摘要：相较其他国家而言，我国煤炭带式输送机自控系统与科学管理水平较为落后，煤炭带式输送机环境信息很难实现控制和共享。本文就分析煤矿井下带式输送机电控系统变频优化。
关键词：煤炭；带式输送机；PLC控制；电控系统；变频优化
1 带式输送机
启动和运行中的带式输送机应满足以下要求：
（1）当电机在重载情况下启动时，电源会提供6～7 倍的正常运行电流，过大的电流可能会使电机过热而被烧毁，同时也会影响到其它设备的正常运转。因此，带式输送机启动时的电机电流不能过大。
为了改善带式输送机的整机受力状况，延长使用寿命和提高工作可靠性，要求其驱动系统能够提供平滑可调且无冲击的起动力矩，即软启动。
为防止快速启动时传动滚筒打滑发热及大倾角上行带式输送机的物料下滑，要求带式输送机在可控的加速度下实现平稳启动。
为了实现功率平衡，多电机驱动的带式输送机要求各驱动单元的驱动功率分配合理。
当检修带式输送机时，要求其能低速验带运行。
为了使带式输送机能够启停平稳、运行高效、驱动平衡和工作安全可靠，其驱动系统必须能够根据启动、运行或停车要求而进行自动调节，始终保持最佳工作状态。目前，交流变频调速装置是被公认的一种最有效的调速方式，不仅调速性能卓越，而且节电效果显著。变频调速技术应用于煤矿井下带式输送机需要研究并解决散热、调速和功率平衡问题。
2 基于PLC的煤炭带式输送机电控系统与变频优化设计
2.1 系统组成及方案
带式输送机自控系统主要由系统主要由带式输送机机组，可编程控制器（PLC）、空气压力变送器，变频器、瓦斯浓度传感器、温度传感器，接触器、中间继电器、热继电器、矿用防爆型磁力起动器、断路器等系统保护电器等组成。带式输送机机组由2台带式输送机机组成，每台带式输送机机有2台输送机，每台输送机驱动1组扇片，2组扇片是对旋的，1组用于吸风，1组为增加风速，对井下进行供风。根据井下用输送量的不同，采用不同型号的带式输送机。本设计以带式输送机组2×30kW为例，选用1台西门子S7―200可编程控制器（PLC），空气压力变送器等组成一个完整的闭环控制系统。瓦斯传感器、温度传感器、实现对输送机和PLC的有效保护，以及对输送机的切换控制。
2.2 井下带式输送机通信综合系统
带式输送机通信综合传输系统最早由加拿大矿通公司研发并使用，如今已广泛被世界煤炭公司作为煤炭带式输送机通信系统，技术上具有很强的综合服务的能力，一定程度上也表现了国际先进的煤炭带式输送机通信传输水平。该系统提供了十六路单向模拟视频通道和三十二路语音/数据通道，可以很好地实现煤炭生产过程中各种信号的传输。在带式输送机系统的中心是前端单元，并从中延伸出四条电缆，分别连接井下四个不同方向，同时也接地面天线，以确保地面移动通信的稳定性。上行信号占用带宽经解复用后输出给相应的监测、控制系统或电话交换系统；下行信号经频分复用调制在规定频率范围内，并将信号送入带式输送机电缆下行传输。十六路视频信号单向上行，并连接相应的监视器显示数据。应该说明的是，带式输送机通信系统还应具备全程跟踪井下设备、人员的能力。
2.3 智能控制模式的自动化控制和管理
在PLC统一模式下的信息系统中，网络视频对煤炭井下控制子系统的控制管理内容，可以通过四个步骤来得以实现，即自动检查、自动寻的、自动求解和自动执行。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这当中的“被控制管理的电网子系统”既能够是一个系统层子系统，也可以是电网元件或厂/站层子系统。对于一个系统层子系统而言，其功能就是通过利用各级调度控制中心的管理权限，对智能网络在煤炭井下电网控制系统的安全性、合理性、经济性进行尽可能全面的分析，并对系统的所有目的状态实施检查和监视，实现对智能控制子系统所有状态的智能化控制。就拿中子系统L1来说，如果被监测的煤炭井下状态与目标限定数值不一致，那么智能控制系统就会自动启动相关的任务处理，对限定以外的突发时间进行控制并做状态输出，并作用在该子系统所包含的元件G1-G7和站层子系统 S1、S2上，进而对该子系统 L1 的输出状态实施调控，最终将它调回正常运行状态。
