广州黄埔造船厂技工学校 广东 广州 510715
摘 要：在煤炭生产环节，带式输送机是重要的设备之一，具有耗能大、空载运行长的特点，通过技术改造实现节能目标，成为相关企业的关注重点。本文首先分析了带式输送机的结构组成，然后介绍了PLC及变频技术的应用，最后阐述了改造方案和效果，以供参考。
关键词：带式输送机 结构组成 变频技术
一、带式输送机的结构组成
带式输送机采用双滚筒三机拖动方式，控制系统结构主要包括耦合器、减速器、滚筒、输送带组、电机。工作时，高压异步电动机利用液力耦合器、减速器，对滚筒进行驱动，依靠滚筒和输送带之间的摩擦力促使输送带运转。其中，液力耦合器的应用，虽然可以实现软启动，但是启动时间短、加载力大，容易造成输送带老化、损坏；启动电流较大，会造成电网电压波动、电机发热，缩短了电机的使用寿命。根据带式输送机的结构特点，技术改造时应该注意以下事项：
一是降低启动电流，减小电流对设备和电网造成的冲击，从而减少维修量，延长设备使用寿命。
二是采用低频启动，降低电网容量，既保证多台电机同时启动，又能够有效控制启动电流。
三是拓宽调速范围，提高节电能力，降低能耗。
四是提高自动化程度，可以根据运输量的大小对电机转速进行自动调节。
五是具备多路开关输入，可以满足启停、连锁保护等特殊要求。
六是可以手动、自动设定频率，并在变频器内设置交流电抗器，以提高功率因数。
二、PLC及变频技术的基本概述
1.PLC。所谓的PLC也被称为可编程控制器，是工业环境下电子数字运算操作系统，主要是应用可编程存储器实现对系统各个指令的执行，包括顺序控制、计数、逻辑运算等，也可应用数字输入与输出实现对机械生产过程的控制。此外，PLC模块化结构自身所具备的特点包括组合灵活、抗干扰性强，且编程比较简单，在矿山设备中得到广泛应用。
2.变频技术的应用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆将PLC与变频技术相互整合，可以实现煤矿输送机的改造，不仅起到节能的作用，并且也能够提升机械的利用率。另外基于PLC技术和变频技术下，带式输送机的系统更加安全稳定，而且实现了完全自动化。
3.PLC及变频技术的优势。（1）软启软停。在变频器作用下，带式输送机的启动速度、停止速度可以随时调节，实现平稳过渡。隔爆变频器的应用，可能有效解决停车时的飞车问题。（2）功率平衡。基于多电机驱动下，要想保证输送机运行稳定，就要求各个电机的输出功率平衡。变频器的应用，可以对多台驱动器同步控制，以主模式、从模式运行。（3）自动调速。煤矿运输过程不均匀，因此输送机可能出现空载运行，就会造成电能浪费。变频器的应用，能在输送机尾、落煤点附近安装料流传感器，能检测来煤状态，根据煤量多少降速或升速，实现节能效果。
三、输送机输送带跑偏的原因及双滚筒纠偏原理
根据相关实践得知，带式输送机在应用过程中，其输送带容易发生跑偏的现象，之所以产生这种现象的原因包括三点：第一是输送机本身制造有问题；第二是安装精度太差，其受力不均匀；第三是在运输过程中，其物品主要集中在输送带的一侧，导致两侧受力不等。
为改善这一缺陷，将PLC与变频技术相互结合，对其实施调整，实施双滚筒纠偏。其中，本文在西门子PLC与双滚筒纠偏装置设计输送带上进行自动控制，在输送带发生跑偏现象的时候，感应器会发生感应，并检测到跑偏的信号，在输入系统之后，经过运算依据跑偏的方向启动电动阀门，这样可以形成纠偏力，如此促使输送带向着跑偏的方向移动。另外，将三级带式输送机作为主要控制对象，其控制系统输入信号包括电机的运行、准备、停止、故障、跑偏信号等，输出信号则包括电机启动、停止、调速、纠偏信号等，严格按照预留20%以上的点数余量原则，选择通讯实现模拟的输入与输出。
四、PLC及变频技术在带式输送机上的改造应用
1.改造方案。选择西门子S7-300控制系统，利用缆线以主从方式连接，并在中心控制室设置监控机，利用PLC系统控制变频器的启动、停止。电动机和变频器连接，PLC系统接收检测信号并进行自动控制，实现多台电机的同步控制、等速启动。另外，运行期间一旦发生短路、断路、过载、过流等情况，PLC能进行实时监测和保护。
2.改造效果。（1）电动机启动时的最大转矩提高至200%Tn，不论负载大小的改变，均可以实现平稳启动。（2）过载能力提高至1.5倍，过压跳闸、欠压跳闸分别为1.3Vmax、0.6Vn。（3）基于变频器的软启功能，电机的软启动、输送机的软启动有机结合，电机慢速启动带动输送机缓慢启动，减小了张力波，不会损害输送带。（4）通过调整变频器的速度，可根据煤量多少调节传输速度，改造后节电15%-30%，功率因数提高至0.98。
参考文献
[1]周畅 黄建华 牟宗磊 等 PLC控制技术在刘桥——矿北翼带式输送机上的应用[J].煤矿机械，2011，32，（12）：223-224。
[2]陈薇 孙汪萍 变频技术在带式输送机监控系统的应用[J].装备制造技术，2015，（6）：179-180，203。
论文作者:许燕芬
论文发表刊物:《教育学》2018年4月总第140期
论文发表时间:2018/6/14
标签：输送带论文; 电机论文; 变频器论文; 带式输送机论文; 技术论文; 滚筒论文; 输送机论文; 《教育学》2018年4月总第140期论文;