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大功率变频器集中控制系统在带式输送机上的应用
发布时间：2013-10-16 11:20 来源：未知
焦煤公司赵固一矿东翼运输大巷安装有1部DTL120/120/2×355型带式输送机，运输距离l 950m，运输能力l 200 t/h，巷道平均上山倾角2。；西翼运输大巷安装DTL120/120/2×355型带式输送机l部，运输距离870 m，运输能力1 200 t/h，巷道平均上山倾角70；11011工作面轨道巷安装l m带式输送机2部。这些带式输送机采用能够自动调节带速且使启动电流变小的QJRl-250/1140BP型大功率变频器集中控制系统集中进行控制。
l、QJRl-250/1140BP控制系统基本配置
(1)采用S7 -300可编程控制器，并配备西门子CP343一l型工业以太网�？�。
(2)其他�；ぷ爸谩＂倥芷�、拉线传感器；②语音信号装置；③胶带纵撕�；ぷ爸茫虎苎涛肀；ご衅�；⑤堆煤保护传感器；⑥超温洒水、防尘洒水传感器；⑦打滑�；ご衅�；⑧电流检测装置；⑨煤位检测装置；⑩超声波物位传感器。
2、控制系统的主要功能
2.1启停控制
(l)逆煤流启动。末部运输设备在启动前，先发出启车预警信号，第1部带式输送机收到启动信号后在10 s内通过扩音电话打点预警启动；第1部带式输送机启动、第2部带式输送机收到信号后，同上预警启动；依次类推，末部运输设备最后启动。
(2)顺煤流停运。末部运输设备停运后，延时一定时间无煤后，相邻的前方运输设备停车。依次类推，直至第1部带式输送机停运。
(3)故障停运。当发生故障时，故障设备停止运行，故障后方设备立即停止运行，故障前方设备延时停运；故障排除后，按上述延时预警顺序自动启动。
2.2集中控制
(1)3部带式输送机集中控制。当3部带式输送机均无故障时，可采用集控方式操作。首先第1部胶带机主站接收到启动信号后，在10s内通过扩音电话启动打点预警；预警结束，发送给变频器给定启动频率和启动信号，通过煤流开关检测胶带机上是否有煤，若有煤，系统根据煤流负荷自动进行判断并以某一速度运行。无煤时则带式输送机低速节能运行。然后给第2部带式输送机启动信号，按第1部带式输送机启运方式运行。再按以上程序启动第3部带式输送机。3部带式输送机运行后解除后续刮板机启动闭锁，刮板机启运。总之，集中控制的原则是逆煤流启动，顺煤流停运。故障停机也应遵循这个原则。
(2)集中控制、单机控制。将第2部、第3部带式输送机操作台的工作方式切换至“集控方式”，主站控制方式切换至“集控单机”方式，通过现场总线专用通信网络“PROFIBUS”可以在主站独立地对每部带式输送机进行启、�？刂�，每部带式输送机的启动过程和集中控制相同。
2.3远方控制
能够在地面、井下通过第1部带式输送机机头的主站操作台对整个煤流系统实现集中及分机控制。故障状态下，各部带式输送机操作司机可通过本地操作台来单独完成控制。
2.4安全�；�
(1)自动控制系统彻底瘫痪时能通过手工就地启动运行；变频器故障时能自动切换到工频运行。
(2)电控系统可实现自动、半自动、手动控制和工频、变频切换，也具备远方、就地操作等多种功能。
(3)具有故障在线检测和预警、报警功能。
2.5�；て帘�
将带式输送机操作台的“工作方式”切换至“检修方式”时，系统除沿线急�？睾投衙罕；�、张紧保护外，其他�；て帘�，主设备正�？Ｔ诵�。
2.6闭锁
将带式输送机操作台的“工作方式”切换至“闭锁方式”时，其他工作方式都无法启动带式输送机。
此外，该系统还具有独立控制功能，即将带式输送机操作台的“工作方式”切换至“手动方式”时，每部带式输送机可独立控制自身启、停，以及根据煤流负荷自动调整胶带运行速度的功能。
3、系统优点
(I)与电气软启动相比较。①启动电流�。ㄈ砥舳钠舳缌饕话阄缁疃ǖ缌鞯�4倍左右）；②启动转矩大，不会出现堵转现象（软启动为交流调压调速，启动转矩小，若启动时负载较大，就会出现堵转现象）。
(2)与液力偶合器相比较。①调速方便，调速性能好。大多液力偶合器不能调速，即便是能调速，其调速性能也较差，调速非常不便，该系统解决了这一难题。②液力偶合器控制时还需要直接启动电机，大功率电机启动对电网冲击较大，而变频器启动电机时很平稳。
4、控制系统创新点
(1)在变频器直流侧通过V/F移相实现脉波整流，使装置的谐波抑制能力大大加强，使电网侧电压与电流之间几乎无相移，因此功率因数接近于1．节约大量的电能。
(2)有完善的�；すδ芎图觳庀低�，发生故障及时停车，并能自动诊断显示出故障类型和故障部位，非常便于故障排查。保护功能包括：①主电路、控制电路的欠电压、过电压保护；②输出电流的过电流保护；③电动机或逆变器的过载保护；④制动电阻的过热�；�；⑤超速�；�。
(3)具有无级调速功能。可方便地进行各种频率的设定和执行、运行方式的选择、制动方式设定等操作。
(4)有多种运行状态，在整流部分和逆变部分发生故障时，可直接采用工频运行，最大限度地缩短影响生产的时间。
(5)集成模块的运用及智能化控制，降低了故障率，减少了日常的维护工作量。
(6)采用PLC控制箱，具有组网和通信能力，能挂接99个分站。电缆最大通信距离为1.2 km，能实现多台电动机的分时启动、功率平衡和多点驱动等。具有手动、自动、集中控制和检修4种工作方式�？墒迪制舳ぞ�、停车、紧急停车、故障�；�。配备了智能识别功能的传感器，能及时报出故障。并且此控制系统可与矿井监测系统联网，为实现矿井自动化控制奠定了基础。
5、应用效果
该项目于2008年12月开始实施，2009年2月正式投入使用至今，运行稳定，安全可靠，在节能提效方面发挥了重要作用，创造了可观的经济效益和社会效益。所用3部带式输送机电机总功率l 460kW，电量节约10%左右，若按每天工作18 h计算，全年可节约电能约90万kWh，按0.57元/kWh计算，可节约电费约50万元；全年可减少影响生产时间36 h，按每小时生产600 t煤计算，可增加原煤产量21 600 t，产值约l 700万元；延长胶带使用寿命约7%，费用降低约16万元；综合考虑每班减少职工7人，约减少开支35万元。
6、结语
该控制系统在带式输送机上的应用，实现了根据煤量自动调节胶带速度的功能，起到了节能、延长胶带及输送机使用寿命的作用；同时在低速运行时能够产生150%额定转矩，提高了输送机重载下的启动性能，而且还减少了带式输送机启动时对电网的冲击；1人即可控制多部输送机，达到了减人增效的目的。
