皮带机集中控制系统的优化改造

浅谈中小型煤矿皮带机电控系统的改造　

杜现科　（邯郸矿业集团陶二煤矿）　

摘要：在我国目前的中小规模煤矿中，煤矿皮带机是煤矿正常运　

作的不可缺少的系统之一，但是在实际的运行过程中，其会经常出现　

故障率高、启动电流大等问题，为煤矿的正常运转带来了一定的影　

响。而为了对此种情况进行解决，就需要我们对煤矿的皮带机系统在　

进行充分的分析与了解之后，通过适当的方式对其进行改造。　

关键词：煤矿皮带机系统改造　

１概述　

在我国目前的中小型煤矿中，大多数都是使用从国外　

进口的皮带机系统，进口皮带机有着价格高、运行费用高　

的特点。同时在近年来，交流调速技术得到快速的发展，主　

要体现在节电效果得到加强、变频调速性能提高等特点，　

而且其价格成本也在逐年降低。　

２原控制系统情况　

在我国目前煤矿中的皮带机系统中，通常其占有比较　

高的比例，同时在其中的大部分机器在日常工作中还能够　

较为正常的运行。对此，我们应当充分的对这些设备加以　

利用，并在掌握实际需求与现实情况的前提下对其进行灵　

活的应用，还要做到节约成本的目的。在本文中，我们以在　

中小型煤矿中经常会用到的皮带机系统为例，其通常由三　

节运送带组成，并且在每一条皮带上都有其相应单独的电　

机对其进行推动，从而通过皮带同滚筒之间的相互作用产　

生一定的摩擦力来使设备进行正常的运转。在这个系统　

中，对于皮带出现落料和跑偏的问题通常是由相应的工作　

人员对其进行处理，同时因为其偶合器的动率不高，从而　

在工频启动的过程中会造成机械自身冲击力过大的问题　

发生。久而久之就会出现器械零件磨损严重的现象出现，　

这对于煤矿企业的日常生产就造成了不利的影响。　

３改造方案　

３．１控制系统原理在皮带机电控系统中，其主要由　

变频柜、驱动装置、ＰＬＣ主机与主控台组成，其中的主控台　

主要采用性能优良的可编程控制器与传感器等装置组成。　

同时采用多台变频器对电动机进行控制，进而完成皮带机　

的各项主要功能如落料、调速等等功能。另外，其大多还具　

集控皮带控制模式完善的技术研究

中图分类号：th222

摘要：近些年来，自动化技术正迅速渗透到煤炭领域。皮带集中控制越来越被众多煤矿所采用，集控皮带控制模式的完善适用于所有使用皮带自动化集控系统的矿井。而对集控皮带控制模式的进一步完善，是在原有集中控制技术的基础上，进一步优化设计、完善控制，该技术是针对控制系统上位计算机组态软件进行的设计，采用原皮带集控系统的设备和软件，通过调整程序实现自动化控制，减少了新购设备带来的资金浪费。

关键词：集中控制 完善 研究

一、集控皮带控制模式完善的内容

集控皮带系统现有的控制方式主要有手动、自动、远控，实际应用起来不够灵活。经过多方面研究，在控制方式上增加根据煤位实现的全自动方式和打点控制皮带起停的方式，以进一步完善集控皮带系统的控制模式。

根据煤位实现的全自动方式，这种开停方式主要是杜绝当操作员疲劳上岗导致注意力不集中时出现的放空仓或满仓的情况。设计通过煤位监测实现了皮带全自动开停方式运行后，集控系统可通过煤位来判断皮带是否满足开停条件，这样即使操作员操作失误，系统程序会自行判断，如不满足开停条件则无法开停皮带，这样就杜绝了放空仓和满仓的情况，最大程度上遏制了此种情况下耽误生产的严重后果，保障了皮带运输的顺利进行。 打点控制皮带起停的方式，是针对操作员在通讯出现故障或电话占线时，井下现场遇到紧急情况而操作员不能及时的收到调度室的指令立即停止皮带的情况设计的，主要是通过自主开发和研究，最终实现了将集控皮带的打点系统接入到系统控制中，即当现场遇到紧急情况时，巡检人员可不通过任何通讯工具直接按程序设计的方式按下电铃，控制分站会采集电铃数据并第一时间将指令传送至地面控制中心，组态程序会自主判断并迅速急停皮带。同时，当需要开启皮带时，也可以按照程序设计的方式按下电铃，打点指令直接传到控制中心，操作人员会通过控制平台收到指令，并将皮带开启，从而为皮带的开启和停止节省了时间，为杜绝事故的发生提供了保障。

