煤矿带式输送机变频调速节能技术应用研究

煤矿带式输送机变频调速节能技术应用研究

曹鹏1，2

1 中煤科工集团沈阳研究院有限公司，辽宁 抚顺 113122

2沈阳煤炭科学研究所有限公司，辽宁沈阳110011

摘要：带式输送机控制系统设计涉及主斜井带式输送机的选型和电气监控系统设计。选型过程中需考虑输送能力、驱动方式、输送带类型等多个因素。电气监控系统包括高低压配电装置、变频调速装置、PLC控制装置和综合保护装置等组成，可以实现对带式输送机的全面监控和控制。PLC控制软件是控制系统的核心，包括控制主程序、启动预警控制、带速和煤量测量控制、功率平衡控制以及节能调速控制等模块，可实现精确控制、节能和稳定运行等功能。控制系统还需与上位机进行通信和协调，以实现对整个控制系统的全面监控和管理。

关键词：煤矿；带式输送机；带式输送机

1PLC节能控制及变频调速装置

1.1 PLC节能控制装置

PLC节能控制装置主要是通过采集物料流量、带速等信号，并经过数据处理和逻辑判断后，输出相应的控制指令，以实现电动机的节能控制。具体实现方式如下：

采集信号：通过传感器等设备采集物料流量、带速等信号，并进行预处理和转换，使其能够被PLC处理。

数据处理和逻辑判断：将采集到的信号进行处理和计算，根据预设的算法和程序进行逻辑判断，以确定输出控制指令的类型和大小。

控制指令输出：根据数据处理和逻辑判断的结果，PLC输出相应的控制指令，以实现对电动机的控制，达到节能的目的。

在PLC节能控制装置中，还需要考虑到电动机的负载特性和运行状态等因素，以采取相应的控制策略，实现最佳的节能效果。

1.2 变频调速装置

变频调速装置是另一种有效的控制系统部件，它可以实现对电动机的调速控制，以达到节能的目的。具体实现方式如下：

调速原理：变频调速装置通过改变电动机供电电源的频率，以实现对电动机的调速控制。供电电源频率越高，电动机转速越快；反之则越慢。

变频器：变频调速装置的核心部件是变频器，它可以将电动机的供电电源的频率进行改变，以达到调速的目的。变频器一般由整流器、逆变器和控制单元组成。

控制方式：变频调速装置的控制方式一般有两种：开环控制和闭环控制。开环控制方式简单易行，但精度较低；而闭环控制方式精度较高，但需要增加相应的传感器和控制回路等设备。

节能效果：通过采用变频调速装置对电动机进行调速控制，可以有效地降低电动机的能耗，并实现最佳的节能效果。同时，变频调速装置还可以延长电动机的使用寿命和维护周期，降低设备的维护成本。

带式输送机控制系统设计：系统软硬件设计实践

在带式输送机的控制系统设计中，软硬件设计是关键部分。本节将介绍软硬件设计实践，包括主斜井带式输送机的选型以及电气监控系统的组成。

2.1 主斜井带式输送机选型

首先，需要根据实际应用场景和设备要求，对主斜井带式输送机进行选型。选型过程中需要考虑以下因素：

输送能力：根据生产需求，确定所需的最大输送能力。

驱动方式：选择合适的驱动方式，如单驱或双驱，以及是否有变速驱动需求。

输送带类型：选择适合的输送带类型，如橡胶带、塑料带或钢丝带等。

装载与卸载：考虑装载与卸载的方式以及位置，以确定是否需要特定的设备或装置。

维护与可靠性：考虑设备的维护周期、可靠性以及备件供应情况等因素。

在选型过程中，需要对各种因素进行综合评估，选择最适合应用场景的带式输送机型号和规格。

2.2 主斜井带式输送机电气监控系统

电气监控系统是带式输送机的重要组成部分，它可以实现对带式输送机的全面监控和控制。以下是电气监控系统的组成：

2.2.1 高低压配电装置

高低压配电装置是电气监控系统的电源部分，它负责将电力从高压电网传输到低压设备，同时对电力进行监测、保护和管理。高低压配电装置通常包括变压器、高低压开关柜、补偿装置等。

