带式输送机变频调速自动控制系统的设计与应用_李酉杰.pdf
《带式输送机变频调速自动控制系统的设计与应用_李酉杰.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《带式输送机变频调速自动控制系统的设计与应用_李酉杰.pdf(3页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、带式输送机变频调速自动控制系统的设计与应用李酉杰(山西焦煤西山煤电马兰矿选煤厂,山西太原030053)摘要:针对目前选煤厂所使用的带式输送机在选型的过程中,由于电动机功率过高导致电能浪费的问题,简要介绍常用节能技术,并对变频调速技术进行着重分析,探究了自动控制系统的设计和应用情况,以提高带式输送机自动化水平,提升煤矿的生产效率。关键词:带式输送机自动控制变频调速中图分类号:TM921.5文献标识码:A文章编号:1003-773X(2023)02-0200-03引言带式输送机是选煤厂生产工作中用于原煤运输的重要设备,这种设备的运行具有持续性特点,且工作功率较大。在煤矿综采设备不断发展的背景下,带
2、式输送机高能耗运行模式已经无法满足当前的使用需求。传统带式输送机无法实现速度调节功能,因而需要频繁启停,加之电机功率不均衡,导致工作人员要频繁进行维修。因而对带式输送机进行变频技术改造,可以有效提高自动化水平,进一步提升煤矿的生产效率。1变频调速节能技术的工作原理1.1带式输送机功率和带速的关系由于选煤厂的产能提升,对于设备功率也有更高的要求,因而带式输送机运煤量越来越大,与之相伴的就是能耗的提高。选煤厂生产中所配置的带式输送机电机型号、减速箱型号以及各部分装置配件都是固定的,同时设备运行速度也不可调节,因而无论是处于何种荷载情况,电动机都会以恒定速度运行,无法结合荷载来调节设备的运行速度。按
3、照带式输送机运行过程中的工作阻力来进行计算,Q 为运煤重量、V为速度、P 为电动机功率,Q 和 V 对于 P 的影响作用是最为显著的,如果 Q 不变,则 P 和 V 成正比,换言之,就是电动机功率越高,带速越大,具体关系如图1 所示。因而在满足于运煤量的前提之下,如何控制带速就成为了能否实现电动机节能的关键。1.2带式输送机变频调速节能效果预测对于选煤厂煤炭运输工作而言,设备选型过程中都需要确保设备留有一定的富余量,为了能够求得运煤量恒定的情况下,电动机功率和带速变化之间的关系,设计了如下实验进行验证:假定运煤量为 500 t/h,在改变了输送机带速之后,单位长度皮带内的煤炭质量发生变化,则单
4、位长度皮带填充率也出现了改变,进而分析功率和能耗的变化情况。相关实验结果表明,在煤量保持不变的情况下,带速越低,则单位长度内的物料重量和皮带填充率都会发生变化,进而降低了电动机消耗功率。也就是说,运输相同重量的煤炭,降低带速会进一步提升皮带填充率,降低电能浪费,在这个过程中,皮带电动机由于充分做功,提高了能源利用率。因而使用变频控制技术可以合理控制带式输送机的运行功率和运行速度,从而实现节约电能的目标。但如果带速过低,又会由于阻力过大导致设备超负荷,降低设备的使用年限,这就需要将带速控制在一个合理的区间当中。2带式输送机自动控制系统的设计2.1硬件设计2.1.1基本构成本系统核心控制单元选型为
5、 S7-300 型 PLC 设备,具体包括有 PLC 控制主站、带式输送机保护结构、机身 PLC控制分站以及通信信号等。这些部分承担采集数据、传输信息功能,在此基础上,经过数据分析,可以将相关信息显示在屏幕上,且具备数据储存功能,在发生事故时可以及时进行报警,从而让系统可以实现自动启停功能。该系统可以直接通过网络上传相关信息,并且具备远程单机和多设备联动控制功能。2.1.2传感器选型要点速度传感器的功能主要在于测量传送带的运行速度,如果在检测中发现速度存在异常,则由主控设备向励磁回路晶闸管发送信号;温度传感器则主要进行温度的测量,设有继承感温探头,对待测点的温度进行测量,之后再将信息向主控制主
