據不完全統計，我國大部分地區傾角在280以上煤層的可采儲量達10億I，而帶式輸送機的傾角大部分在18°一28°之間，因此，研究280以上大傾角帶式輸送機，既可節省基建投資，又可加快施工進度，具有很大的市場效益。其中電控係統是重點研究對象，其硬件選擇需遵循啟動時間短、反應速度快的原則，並具有自診斷恢複和易於維護的特點，軟件可做到各個部分協調工作、邏輯清楚、係統全麵。
2、方案確定
本文按阜新海州立井煤礦技術參數與要求，重點研究大傾角帶式輸送機電控係統的主要特點。
(1)主要技術參數
輸送物料 原煤
輸送能力 450t/h
輸送傾角 +35°
主電機功率 2x560kW
(2)速度實驗
帶式輸送機運行的可靠性及穩定性受帶速、原煤的含水率、顆粒度及輸送量影響較大。傾角在+350情況下，若輸送機運行的速度過快，會造成大量的煤塊滾落；若過慢，又會影響出煤效率，故在正式運行前，主要通過試驗確定運行速度。帶速分別按2m/s、2.5m/s、3.15m/s進行帶載運行試驗，觀察是否出現滾料或煤相對於輸送帶下滑等現象；進行帶載啟動試驗(a=0.3m/s2)，觀察是否出現滾料或煤相對於輸送帶下滑等現象；進行帶載停車試驗（口= -0.3m/s2），觀察是否出現滾料或煤相對於輸送帶下滑等現象。
爬坡實驗中發現，在帶速≤2. 5m/s、加速度≤0.3m/s2時，帶速輸送機在各種工況（滿載運行、滿載停車及啟動）下運行相對比較平穩，雖然表麵有煤塊滾動現象發生，但不嚴重；當帶速為3.15 m/sshi，biaomianmeikuaigundongxianxiangjiaju，daisushusongjiyunxingqingkuangjiaocha。lingwaidangshusonglianghenxiaoyijimeikuaijiaoduoshi，daisushusongjiwufazhengchangshusongwuliao。tongguoshiyan，daisuyingkongzhizai2.5m/s以內比較合適。
(3)係統結構
電控係統主要包括高壓開關櫃、控製櫃、變頻器等。其中重點探索了以下三個方麵。
1)減少輸送帶動張力。對於大傾角帶式輸送機來說，如何減少輸送帶的動張力，是輸送機設計者必須考慮的首要問題。減小啟、製zhi動dong時shi的de最zui大da加jia速su度du，使shi啟qi動dong加jia速su度du的de斜xie率lv控kong製zhi在zai一yi個ge合he理li的de範fan圍wei內nei，可ke以yi減jian少shao輸shu送song帶dai的de動dong張zhang力li。輸shu送song傾qing角jiao越yue大da，帶dai速su輸shu送song機ji啟qi動dong時shi的de加jia速su度du對dui物wu料liao輸shu送song的de穩wen定ding性xing影ying響xiang越yue大da。對dui於yu滿man載zai的de大da傾qing角jiao帶dai式shi輸shu送song機ji，過guo大da的de加jia速su度du會hui引yin起qi物wu料liao下xia滑hua或huo滾gun動dong，減jian小xiao啟qi、製動時的最大加速度顯得更為重要。在大型帶式輸送機中，速度斜率如果在啟動初期加入一段延遲段，約3～8 s（依輸送機長度定），能進一步改善啟動的瞬間峰值張力（見圖1），在延遲期內，可以給原來鬆弛的輸送帶及時拉緊留下餘地，在加速度增大、力(li)矩(ju)增(zeng)大(da)之(zhi)前(qian)，使(shi)所(suo)有(you)的(de)帶(dai)式(shi)輸(shu)送(song)機(ji)元(yuan)部(bu)件(jian)在(zai)很(hen)低(di)的(de)力(li)矩(ju)和(he)速(su)度(du)下(xia)進(jin)入(ru)運(yun)轉(zhuan)狀(zhuang)態(tai)，削(xue)弱(ruo)過(guo)大(da)的(de)張(zhang)力(li)。為(wei)此(ci)，要(yao)求(qiu)軟(ruan)啟(qi)動(dong)裝(zhuang)置(zhi)具(ju)有(you)以(yi)下(xia)的(de)速(su)度(du)曲(qu)線(xian)和(he)特(te)點(dian)。
a．確保啟動的平穩性；
b．可以實現滿載啟動，並且滿載起動時物料不會下滑；
c．減少啟動時輸送帶的動張力，這就降低了輸送帶的安全係數，也降低了對輸送機元部件機械強度的要求；
d．減少對電網電流與電壓的衝擊，保護整個供電係統和井下其他設備的安全；
e．降低了整台帶式輸送機的費用，
f.製動時可防止發生滾料現象。
2)控製櫃的組成。控製櫃提供主電機風機、製動油泵電機、主機、潤滑泵、灑水、信號、急停的按鈕和控製方式、速度選擇的旋轉開關，還有各種沿停、跑偏、縱撕、斷帶、煙霧、堆煤、超溫、打滑等故障指示燈與風機、主機、製動泵、潤滑泵等的運行指示燈，以及警報用的蜂鳴器。控製櫃的核心部件PLC采用ABB的AC800M係列。
