井下皮带运输机系统多为双滚筒驱动或多 不同于目前市场上广泛使用交流380V的变频器。 一?6一 万方数据 矿用井下皮带运输机智能控制系统 《电气应用》2006年第25卷第9期 另外，煤矿井下使用的供电装置，其外壳防护等级 (5)控制系统具有网络通信功能，可实现远程 至少为IP44以上，而目前市场上的变频器多为监测与控制，实现节能、高效运行。 3．1软起动、软停车特性 IP23以下。考虑到井下实际环境，选用ZJT系列 防爆型式变频器，它为矿用隔爆兼本质安全型。变 软起动、软停车特性是皮带运输机驱动系统的 频调速采用无速度传感器矢量控制方式，具有动态 首选目标。皮带本身是一个弹性体，在带负载运行 高速响应、低频转矩大、控制灵活等优点，满足宽 时又具备极大的惯性，皮带运输机起动加速度与停 范围变频调速和转矩大的要求。对电动机频率的调 车减速度的值