2.2.2 变频调速装置

变频调速装置是一种重要的电气监控设备，它可以实现对电动机的节能控制和调速控制。变频调速装置通过改变电动机供电电源的频率，实现对电动机的平滑调速，以达到节能和精确控制的目的。

2.2.3 PLC控制装置

PLC控制装置是电气监控系统的核心部件，它可以通过程序实现对带式输送机的各种控制功能。PLC控制装置可以接收来自各种传感器的信号，根据预设的算法和程序进行数据处理和逻辑判断，然后输出相应的控制指令，以实现对电动机、变频器等设备的控制。

PLC控制装置通常包括基本控制单元、扩展单元和编程器等部分。基本控制单元负责信号的输入和输出以及基本的控制功能，扩展单元可以增加IO点和特殊功能模块，编程器用于编写和调试控制程序。

2.2.4 综合保护装置

综合保护装置是电气监控系统的重要部分，它可以实现对带式输送机的全面保护。综合保护装置可以监测带式输送机的各种运行参数，如温度、压力、速度等，当出现异常情况时，可以采取相应的保护措施，如停机、报警等，以避免设备损坏和保证生产安全。

综合保护装置通常包括多种传感器和控制器，可以监测带式输送机的各个部位，对异常情况进行判断和处理。同时，综合保护装置还可以与上位机进行通信，将监测数据传输到上位机进行记录和分析，以帮助操作者及时发现潜在问题并采取相应措施。

    3.3 带式输送机控制系统设计：主斜井带式输送机PLC控制软件

主斜井带式输送机PLC控制软件是控制系统的重要组成部分，它负责接收和处理的信号，并控制各种设备的动作。以下是主斜井带式输送机PLC控制软件的主要模块：

3.3.1 控制主程序

控制主程序是PLC控制软件的核心部分，它负责实现控制系统的各种逻辑和算法，从而实现对带式输送机的精确控制。控制主程序需要根据实际应用场景和设备要求进行设计和编写，包括程序的起始、结束、循环、条件判断等各个环节。

3.3.2 启动预警控制

启动预警控制是PLC控制软件的重要模块之一，它可以在带式输送机启动前发出预警信号，以提醒操作人员注意安全并采取必要的措施。启动预警控制需要根据设备的实际运行状态和控制要求进行设计和编写，以确保预警信号的及时性和准确性。

3.3.3 带速和煤量测量控制

带速和煤量测量控制是PLC控制软件的另一个重要模块，它可以通过采集带速和煤量等信号，实现对带式输送机的精确控制。该模块需要采用适当的传感器和信号处理技术，以确保测量数据的准确性和可靠性。同时，该模块还需要根据控制要求进行设计和编写，以实现对带式输送机的精确控制。

3.3.4 功率平衡控制

功率平衡控制是PLC控制软件的另一个关键模块，它可以通过调节电动机的功率输出，实现对带式输送机的节能控制和稳定运行。该模块需要采用适当的传感器和控制算法，以实现对电动机功率的精确调节。同时，该模块还需要根据设备的实际运行状态和控制要求进行设计和编写，以确保控制系统的稳定性和可靠性。

3.3.5 节能调速控制

节能调速控制是PLC控制软件的另一个重要模块，它可以通过调节电动机的转速，实现对带式输送机的节能控制和稳定运行。该模块需要采用适当的传感器和控制算法，以实现对电动机转速的精确调节。同时，该模块还需要根据设备的实际运行状态和控制要求进行设计和编写，以确保控制系统的稳定性和可靠性。

综上所述，主斜井带式输送机PLC控制软件需要按照各个模块的要求进行设计和编写，以实现对带式输送机的精确控制和稳定运行。同时，PLC控制软件还需要与上位机进行通信和协调，以实现对整个控制系统的全面监控和管理。

参考文献

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