2.4 带式输送机瓦片控制技术
所谓瓦片，就是与经划分后每个矩形区域相对的地图数据。与传统的线性四叉树不同，金字塔索引采用的四叉树不仅仅存储了叶节点信息而是存储了全部节点信息，这就为地图瓦片数据不同层次于不同比例下显示提供了方便。金字塔索引建立后因为地图数据固定大小不变，所以没必要在进行改动，按标识号顺序为每一级瓦片储存信息，因此分级顺序的存储方式索引能够将查询效率提升到新的层次。依据井下区域性控制地图的请求范围客户端首先可以经计算求出行列号和层次号，然后发出向服务器的请求，之后经索引模式服务器检索，精确计算后得到各瓦片数据坐标，与链式索引相比，这种查询方式的效率更高，速度也更快。对于不同数据类型的请求，服务器会有相关的不同处理方法，若请求数据类型为矢量数据，服务器会直接返回请求瓦片到客户端进行渲染，若是栅格数据，服务器会先将瓦片数据转换成与原瓦片大小一致的栅格地图数据，之后再返回到客户端。在请求到达客户端后，Flash Player可以获取各种需要的货源信息然后进行必要的坐标差计算，最后在相应坐标位置按层次进行不同数据类型的渲染，完整的资源、地物等数据就形成了。
2.5 高压防爆监测技术及全自动变频恒温运行
作为煤矿安全生产监控工作的关键性内容，信息的获得无疑至关重要，而获得信息的主要手段就是监测技术。在煤矿高压防爆模式下，通过煤矿安全生产现有的客观资料，我们可以初步确定远程监控的初始方案，进而在煤矿工程运营过程中根据监测数值、经验方法等内容，开展反馈分析等工作，修正初步方案与施工网络计划，以保证工程按照最优的设计与施工方案进行。因此，变频器监控工作的重要性也就显而易见了。针对我国煤矿工程质量中的一些不安全因素，变频器监测技术在远程监控中的应用能够很好的解决此类问题，它不但可以很好地掌握工程的工作运营状态，利用监控数据对流量方案进行整改，并指导开采质量作业；还可以预见事故风险，采取一系列的事前措施，给煤矿的安全管理提供信息，将事故突发率降至最低，保证了煤矿安全生产的稳定性。变频器系统电机在恒温情况下的运行状态以及转换过程中可编程控制器控制程序设计是其中心内容。
3 结束语
当前，PLC技术具备非常强大的控制功能，在主菜单和与源功能的有机结合的基础上，通过引入智能软件技术和监测技术，并在多个领域结合彼此，相互渗透，从而给煤炭带式输送机控制应用带来了强烈的生命力。如今PLC技术的发展方向无疑是系统化、智能化与小型化，以确保在煤炭井下带式输送机控制系统使用PLC技术的同时，能够很好地满足煤炭井下带式输送机控制的安全需求，并最终减免工人的劳动强度，有效改善煤炭井下环境，以达到节约生产能耗的可持续发展目标。
参考文献
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[4] 宋恩宏，王增元.高压真空防爆开关综合保护器电路浅析[J].煤矿自动化. 1994（04）：34-35.
个人简介
万鹏，6421241979****2112
论文作者:万鹏
论文发表刊物:《基层建设》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/10
标签：带式输送机论文; 井下论文; 系统论文; 煤炭论文; 子系统论文; 瓦片论文; 数据论文; 《基层建设》2017年第12期论文;