皮带输送机升级改造方案

前言

皮带输送机是目前常见的物料输送装置之一，广泛应用于巨大的物料运输行业中，特别是在大中型矿山和煤矿生产过程中得到了广泛应用。随着技术的不断发展，目前很多的输送机已经不符合现代化生产的需要，因此需要进行升级改造，以提高效率，降低生产成本。

智能化控制系统的引入

通过引入智能化控制系统，使输送机的控制更加精准。在物料输送过程中，可以通过控制系统实现实时监测，识别异常情况并进行及时处理，从而有效地减少了工人对设备的繁琐操作和管理难度，提高了生产效率。

皮带的选用

针对目前许多输送机皮带寿命较短、易断裂等问题，我们建议选择使用寿命更长、承载能力更强的皮带，例如三层织物增强聚酯芯输送带等。这种型号的输送带采用高耐磨橡胶作为覆盖层，能够有效提高皮带的使用寿命，并能够满足输送机对承载能力的要求。

机械故障自动监测系统的升级

在输送机运行过程中，机械故障是比较常见的，而故障的发生会严重影响到生产效率。因此，传感器和无线设备的应用有助于对故障进行自动监测，进行预警和故障排查，以及保证设备不会因为故障停机造成的时间和经济的损失。

总结

以上所述是针对目前输送机独具特色的几种推广改善方案，它们都是通过改良输送带材质、控制系统等方式来实现的，提高了设备的稳定性和工作效率，降低了生产成本。这些改进和提升将不断推动输送机行业的发展。

