带式输送机智能控制系统应用分析

2021-10-27许荣华康存权

当代化工研究 2021年19期

＊许荣华康存权

（中阳县应急管理局山西 033400）

带式输送机的优势在于自身结构简单，而且运行稳定性好，因此被广泛运用于煤炭运输的过程中，其在很大程度上影响着煤炭运输的效率和质量。在长时间的运行过程中，带式输送机很容易发生故障，因此需要对其进行改进，不断强化其性能，本文主要分析如何运用智能控制系统对其进行改进和优化。

1.带式输送机故障概述

带式输送机在运行的过程中存在的主要故障类型有六个，即胶带跑偏、撒料、异常噪音、胶带打滑、胶带断裂和减速器故障，其实际发生概率占比情况如图1所示：

图1 带式运输机故障率发生对比图

带式输送机胶带跑偏故障发生率占到37%，是带式运输机在运行的过程中最容易发生的故障。带式运输机在运行的过程中，胶带往往会呈现出U型的状态，而在运行的过程中如果存在胶带受力不均匀的问题，很容易造成胶带偏移，从而引发胶带跑偏的故障，胶带跑偏故障发生时往往会伴随胶带异常磨损等故障，严重的还会引发火灾。

其次是撒料的故障，撒料故障发生之后引发安全事故的可能性较小，但是也会影响运输工作正常进行。发生撒料事故的故障原因在于胶带分布形态等存在问题。如果胶带在运行的过程中受力发生变形，很容易造成撒料。

异常噪音也是带式输送机在运行的过程中存在的主要故障。如果带式运输机周围环境存在高浓度的粉尘，这些粉尘进入驱动装置之后可能会引发噪音，异常噪音虽然对运输工作的影响较小，但是其对工作环境影响较大，而且如果大量粉尘进入驱动装置需要对其进行维修和养护，以此来保证其使用寿命。

胶带打滑、胶带断裂和减速器故障相较于上述三种故障，发生概率较小。首先胶带打滑的主要原因在于驱动滚筒和胶带在运行的过程中会产生一定的摩擦力，以此来带动胶带运转，如果存在摩擦力不足的问题很容易会影响到胶带正常运转。影响摩擦力的主要原因在于驱动滚筒上存在异物或者所运送的物料过多。胶带断裂在带式运输机运行的过程中发生的概率较小，但是其发生之后往往会造成较为严重的影响，不仅会影响到运输工作的正常推进，还会使得胶带报废。造成胶带断裂的主要原因为胶带老化。最后是减速器的故障，造成减速器故障的主要原因为带式输送机运行时间较长、超重载荷。

2.带式输送机智能控制系统

(1)带式输送机智能控制系统原理

图2 煤矿带式输送机保护系统

主机、辅机1和辅机2构成了带式输送机的启动系统，主辅机之间通过CAN总线完成通信，同时由主机来实现对辅机运行状态的控制。在运用的过程中主要运用主机来采集带式输送机荷载电流，并将其与不同门槛值进行对比分析，如果分析之后发现荷载电流大于辅机启动电流，则需要向辅机发送启动命令，反之则需要向辅机发送停机命令。使用智能控制系统的主要功能在于完成节能降耗的目的，智能控制系统在运行的过程中主要完成对投入带式输送机驱动电机台数的调节和控制。此外，智能控制系统还具备节能对比功能。

(2)带式输送机智能控制系统结构

带式输送机智能控制系统的主要结构包括监测模块、中央处理模块和执行模块。其中监测模块指运用超声波传感器来完成对落料点落料情况的监测和分析。在运输的过程中需要明确影响带式输送机输送带煤量的因素，主要为落料点速度、落料量等等，因此在实际运行的过程中可以通过监测落料点落料情况来确定煤量。传统的监测方式为在落料点设置皮带秤，这种方法准确性较低，而在对带式输送机进行智能化改进的过程中会运用到超声波传感器来完成对落料情况的监测工作。收集带式输送机运行状况之后会将具体结果传输到中央处理模块，在此基础上对系统运行情况调整参数进行分析，并将分析结果传输到各个变频器，从而实现控制带式传输机运行效率的目的。带式输送机智能控制系统主要运用模糊匹配控制逻辑。在运行的过程中该系统主要完成对获取的输送机运行带速的分析工作。

(3)带式输送机智能控制效果分析

通过对带式输送机进行智能控制，能有效降低输送机的平均耗电量，同时能实现对带速的管理和控制。在运行的过程中主要运用模糊匹配控制逻辑时间对带式输送机的管理和控制，在此基础上完成智能调节的工作。多电机功率平衡技术能够实现对主电机运行情况的监测和管理，在此基础上实现输出调节控制信号的目的，以此来实现对带式运输机的智能调节，从而实现节能降耗的目的。通过分析带式运输机的实际控制效果发现智能控制能有效降低运输机的耗电量，同时实现优化带速的目的，而且通过控制能有效降低撒料等情况发生的可能性，从而提高带式运输机运行的安全性和稳定性。此外，通过对带式输送机进行智能控制还有效提高了控制的智能化和自动化水平。实现智能控制之后能有效降低带式输送机管控工作中对工作人员的依赖程度，以此来实现劳动力资源的合理配置，同时有效降低管理控制工作中的人力资源投入。

3.带式输送机智能化升级改造方案

带式输送机智能控制系统优势在于成本较低而且易于操作，因此其在煤矿生产过程中的运用不断拓展，而且智能控制系统有着十分广阔的运用前景，同时智能控制系统的设计理念也能被运用于矿井掘进中，以此来提高矿井掘进的效率和质量，同时能有效提高煤矿开采的安全性和稳定性，保证煤矿生产工作顺利推进，以此来保证煤矿健康稳定发展。

上述主要分析了运行智能控制系统对带式输送机进行智能化管理和控制的成效，在此基础上明确了智能控制系统运用的优势，其不仅能有效提高带式输送机运行的安全性和稳定性，大大降低故障发生的可能性，而且还能实现对带式输送机的改进和优化，以此来实现节能降耗的目的。因此在带式输送机实际运行的过程中需要完成对其的智能化升级改造，下面主要分析带式输送机智能化升级改造方案：

要明确带式输送机智能化升级改造之后其主要的系统架构，主要有四大层次：执行层、控制层、传输层和监控层。首先是执行层，其主要完成对带式输送机运行情况的监测和管理，收集数据的工作主要由传感器完成，如果发现带式输送机在运行的过程中发生了胶带跑偏等故障需要下达停止运输的指令，以此来避免造成更严重的后果。其次是控制层，其主要完成对输送机的控制工作，在这个过程中主要运用PLC来完成控制程序的编写工作，以此来实现对输送机的控制。再次是传输层主要包含各种交换机，在此基础上形成闭合的环网，以此来实现井上、井下信息互通。最后监控工作主要在地面监控中心完成，主要功能在于实现对带式输送机运行情况的实时监测和管理，在此基础上实现对带式输送机的统一管理和调度。带式输送机在实现智能化改造之后完成了各个位置的传感器布置工作，通过布置传感器来提高实时监测输送机的效率和质量，而且强化了输送机开启报警、语音通信等功能。