摘 要:本文介绍了一种新型的矿山胶带传送系统。该系统应用在远距离胶带传送中,有效地减小了对电网的冲击和机械冲击。系统采用PLC控制,提高了运行自动化程度,减少了系统维护时间,文章中讨论了该系统的起动特性及系统构建,最后给出了PLC程序框图。
关键词:PLC 软起动 张力波 物料流
1 引 言
矿山行业,采矿区往往距离矿石加工或堆放地很远,通常利用胶带传输机将矿石从采矿区送往加工或堆放地。老式的胶带传输方式,采用继电控制,人工操作,操作人员劳动强度大,运行效率低,且易引起操作失误,造成设备损坏,甚至人员伤亡。另外,远距离传输机胶带负荷较大,传输机使用的电动机功率也因此较大CONTROL ENGINEERING China版权所有,特别是重载情况下起动过程对电网冲击很大,电压跌落严重,对机械设备和胶带的寿命也有很大损害。同时,由于胶带为弹性体,起停过程张力的变化将使胶带沿着纵向产生伸缩变化,并且沿着胶带传播,造成系统工作不稳定。
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2 运行工况
完整的传输系统由8条传送胶带组成,设计传输能力为每小时1000t,其中,1#、8#胶带为平胶带,长度在100m以内,负载较轻;2#和3#胶带长达1km以上,负载极重,2#胶带略有下放势能,3#胶带有大的下倾角度(30°),因此有较大的下放势能;4#和6#胶带略有下坡,5#、7#胶带为平胶带,长度在100~600m之间。根据各胶带运行工况,配备一台285kW电机拖动2#胶带,两台185kW电机拖动3#胶带,其余各胶带均由90kW电机拖动。
3 系统结构
根据系统运行工况,系统构成框图如图1所示。
物料流向如图中箭头所示,开车时应按照物料流向的反方向顺序起动各条胶带,停车应按照物料流向顺序停止各条胶带。按照错误的顺序操作,将造成压仓等严重事故,必须设置联锁:胶带运行过程中,有时会发生跑偏,纵撕,打滑等情况,必须予以保护,这些工作都由PLC来完成。另外,3#胶带较长,相应载料量也较大,而且有大的下倾角度,因此,必须有可靠的刹车装置,系统为此配备了一套KJZ型动力制动装置和一套电磁抱阐装置。还有,为保证在故障或停电情况下可靠停车,避免“飞车”等严重事故,系统配备了后备电池,提供后备制动电流,PLC控制电路配备了UPS作为后备控制电源。
4 各部分主要功能
如图1所示,整个系统中,3#胶带机和2#胶带机工况最为恶劣,控制部分也最为复杂,其余各胶带机控制部分与之相似,工况相对要好控制工程网版权所有,因此,下面以3#胶带机控制部分为例详述系统各部分控制功能。
4.1 起动控制部分
因胶带机为柔性系统,具有明显的动力学特征和动态响应过程,起动及停车过程将产生胶带张力的变化www.cechina.cn,并沿着胶带传播,形成张力波,且3#胶带长度较大,负载较重,总体呈大惯性负载,因此,不可控的起动和停车过程,将产生很大的加速度及冲击,直至造成机械设备损坏和胶带机寿命降低。而本系统使用的软起动装置可提供可控的起动加速过程。此装置使用单片机作为控制内核,程序中预置“S”型起动曲线,通过光编码器测速,电流互感器测电流,送入单片机,通过PID调节程序进行调节,实现电流、速度双闭环控制。控制胶带机按照“S”型曲线起动。如图2所示,胶带机起动过程实际上是一变加速过程,在胶带机起动时刻和起动完成时刻CONTROL ENGINEERING China版权所有,胶带机的加速度都为0,而中间段,胶带机以预先设置的加速度不断加速,加速度可控制在0.08m/s2以下,因此,可有效地抑制张力波及其有害传递。
4.2 动力制动部分
由于3#胶带负载极重CONTROL ENGINEERING China版权所有,而且有大的