6、机进行传输,一旦超温则可自动洒水保护;烟雾传感器则用于检测设收稿日期:2022-03-29作者简介:李酉杰(1993),男,本科,毕业于河北工程大学机械制造及其自动化专业,从事选煤厂生产管理工作。总第 238 期2023 年第 2 期机械管理开发MechanicalManagementandDevelopmentTotal 238No.2,2023DOI:10.16525/14-1134/th.2023.02.079图 1带式输送机功率与带速关系示意图速度,V功率,PQ1Q2Q3Q1Q2Q3自动化系统设计2023 年第 2 期备运行环境中的烟雾情况,如果烟雾含量达到了 0.1mg/m3,就会输
7、出低电平信号,启动保护;跑偏传感器则检测胶带的运行是否跑偏,利用跑偏开关上的探杆来对牵引探杆轴进行旋转,在旋转刀某个角度,即可开动行程开关,进而控制主机启动跑偏信号;堆煤传感器主要承担煤位保护方面的功能;撕裂传感器则主要用于避免胶带撕裂,如果作用力达到 20 N 以上,就会启动,无物料的情况下输出电阻值在 1 k 以上,如果该数据不足 2,则可在延时 2 s 后关停设备;急停传感器则是在检测到拉杆受到较大动力之后即可发动,输出控制信号,并完成锁定。在设备锁定之后,需要工作人员进行人工复位,才能再次开启设备。2.2软件设计对于 PLC 的现场控制和控制中心而言,其通信模块设备为 CP343-1,
8、属于一种以太网模块,而控制中心则在操作服务器上装有 S7SIEMENS SOFTNET,除此之外还安装了 Intouch 的 OPCLINK 驱动程序,来让客户端可以正常启动。除此之外,采用以太网还可以顺利实现通信功能,让二者之间完成数据交流交换。如图 2 所示,为该系统的软件架构示意图。所应用的上位监控软件为 Client/server。具体来看,其中有一部操作 server,一部历史 server,共同完成数据的采集和处理工作。其中工作 server 配置了SQLSERVER 2003 程序,作为数据存储媒介。该软件应用的版本为 Wonderware 的 Intouch 版本,还植入了Ar
9、chestra 模块,二者进行配合,即可实现操作环境的统一化,可以继承若干个类型的数据来源信息。进而让其具备了运行报表、显示画面、发出报警信息等多方面的功能,成为了一个功能较为完备的操作终端。2.2.1上位机软件上位机软件工作的开展主要从两个角度展开,分别是数据采集和实时监管。2.2.1.1操作界面操作界面就是人机界面,工作人员可以通过鼠标、键盘和显示器等硬件来和设备进行人机交流,实现对监控系统的操作。人机界面中有图标按钮和菜单,直观而便于操作。除此之外监控系统也可以对数据进行监控,绘制动态曲线,以方便工作人员判断变化趋势。系统配置简体中文操作界面,可以实现表格和图形的绘制,一旦系统发生异常则
10、可进行报警。Database 可以分类不同类型的报警信息,并将信息进行归档,方便工作人员按照类型和日期查询。2.2.1.2图形界面图形界面主要承担的是显示功能,如监控软件的整体面貌、报警信息、监控数据的实时显示等。所有的画面都可以经由动画的形式来展现控制系统状态。一般来说,画面的显示可以模拟实际系统的情况,从而和工作人员的操作习惯相符合。Database 主要具备实时记录、查询和故障管理等方面的功能,一旦发生问题,可以及时显示故障的位置,方便工作人员确定问题的原因和方位,之后做出正确的处置。2.2.2PLC控制软件设计用户可以将编写完毕的程序经过编程器上传到PLC 用户程序存储器当中,PLC
11、每次执行操作,就可以在跳转控制或无中断的情况下,结合存储地址号,按照大小顺序,依次扫描用户程序。PLC 程序的执行过程大致为:首先将输入信号的状态传达到影响寄存器当中再进行储存,跟单执行过程中,即便数据信息的输入状态发生变化,所寄存的信息数据依然可以完成传输。3应用效果分析带式运输机设计采用两台 160 kW电机直接顺序启动,由于启动性能较差,重载起车难度高,同时强力带式输送机运行速度不可调,为 2.5 m/s,因而对于强力胶带的磨损较为严重。由于电机功率较大,且为一次性启动,在全速运行的情况下,启动电流较大而提高了冲击力,给设备的正常运行和安全生产造成了影响。采用变频调速自动化技术改造之后,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 输送 机变 调速 自动控制系统 设计 应用 李酉杰
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。