摘要：煤礦運輸系統(tǒng)在數(shù)量上是以皮帶機(jī)為主，設(shè)計出運行安全可靠，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)計的一項重要工程。本文將對皮帶機(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)的運行環(huán)境惡劣，運輸線路長，運行空間粉塵大、濕度高，用電設(shè)備功率大、電壓高、對電網(wǎng)沖擊大、對電控系統(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
，實現(xiàn)了皮帶機(jī)沿線保護(hù)、各類溫度保護(hù)、張緊裝置、變頻軟啟動系統(tǒng)的集中統(tǒng)一控制，使皮帶機(jī)原來各自獨立部分整合為一個系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)的安全性、可靠性。第二，利用現(xiàn)場總線技術(shù)實現(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，同時實現(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，可以對變頻軟啟動系統(tǒng)提供開關(guān)量和模擬量控制信號，使所控設(shè)備按要求的曲線進(jìn)行啟動運行，滿足了大功率皮帶機(jī)的起動要求，延長了皮帶的使用壽命。第四，通過軟件實現(xiàn)功率平衡，使電機(jī)正常穩(wěn)定運行。第五，控制箱觸摸屏實現(xiàn)漢化界面，各種狀態(tài)顯示一目了然，便于現(xiàn)場人員隨時了解系統(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)、軟啟動控制系統(tǒng)、自動張緊系統(tǒng)信息不能共享，不能實現(xiàn)對皮帶機(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)運行的可靠性、安全性，減少故障，多種檢測系統(tǒng)已應(yīng)用于電動機(jī)、減速器和皮帶機(jī)運行系統(tǒng)故障檢測。然而這些系統(tǒng)往往是相互獨立的，沒有實現(xiàn)從驅(qū)動、輸送機(jī)運行過程到運行環(huán)境檢測的信息綜合。
2.3　故障檢測系統(tǒng)不夠完善 故障檢測系統(tǒng)的誤報率高，因為誤報將造成皮帶機(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)場各種傳感器的信號。每臺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路開關(guān)量輸入、8路開關(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組開關(guān)量、2組模擬量，如絞車電機(jī)輸入等隔爆型開關(guān)的狀態(tài)；輸出16組開關(guān)量、2組模擬量，如主電機(jī)控制、張緊絞車控制、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?？刂葡涞墓δ苁?/span>:①給操作箱提供本安電源；②控制現(xiàn)場設(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)的運行狀態(tài)及各種現(xiàn)場儀表的運行狀態(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、急停閉鎖及語音通訊等。其中擴(kuò)音電話除了作為對講通信外，還作為該系統(tǒng)起車預(yù)警信號的輸出設(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)在井下并不是單獨使用，往往是多部輸送機(jī)一起工作，因此啟動順序必須是前設(shè)備啟動后，下設(shè)備方可啟動。在前級閉鎖解除后，皮帶電控系統(tǒng)對本系統(tǒng)的各部狀態(tài)進(jìn)行檢測判斷，具備起車條件后，才能啟動。起車時，皮帶電控首先對PROMOS傳送過來的信號進(jìn)行判斷，如跑偏、堆煤、縱撕、急停閉鎖等，若各信號正常才能進(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檢測制動閘及各開關(guān)狀態(tài)是否正常；后，判斷皮帶張力是否在允許啟動范圍內(nèi)。當(dāng)皮帶機(jī)各部分都處于正常狀態(tài)，具備起車條件，才會發(fā)出啟動信號。當(dāng)發(fā)出起車指令后，變頻器得電，給控制箱返回工作信號?？刂葡浒l(fā)出變頻運行信號，變頻器按控制箱給定的運行信號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，控制箱發(fā)出指令使抱閘打開，并檢測抱閘是否完全打開。若抱閘未打開或未完全打開，將關(guān)閉運行信號，使變頻器停止運行，同時在觸摸屏上給出故障信號。當(dāng)皮帶達(dá)到額定速度，電控系統(tǒng)實時檢測皮帶速度與滾筒速度，當(dāng)二者速度差值超過規(guī)定值，緊急停車，并發(fā)出打滑報警信號。同時，系統(tǒng)實時檢測電機(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)任一項指標(biāo)或狀態(tài)不正常時，系統(tǒng)緊急停車并報警。
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，因而要求運輸能力也要不斷加強(qiáng)。運量更大的1.2m、1.4m皮帶機(jī)相繼應(yīng)運而生，皮帶機(jī)的驅(qū)動系統(tǒng)也就由以前的單機(jī)驅(qū)動，變?yōu)殡p機(jī)驅(qū)動甚至多機(jī)驅(qū)動。隨之而來的功率平衡問題也就產(chǎn)生了。
對于類似由變頻驅(qū)動的雙機(jī)系統(tǒng)，功率平衡尤為重要。當(dāng)兩臺電機(jī)出力不均勻時，必將導(dǎo)致一臺電機(jī)過載而另一臺電機(jī)欠載，往往會使驅(qū)動的變頻器過壓，嚴(yán)重時會使過載的電機(jī)燒毀，甚至可能使變頻器主回路的IGBT模塊損壞。
針對這種情況，該電控系統(tǒng)對兩臺變頻器的輸出電流進(jìn)行采樣比較，以其中的一臺為主機(jī)，另一臺為從機(jī)，通過改變從機(jī)的控制信號，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，降低從機(jī)的給定信號，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?。划?dāng)從機(jī)的電流小于主機(jī)時，提高從機(jī)的給定信號，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)通過實際驗證了其可行性。
5 結(jié)束語
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)，實現(xiàn)了現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程監(jiān)控、安全保護(hù)系統(tǒng)、變頻軟啟動控制系統(tǒng)、自動張緊系統(tǒng)的信息共享，完全滿足井下大功率皮帶機(jī)運行環(huán)境和生產(chǎn)過程的控制要求，具有很好的推廣價值，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。

邵東、婁底、郴州、郴耒、邵陽、漣源、衡陽、長沙、湘潭

貴陽、六盤水、六枝、畢節(jié)、都勻、盤江、織金、金沙、盤縣、遵義、花溪、安順、黔東、黔南、

成都、樂川、雅安、眉山、達(dá)州、巴中、廣安、廣元 、德陽、綿陽、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、開遠(yuǎn)、麗江、楚雄州

太原市/大同市/陽泉市/長治市 /晉城市 /朔州市/忻州市 /晉中市 /呂梁市/臨汾市/運城市

濟(jì)南，臨沂，淄博，濟(jì)寧，運河，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、煙臺、濰坊、濟(jì)寧、泰安、威海、臨沂、菏澤、萊蕪

鄭州.開封.洛陽.平頂山.安陽.鶴壁.新鄉(xiāng).焦作.濮陽.許昌.漯河..南陽.商丘.信陽

石家莊、唐山、秦皇島、邯鄲、邢臺、保定

西安、咸陽、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)運輸系統(tǒng)/ 井下膠帶機(jī)控制系統(tǒng)的智能監(jiān)控/ 下運式膠帶機(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)/長距離膠帶機(jī)系統(tǒng)電控/井下膠帶運輸系

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