・１８・　科技论坛　地面原煤皮带运输控制系统改造方案探讨　王书庚　（黑龙江北大荒农业股份有限公司浩良河化肥分公司，黑龙江伊春１５３１０３）　摘要：某公司地面原煤皮带运输系统采用的是逆开顺停的运行方式，不仅运行成本高，而且作业效果得不到保证，因此需要对其控　制系统进行改造。本文提出采用ＰＬＣ运输皮带智能控制系统进行改造，并给出具体的设计方案。　关键词：地面原煤；皮带运输；控制系统　．　１原皮带运输控制系统存在的问题　某公司地面原煤皮带运输系统包含储煤与配煤两个子系统，整　个系统中包含１３条皮带、给煤面、振动筛、破碎机等相关设备结构。　基于原控制系统模式下，该皮带运输系统存在皮带机元煤空车运　行、系统复杂且原煤供给不连续等问题，并且消耗的电能、人力资源　均比较多，导致运输成本居高不下。经对原系统的全面分析，结合该　公司的实际情况，决定采用ＰＬＣ运输皮带智能控制系统对其进行改　造，以提高系统运行的经济性。　２运输皮带智能控制系统的设计方案　２．１主要设备的选择　２．１．１选择ＰＬＣ　从某种程度而言，ＰＬＣ是整个皮带运输智能控制系统的核心部　分，因此其重要性不言而喻。ＰＬＣ的主要作用是负责系统所有输入　信号的采集与相关动作器件的控制，其所采集的输入信号包括起停　控制信号、系统自动反馈控制信号等；动作器件则包括中间继电器、　接解器线圈以及变频器等等，还要负责上位机的数据通讯。在选择　ＰＬＣ时要全面考虑其各项参数性能，包括执行指令的速度、内存空　间的大小、指令的丰富程度、通讯接口与协议、扩展能力以及编程软　件的性能等等，一个性能良好的ＰＬＣ必须具备丰富的指令集与内置　集成功能，并且具备较强的实时Ｉ生与通信功能。在本改造方案中采　用的是上位机组态监控软件，因此要把相关实时信息传送至监控　室，提高对相关工况的处理时效。　２．１．２选择变频器　在该系统中变频器是控制执行机构的主要硬件设备，其主要作　用是调节电转速度，从而对运输皮带线速度进行调节。在选择变频　器时要根据驱动电机的实际功率与实际电流加以选择，根据该公司　的实际情况，本系统中选择的是ＺＪＴ－２００矿用隔爆型变频器，三相　６６０Ｖ供电。变频器采用的是矢量控制技术，其不仅具备电机自动保　护功能，而且调速性能十分优良，可以全面实现电机的软启动与软　停机。此外，变频器还可以视实际的负荷情况对电机速度进行自动　调节，可以保证电网不会受到电机启动的无功冲击。　２．２皮带运输智能控制系统ＰＬＣ软件设计　本改造方案所选择的ＰＬＣ，其整个工作过程包括输入采样、程　序执行以及输出刷新三个阶段，为提高系统的抗干扰能力，采用了　周期循环扫描的工作方法。系统中控制器的主要作用是对数据进行　统一管理，包括系统各模块的故障分析、功能控制以及实时显示系　统的支行状态等等。基于上述功能要求，基于模块化的原则进行控　制器各个功能软件的衔接与实现，采用清晰的程序结构。具体而言，　该皮带运输智能控制系统ＰＬＣ软件程序包括以下几个部分：　首先是主程序模块，起到根据实际工作需求调用各个模块的作　用，并对系统各项参数进行初始化设置；其次为系统故障检测模块，　主要作用是对系统运行过程中产生的故障问题进行实时检测，在对　这些故障信息进行处理后再发送控制信号；再次为控制算法实现子　模块，其所进行的模糊控制算法包括电机电流误差值、误差变化值　以及模糊控制规则表的查寻；第四个模块为数据转换模块，通过该　子系统可以将ＰＬＣ所采集的模拟信号转换为数字信号，然后再根据　特定的参数设置，把这些数字信号转换为系统实际作业过程中所对　应的物理量；最后一个模块为通讯模块，其又分为两个部分，即与触　摸屏的通信以及与上位机的通信。主程序中进行系统变量初始化以　及对各个功能子模块的调用，对各个控制寄存器置初值；对运算过　程中使用的各种变量分配地址并设置相应的初值；对各种报警信号　的限值进行初始化。初始化模块仅在ＰＬＣ上电后的第一个扫描　周期执行，这样便于上位机对系统参数的设置，然后进行循环扫描　调用子程序阶段。　２．３皮带运输监控系统　经过改造的皮带运输系统具备实时、在线监控功能：　２．３．１监视功能　无论系统处于何种工作状态，均可以利用监控系统实现对设备　运行状态、相关运行参数的实时监测。系统所采集到的数据利用组　态软件将其记录在实时数据库中，针对动态、实时变化的数据，通过　动画的形式表现出来，此外，在线监视功能还包括变量报警、操作记　录、趋势曲线以及查询功能等。监测信号的设置，是根据系统控制需　要、保护设备安全需要及历史数据查询需要。　系统主要显示状态　及参数有：运行方式显示、电机状态显示、工频与变频显示、变频器　输出频率显示、皮带线速度显示、各种报警信号显示等。　２．３．２控制功能　上位机通过和ＰＬＣ实现数据交换，实现上位机的控制功能。　当控制方式发生变化时，系统自动运行于相应的状态，系统设置了　手动和自动切换功能，同时在上位机上还可以实现系统参数的设　置，系统启动和停止等功能。　２．３．３报警功能　系统必须对所有的故障信号进行声光报警以提醒值班人员，　并根据故障情况进行相应的控制。如变频器故障时，系统切换至全　工频运行，某台电动机故障时，系统切除该台电动机，启动其他的电　动机。发生皮带跑偏撕裂等情况时系统及时报警并停机。　２．３．４报表及打印功能　系统能实现各种监控参数，如历史数据、报警记录以及系统历　史运行状况的报表自动生成；各种监控参数的指定区段数据打印；　各种监控参数的报表打印；异常状态及控制行为的报表打印。　３运输皮带组态监控系统的实现　由ＰＬＣ和各种传感器及电压、电流测量电路完成现场数据的　采集、处理及程序控制。上位机通过ＭＣＧＳ组态软件实现组态，　组态软件能给现场及远程操作者提供简洁、丰富多彩的画面显示及　设备状态运行信息，完全可以满足功能要求。在本系统中，根据需要　共开发了５个界面，包括系统运行监控主界面（包含系统所有菜单　和所有数据的实时显示）；历史和实时趋势曲线；历史数据以系统运　行状态统计报表；参数设置界面（包括系统工作参数设置和报警参　数设置）；报警界面。为了加强系统的安全性，系统还为不同的用户　设置了相应的权限。通过主菜单界面可以调用不同的界面，也可　根据需要在参数设置界面中改变设定值。经过一段时间的运行可　知，经过改造的控制系统不仅降低了运行成本，而且保证了作业效　果。　参考文献　【１］．Ｙ－永华．现代电气控制及ＰＬＣ应用技术【Ｍ］．北京：北京航空航天　大学出版社，２００８．　『２］ｆＬ龙记，王汝琳．直接转矩控制在带式输送机电气传动中的应用研　究ｆＪ］．煤炭学报，２００９（３）．