1.1控製功能
係統設有調試/手動/自動/集控4種控製方式;與給煤機、上倉帶式輸送機具有聯鎖控製;各主電機之間的功率平衡調節;根據停車性質也可實現軟停車控製;主要運行參數與故障類別指示。
1.2機電液一體化
與機械係統、啟動裝置以及液壓控製係統構成機電液一體化;帶式輸送機可控起動係統使帶式輸送機在任何工況下均能平穩的起動開車。
1.3保護功能
與帶式輸送機綜合保護裝置相配合、完成常規保護(如跑偏、溫度、煙霧、速度、煤位、堆煤、斷帶保護等);液壓裝置和拉緊裝置油壓欠壓保護。
2、帶式輸送機電控係統組成及其原理
帶式輸送機電控係統組成如圖1所示。
元器件構成的電控係統,包括PLC,各種開關、按鈕數字量控製元器件,兩個主電機,可控盤式製動器,液粘軟啟動裝置,電磁比例閥,液壓自動拉緊裝置等。PLC采用西門子的S7 -200係列的CPU226,其具備內置高速計數器和PID調節運算指令,同時采用EM231模擬量輸入擴展模塊和EM232模擬量輸出擴展模塊,能夠適合帶式輸送機按照閉環控製實現軟啟動要求。
為了方便地將油壓信號傳輸給PLC以及通過PLC控製油壓進而調節速度,選擇了EM231模擬量輸入模塊,用到其中的兩路模擬量輸入通道,EM232模擬量輸出擴展模塊,用到其兩路模擬量輸出通道。輸入信號接人端口能夠自動完成A/D的轉換,標準輸入信號能夠轉換成一個字長( 16 bit)的數字信號;輸出信號接出端口時能夠自動完成D/A的準換,一個字長(16 bit)的數字信號能夠轉換成標準輸出信號。帶速信號通過SX-2型帶速傳感器將帶速信號轉換成脈衝信號,接到PLC的端子上的1 0.0,用高速計數器進行計數從而計算帶速。本係統中,油壓模擬量輸入信號是0~2 MPa,對應的標準電壓信號0~5 V,模擬量輸出信號是0—10 V的電壓信號。
對於係統的啟停信號,以及各種保護和返回信號等開關量信號的邏輯控製,按照係統的流程圖.利用順序控製設計法,用順序控製梯形圖在PLC中就很容易的實現。對於油壓模擬量的采集,采用定時中斷來不斷地讀取模擬量,並進行數字處理。例如采用每隔2s進行模擬量的采集和運算,而PLC的定時中斷間隔隻能在在0~255 ms變化,可令SMB34定時中斷為200 ms,然後在中斷程序中設立一個標誌,每到200 ms時,標誌位加1,使之等於10的時候才進行模擬量的讀取和處理,並把標誌位清零,進行下一個循環。
3、軟啟動過程在閉環控製上的實現
3.1啟動要求
對於長距離、大功率帶式輸送機,動態設計的關鍵是建立輸送帶在非穩定工況下的動應力變化規律,人為地控製輸送機的速度或加(減)速度來達到減小動應力的目的。為了降低輸送帶在起動過程中的動應力,驅動滾筒起動過程中的速度變化應滿足
在起動過程中以帶速為控製目標,通過采集速度信號反饋到PLC,輸出信號控製電液比例閥,進而調節液粘軟啟動裝置中摩擦片之間油膜的厚度來實現帶速的變化規律。
3.2啟動流程和原理
係統在自動方式下的啟動流程圖如圖2所(suo)示(shi)。在(zai)啟(qi)動(dong)之(zhi)前(qian),要(yao)有(you)啟(qi)車(che)預(yu)告(gao),然(ran)後(hou)各(ge)種(zhong)常(chang)規(gui)保(bao)護(hu)信(xin)號(hao)正(zheng)常(chang)情(qing)況(kuang)下(xia),開(kai)動(dong)潤(run)滑(hua)泵(beng),當(dang)過(guo)一(yi)段(duan)時(shi)間(jian),鬆(song)開(kai)機(ji)械(xie)閘(zha),啟(qi)動(dong)主(zhu)電(dian)機(ji),各(ge)個(ge)主(zhu)電(dian)機(ji)要(yao)分(fen)時(shi)啟(qi)動(dong),避(bi)免(mian)造(zao)成(cheng)對(dui)電(dian)網(wang)的(de)衝(chong)擊(ji);然後開啟控製泵,在按照PLC的PID程(cheng)序(xu)閉(bi)環(huan)控(kong)製(zhi),輸(shu)出(chu)值(zhi)控(kong)製(zhi)電(dian)液(ye)比(bi)例(li)閥(fa),控(kong)製(zhi)液(ye)粘(zhan)軟(ruan)啟(qi)動(dong)裝(zhuang)置(zhi)中(zhong)摩(mo)擦(ca)片(pian)之(zhi)間(jian)的(de)油(you)膜(mo)厚(hou)度(du),進(jin)而(er)調(tiao)節(jie)輸(shu)送(song)帶(dai)速(su)度(du),按(an)照(zhao)啟(qi)動(dong)速(su)度(du)公(gong)式(shi)啟(qi)動(dong),直(zhi)到(dao)啟(qi)動(dong)完(wan)成(cheng),運(yun)行(xing)中(zhong)係(xi)統(tong)正(zheng)常(chang)監(jian)視(shi)各(ge)個(ge)參(can)量(liang)以(yi)及(ji)各(ge)個(ge)保(bao)護(hu)信(xin)號(hao)。速(su)度(du)的(de)測(ce)定(ding)對(dui)於(yu)閉(bi)環(huan)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)來(lai)說(shuo),其(qi)控(kong)製(zhi)精(jing)度(du)與(yu)實(shi)際(ji)反(fan)饋(kui)值(zhi)的(de)精(jing)度(du)是(shi)密(mi)切(qie)相(xiang)關(guan)的(de),因(yin)此(ci),實(shi)際(ji)速(su)度(du)反(fan)饋(kui)值(zhi)的(de)精(jing)確(que)獲(huo)得(de)就(jiu)顯(xian)得(de)極(ji)為(wei)重(zhong)要(yao)。本(ben)文(wen)的(de)實(shi)際(ji)速(su)度(du)檢(jian)測(ce)由(you)SX-2型速度傳感器轉換的電脈衝經PLC的高速計數器計數,並利用定時中斷來實現。當定時中斷到時,進行速度的計算,並把它送到內存,進行PID的運算。
3.3PID控製原理
3. 3.1 PID控製器的算法
3.3.2控製過程
PID控製器對速度閉環控製的原理圖如圖3所示。設定式(1)的起車時間To =50 s,把它進行離散化,分成50段,使之在啟動時間的每一個時間段,給定速度都是固定的,通過PLC的PID控製器進行運算,為了PID指令以穩定的采樣周期工作,在定時中斷程序中使用PID,輸出值調節電液比例溢流閥,進而調節液粘軟啟動裝置中內外摩擦片之間的間隙,經過減速器減速,從而調節帶速,利用SX-2型帶速傳感器轉換成脈衝形式,通過高速計數器讀取脈衝數,利用內部的定時中斷帶速計算程序反饋給PLC,進行PID運算器輸出值,再將回路輸出值(0. 00一1.00之間的標準化的實數)zhuanhuanweikeyisonggeimoniliangshuchumokuaidezhengshu,zaiyicitiaojiebiliyiliufa,yibuyibudetiaojiedaisu,daodaxiayigeshijianduan,bajisuandedaodelilunsuduzaisongdaoPID回路表中的給定值地址,定時中斷時間到時,在執行PID程序,而每次的給定值的更新,都是通過定時間隔調用子程序來實現。
4、結語
采用西門子PLC S7-200實現了對帶式輸送機係統的各種數字量的邏輯控製,不僅定時采集模擬量輸入和帶速的精確測定,而且通過PID控製器實現了帶式輸送機的閉環控製,同時按啟動曲線實現軟啟動,使帶式輸送機實現電控要求,可靠工作。
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1、刮板輸送機
2、螺旋輸送機
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