AC800M具有很高的人性化集成，集成可配置為冗餘的兩個以太網接口，既節省通訊模塊又增加係統的可靠性；集成的Modulebus光纖通訊端口，不但可以擴展S800 110 cluster．還可以連接ABB標準傳動；配備的兩個RS - 232C端口，可供CPU與編程／調試工具以及第三方係統和設備之間進行點對點通訊。AC800M支持無硬件組態；支持熱啟動保持、冷啟動保持，避免下載程序引起的係統停機和參數丟失；采用標準的OPC通訊接口，兼容任何可以支持OPC協議的第三方軟件，並用標準以太網作為通訊介質。AC800M支持診斷／事故追憶功能，可提前避免通訊故障發生。
3)變頻器選擇。經過大量調研，最終決定采用ABB公司的ACS800係列共用直流母線多傳動變頻器。由於皮帶傾角較大，啟動和停車都比較困難，ACS800變(bian)頻(pin)器(qi)采(cai)用(yong)直(zhi)接(jie)轉(zhuan)矩(ju)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)和(he)磁(ci)通(tong)穩(wen)定(ding)相(xiang)結(jie)合(he)的(de)方(fang)法(fa)，具(ju)有(you)快(kuai)速(su)轉(zhuan)矩(ju)響(xiang)應(ying)和(he)低(di)頻(pin)時(shi)具(ju)有(you)的(de)較(jiao)高(gao)轉(zhuan)矩(ju)，可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)帶(dai)式(shi)輸(shu)送(song)係(xi)統(tong)的(de)平(ping)滑(hua)啟(qi)動(dong)和(he)精(jing)確(que)控(kong)製(zhi)，提(ti)高(gao)帶(dai)式(shi)輸(shu)送(song)係(xi)統(tong)的(de)動(dong)態(tai)性(xing)能(neng)和(he)運(yun)行(xing)效(xiao)率(lv)：ACS800的主要性能特點為：
a．電源斷電時將利用旋轉著的電機動能繼續運行；
b．能提供可控且平穩的最大啟動轉矩，最大啟動轉矩可達200%的電機額定轉矩；
c．能在幾毫秒內測出電機的狀態，任何條件下0. 48 s內迅速啟動；
d．動態轉速誤差開環應用時為0.4#，閉環應用時為0.l%；
e．動態轉矩階躍響應時間開、閉環應用時能達1～5ms。
考慮了電機的參數與工況需要，在實際運行過程中使用ACS800變頻器將啟動轉矩設定為120%，既(ji)擴(kuo)大(da)過(guo)載(zai)的(de)承(cheng)受(shou)能(neng)力(li)，又(you)提(ti)高(gao)工(gong)作(zuo)效(xiao)率(lv)。按(an)照(zhao)啟(qi)動(dong)曲(qu)線(xian)編(bian)程(cheng)，設(she)定(ding)啟(qi)動(dong)時(shi)間(jian)，控(kong)製(zhi)電(dian)機(ji)的(de)速(su)度(du)與(yu)轉(zhuan)矩(ju)在(zai)合(he)理(li)的(de)範(fan)圍(wei)內(nei)，在(zai)特(te)殊(shu)情(qing)況(kuang)下(xia)，可(ke)以(yi)在(zai)線(xian)實(shi)時(shi)修(xiu)改(gai)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)參(can)數(shu)而(er)改(gai)變(bian)電(dian)機(ji)運(yun)行(xing)模(mo)式(shi)。為(wei)實(shi)現(xian)合(he)理(li)分(fen)配(pei)，采(cai)用(yong)主(zhu)、從控製技術來實現兩套驅動裝置之間的速度同步和力矩平衡，主、從控製分為從機速度控製和從機力矩控製。從機力矩控製適用於剛性連接，從機的力矩給定來自於主機的力矩輸出；從(cong)機(ji)速(su)度(du)控(kong)製(zhi)適(shi)用(yong)於(yu)柔(rou)性(xing)連(lian)接(jie)，從(cong)機(ji)的(de)速(su)度(du)給(gei)定(ding)來(lai)自(zi)於(yu)主(zhu)機(ji)的(de)速(su)度(du)輸(shu)出(chu)，可(ke)使(shi)負(fu)載(zai)在(zai)電(dian)機(ji)之(zhi)間(jian)均(jun)衡(heng)分(fen)配(pei)，以(yi)保(bao)證(zheng)各(ge)電(dian)機(ji)出(chu)力(li)均(jun)衡(heng)和(he)速(su)度(du)同(tong)步(bu)。
