带式输送机速度自动控制系统优化

摘 要：带式输送机是进行物料输送的重要设备，在运输过程中，依据物料运输量的变化进行带式输送机速度的自动调节控制，可以实现节能环保的要求。设计应用了带式输送机速度自动控制系统，采用自动化变频技术实现运量与带速的匹配，完成带式输送机的节能稳定运行，提高物料输送的可靠性。

关键词：带式输送机;速度调节;变频调速

带式输送机是重要的输送设备，可以实现长距离、大容量的物料输送，随着生产企业自动化程度的提高，对于带式输送机的性能要求同样越来越高。

带式输送机进行物料输送的过程中，一般将速度设置为恒定值，由此保证带式输送机恒功率运行，但是由于物料的不均性，使得带式输送机在运载过程中不同时间及不同时期内的负载不一致，这样造成了带式输送机的做功效率低，产生了大量的无用功，造成了能源的浪费，不能满足节能环保的要求[1]。针对这一问题，采用变频调速技术，设计带式输送机的速度自动调节控制系统，依据运量的不同实现运行速度的自动调节，实现带式输送机的节能高效运行。

1 带式输送机速度自动控制系统方案

对于带式输送机的速度进行自动化的控制，要依据在不同的生产阶段的运输量的不同，将负载的变化转变为电气系统的参数，来控制带式输送机的运行速度，实现自动化的调节;并且在此基础之上，要能够实现优化后系统能够实现电能消耗的减少，实现节能的目的，实现煤矿的效益最大化[2]。

随着物料输送量的变化，带式输送机的电机功率也随之变化，带速与功率的关系如图1所示，带速增加则消耗的功率增加，降低带速可以实现节能的目的，但是带速要受到输送量、带宽、生产能力等的要求，因此设计带式输送机速度自动控制系统实现对速度的自动控制调节。

带式输送机速度自动控制系统的整体方案框图如图2所示，从图2中可以看出，系统可以分為检测单元、控制单元及执行单元三个部分，相互之间共同协作。

检测单元包括对物料输送量的检测及带速的检测，将采集到的信号传入PLC节能控制装置。对物料的输送量检测，采用核子秤系统进行物料的称重分析，这种称重方式如图3所示，使用γ射线穿透所运输的物料实现物料的称重，这种方式检测精度高，数据准确，可以为PLC的数据分析提供可靠的依据。

控制单元采用PLC作为主要核心部件，根据接收到的检测信号，经过判断，进行速度的变频调节及电机的启停等控制，实现了依据物料的运量来调节带式输送机的速度。执行单元主要包括变频调速装置，依据来自PLC的控制信号，依据给定的策略输出相应的信号给到驱动电机，调节电机的转速，实现控制系统的功能。

2 带式输送机速度自动控制系统应用

带式输送机速度自动控制系统检测单元采用核子秤系统实现对物料运输量的称重检测，带速传感器实现对输送带速度的检测，所得的数据信息传入到PLC控制器中进行数据的分析处理。PLC控制器是速度自动控制系统的核心部件，对采集的数据进行分析处理，并进行相关指令的输出。

在速度自动控制系统中，为了提高系统的可靠性，对系统采用双CPU冗余的设计。采用双CPU、双电源模块及双通讯模块的设置，实现双机热备的系统控制。PLC双CPU运行系统，在正常工作的过程中，一台CPU作为主控制系统，对所有设备进行控制，另一台备用CPU作为备用的控制系统，只进行主控制系统的监视，当住控制系统发生故障时，则备用CPU可立即实现系统的热切换，备用控制系统发挥作用，保证带式输送机的稳定运行。

在进行系统的应用过程中，同样采用2台核子皮带秤进行输送物料量的检测，2台核子皮带秤安装在不同的位置，对于检测的数据进行校正，增加运量数据的准确性，当皮带空载时，皮带秤无法检测到数据，此时PLC控制器会输出自动停车的型号，避免带式输送机的空运行。

PLC控制器的运行程序包含对带式输送机的启停控制、运量的检测、调速控制、紧急制动及打滑、撕带等的保护。同时，对运行的电机参数进行检测，并对调节后的输送带速度进行速度反馈，经过控制程序的计算，输出相应的变频器信号，实现对带式输送机的自动调速。带式输送机采用机头位置三电机进行驱动，每台电机配置相应的变频器，保持速度的同步及功率平衡。三台电机的控制方式如图4所示，采用主从控制器的方式控制三台变频器，一台变频器作为主传动，其余两台变频器为从动，保持与主电机的速度一直，保证三台电机之间的速度同步。

三台变频器之间为保证电机的同步性，每两台之间采用PLC控制相互的顺序，变频器及主从控制器均安装在地面的配电室，采用三菱内部通讯实现数据的交换，提供控制的精确性，实现电机速度的自动调节及检测，并且可对变频器的故障进行检测，当系统存在过载、欠电压等故障时，可以自主的进行报警或停机，并向PLC传递故障信号，经PLC决策执行相应指令，提高系统的可靠性。

3 总结

依据运量的不同，对带式输送机的速度进行优化调节，设计了速度自动控制系统，可以通过工控机实现带式输送机的启停、变频变速、故障报警等功能，系统的设计结构简单，对带式输送机的改造方便，电气系统的连接简单，方便的进行操作维护。在实际的应用过程中，采用速度自动控制系统，可以依据运量的不同，较好的实现带式输送机的全自动速度调节控制，满足节能控制的要求。在系统的设计中，设置了手动和自动的运行模式，可以依据工况的不同进行选择，提高了系统操作的可靠性，并且变频器保证了电机避免受到冲击电流的危害，保证带式输送机的稳定运行，提高了物料输送的可靠性。

参考文献：

[1]赵建军.变频跟踪调速带式输送机PLC模糊控制系统设计[J].中国矿业，2020，29（03）：100-104.

[2]徐孝.基于永磁同步电机变频自动张紧装置的带式输送机动态特性研究[D].太原：太原理工大学，2019.

作者简介：

李宗豪（1991- ），男，本科，2015年7月毕业于西安科技大学高新学院，助理工程师，研究方向：带式输送机。