主运皮带根据电流变化实现动态调整的探索与实践

摘 要：本文介绍了开滦钱家营矿业公司对井下平运二部皮带技术改造，主运皮带根据电流变化实现动态调整的探索与实践，阐述了KJD5控制器的基本构造、编程方式以及如何通过与智能300A开关通讯，分析电流数据实现动态调整，并对这一技术对于节能降耗的重要意义进行了分析。

关键词：主运皮带；KJD5；智能300A开关；节能降耗

皮带运输机在矿井原煤运输中应用较为普遍，因为其拥有安全高效快捷的优势，但是由于主运皮带运输机运输距离远，单条皮带运输机的运输长度较长，驱动力要求较大，因此多采用多台大功率电动机驱动的方式，造成电力消耗在矿井生产成本中占有的比重很大，特别是在当前煤炭行业形势严峻的情况下，如何通过技术改造，实现节能降耗成为煤炭技术人员研究的课题。针对这一课题，结合钱家营矿业公司运输系统实际，对平运二部皮带运输机控制方式进行了优化改造，实现了根据电流变化动态调整电机启动数量，有效降低了皮带运输系统的电力浪费。

1 钱家营矿业公司平运二部皮带概况

1.1 平运二部皮带基本情况

平运二部皮带位于钱家营矿业公司井下负600水平，皮带运输距离1124m，皮带运行速度2.24m/s，电力拖动采用四机驱动，电动机型号：YBK2315L1—4，动率：160kW，供电电压：660V，弗兰德减速器型号：B3SH11，传动比：i=35.5，主机控制开关：采用无锡东亭矿山机电厂生产的智能300A真空磁力起动器。

1.2 平运二部皮带控制系统

平运二部皮带控制开关采用的是天地（常州）自动化股份有限公司的KJD5型矿用本质安全型可编程控制器。

1.2.1 KJD5控制器基本构造

KJD5控制器是一种适合工业控制用的智能装置，它采用梯形及语句表作为编程语言，机芯内插有主板1块、开关量板1块、频率量板1块、位置板1块、继电器板1块，并且可以通过RS485传输协议实现与其他设备进行数据通讯，并对采集到的数据进行分析。

1.2.2 KJD5控制器工作过程

它采用循环扫描的工作方式，完成整修处理过程为一个扫描周期，一个扫描周期最长限制为1.5s，如果用户程序编写有误，导致扫描周期超过1.5s，则矿用PLC将自动复位。用户板的故障也会使KJD5控制器的微控器对用户板产生复位。在通讯处理阶段，CPU板与显示板通过串行口通讯，响应键盘的命令，更新液晶显示器显示内容。KJD5控制器处于编程方式时，不执行用户程序和输出处理，在运行方式时，执行有效的用户程序（有效的用户程序是指通过程序传送命令菜单2传送的有END指令的程序）。

输入处理以扫描方式顺序读入所有输入端的状态（开关量及频率量），并将状态存入相应的映象存储器，在程序执行期间，即使输入状态发生变化，相应的映象存储器中的内容也不会发生改变，只有在下一个扫描周期的输入处理阶段才会被读入。

输出处理将用户程序执行的结果输出到输出板的输出锁存器，通过隔离电路向外输出控制信号，这是KJD5控制器的实际输出。

2 数据采集与分析

2.1 数据通讯安装与调试

为使四台智能300A真空磁力起动器与KJD5型皮带集中控制机分站之间实现数据通讯功能，需要将智能真空磁力起动器的电流数据传输给KJD5型皮带集中控制机，现场将智能真空磁力起动器与皮带集中控制机之间通讯电缆接好（智能开关主板具有数据通讯功能），并设置好各台智能开关的通讯地址，确保KJD5型皮带控制机准确采集数据。

用电流型卡表，现场实际测量电动机空载与满载状态下的电流数据，并与智能开关所显示数据现场进行比较查找是否存在误差，同时观察KJD5皮带控制机显示屏显示的电流数据与实际数据是否存在误差。

2.2 数据分析

对平运二部皮带进行现场实际观察，记录皮带运输机在空载、轻载、满载状态下电流变化范围，确定平运二部皮带做负荷动态调整时的切换电流数值，并根据平运二部皮带运输机的现场实际情况，确定平二皮带电动机负荷做动态调整时切除电动机的台数及调整控制哪台电动机。

3 确定改造方案

3.1 基本原理

在KJD5皮带集中控制机程序中，添加相应的PLC控制程序，在控制程序中规定，当皮带运输机在启动时，四台电动机同时参与工作，待皮带正常起动后，再进行电流参数比较，并将1、3号电动机作为切除或投入对象，2、4号电动机作为长时工作，实施负荷动态调整。

3.2 具体方案

依据现场实际观测结果，在控制机程序中确定用2、4号电动机的工作电流，与程序中电流切换数值下限62A及电流切换数值上限90A进行比较，当2、4号电动机工作电流都小于或等于62A时，程序设定延时180s进行跳转，将1、3号电动机切除，由四台电机变为两台电机驱动。皮带运行过程中当2、4号中任何一台电动机的工作电流大于90A时，程序中设定延时30s后进行跳转，投入1、3号电动机，进行四台电机驱动，根据2、4号电动机的工作电流变化，确定运转情况，如果出现某种原因造成无工作电流输出时，立即将1、3号电动机投入，可以保证平运二部皮带的安全运转。

在程序中还设置有空载与满载状态下的判断过程，即当程序判断皮带在空载状态下程序跳转的条件，当1号机在“开”状态下有效、程序跳转，进行切换，当程序判断皮带在满载状态下程序跳转的条件，当1号机在“停”状态下有效、程序进行跳转。

4 效益分析

钱家营矿业公司通过使用现代化的计算机通讯技术，实现了平运二部皮带在软件上实现电动机负荷做动态调整，仅此一条皮带可节省电费开支近40万元，此项技术革新开辟了主运皮带节能新途径，对煤炭行业运输系统降低电力成本的研究具有重要意义。

作者简介：古砚辉，男，河北武邑人，职业：机电技术员，发展方向：电气自动化。