4)編製符合現場流程的軟件。根據AC800M的de編bian程cheng環huan境jing與yu要yao求qiu，遵zun循xun帶dai式shi輸shu送song機ji的de控kong製zhi規gui律lv，調tiao試shi符fu合he現xian場chang流liu程cheng的de軟ruan件jian。以yi控kong製zhi櫃gui的de操cao作zuo麵mian板ban為wei例li，簡jian述shu操cao作zuo流liu程cheng。係xi統tong工gong作zuo方fang式shi分fen為wei三san種zhong：集控、手動、檢修。集控時無需人工操作，完全由PLC控製自動運行，監測各設備及保護傳感器的運行情況，並進行簡單的故障處理；手動時主要用於設備調試階段，當控製核心發生故障時，也可作為臨時生產的應急措施；當(dang)輸(shu)送(song)機(ji)的(de)外(wai)部(bu)傳(chuan)感(gan)器(qi)發(fa)生(sheng)非(fei)主(zhu)要(yao)保(bao)護(hu)故(gu)障(zhang)時(shi)，先(xian)將(jiang)保(bao)護(hu)旁(pang)路(lu)，繼(ji)續(xu)開(kai)車(che)，此(ci)時(shi)可(ke)邊(bian)檢(jian)修(xiu)邊(bian)運(yun)行(xing)，最(zui)大(da)限(xian)度(du)滿(man)足(zu)生(sheng)產(chan)。為(wei)了(le)安(an)全(quan)起(qi)見(jian)，如(ru)果(guo)變(bian)頻(pin)器(qi)在(zai)運(yun)行(xing)，應(ying)先(xian)轉(zhuan)為(wei)低(di)速(su)再(zai)進(jin)行(xing)檢(jian)修(xiu)。
手動方式操作時，需確認工作人員是否到位，在沒有故障信號的情況下，將高壓開關櫃合閘，依次啟動變頻器風機、主電機風機、潤滑油泵電機、製動油泵電機後，收到變頻器使能信號再啟動變頻器，進入運行狀態。在運行中可以調整低速、中速、全速開關，也可在運行之前設定速度再啟動。
3、係統特點
(1)可控軟啟動技術
大傾角帶式輸送機設計中，軟啟動技術已成為確保正常工作的標誌。即在～dingdeqidongshijiannei，tongguokongzhiqidongjiasuduzhilaiquebaodaishishusongjiansuoyaoqiudesuduquxianpingwenqidong，bingdadaoedingdeyunxingsudu，tongshishidiandongjideqidongdianliuheshusongdaideqidongdongzhanglikongzhizaiyunxufanweinei。benxiangmutongguoduiABB公司AC800M-PLC的合理控製，使ACS800-變頻器帶動電機按照圖l的速度曲線啟動，實現了帶式輸送機的軟啟動。
(2)人機通訊
在工作室內配備了研華工控機，裝有WinCC組態軟件，靠OPC Server聯結AC800M。操作人員通過工控機，可在線讀出PLC內的程序以及全部參數，進行實時修改，如有故障報警，可及時處理。ACS800變頻器提供良好的控製盤，既可嵌入在櫃體表麵，又可提供3m長的聯接電纜。在控製盤上有四種不同的鍵盤模式：實際信號和故障記錄顯示模式、參數模式、功能模式和傳動選擇模式。實際信號顯示模式中可以同時監視三個實際信號，諸如頻率、轉速、電流和流量等信號。人機界麵見於圖2。
(3)軟件編程
操作人員可以根據現場情況調節PLC的程序並下載到CPU中，邊調試邊運行，也可以在無硬件條件下，通過軟件模擬調節程序，支持無硬件仿真。由於PLC具有以太網接口，操作人員可通過設定的IP地址通過以太網與PLC連接，進行遠程調試。
4、結語
本係統現已投入運行，輸送帶能進行上運35。傾角的原煤輸送，在輕載、半載及滿載裝料時，無論在起動過程、運行階段，還是製動過程及靜止狀態，都能使物料在輸送帶上保持穩態，尚未出現物料下滑和滾料現象。
gaijideyanzhichenggong，tuozhanledaqingjiaodaishishusongjidezuidashusongjiaodu，zengdaledaqingjiaodaishishusongjideshiyongfanwei，weimeikuangzhuxiejingyunshuxitongjidoutishenggaiweidaqingjiaoshangyundaishishusongjitishengtigonglekekaodejishubaozhang，juyouxianzhudeshehuixiaoyijituiguangjiazhi。
相關輸送機產品：
1、刮板輸送機
2、螺旋輸送機
