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PLC及变频技术在带式输送机中的应用浅析

发布时间:2022-10-08 05:45:28 来源:雷火体育官网入口 作者:雷火体育官网注册

  摘要:在煤炭生产环节,带式输送机是重要的设备之一,具有耗能大、空载运行长的特点,通过技术改造实现节能目标,成为相关企业的关注重点。本文首先分析了带式输送机的结构组成,然后介绍了PLC及变频技术的应用,最后阐述了改造方案和效果,以供参考。

  带式输送机采用双滚筒三机拖动方式,控制系统结构主要包括耦合器、减速器、滚筒、输送带组、电机。工作时,高压异步电动机利用液力耦合器、减速器,对滚筒进行驱动,依靠滚筒和输送带之间的摩擦力促使输送带运转。其中,液力耦合器的应用,虽然可以实现软启动,但是启动时间短、加载力大,容易造成输送带老化、损坏;启动电流较大,会造成电网电压波动、电机发热,缩短了电机的使用寿命。根据带式输送机的结构特点,技术改造时应该注意以下事项:

  一是降低启动电流,减小电流对设备和电网造成的冲击,从而减少维修量,延长设备使用寿命。

  二是采用低频启动,降低电网容量,既保证多台电机同时启动,又能够有效控制启动电流。

  六是可以手动、自动设定频率,并在变频器内设置交流电抗器,以提高功率因数。

  1.PLC。所谓的PLC也被称为可编程控制器,是工业环境下电子数字运算操作系统,主要是应用可编程存储器实现对系统各个指令的执行,包括顺序控制、计数、逻辑运算等,也可应用数字输入与输出实现对机械生产过程的控制。此外,PLC模块化结构自身所具备的特点包括组合灵活、抗干扰性强,且编程比较简单,在矿山设备中得到广泛应用。

  期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆将PLC与变频技术相互整合,可以实现煤矿输送机的改造,不仅起到节能的作用,并且也能够提升机械的利用率。另外基于PLC技术和变频技术下,带式输送机的系统更加安全稳定,而且实现了完全自动化。

  3.PLC及变频技术的优势。(1)软启软停。在变频器作用下,带式输送机的启动速度、停止速度可以随时调节,实现平稳过渡。隔爆变频器的应用,可能有效解决停车时的飞车问题。(2)功率平衡。基于多电机驱动下,要想保证输送机运行稳定,就要求各个电机的输出功率平衡。变频器的应用,可以对多台驱动器同步控制,以主模式、从模式运行。(3)自动调速。煤矿运输过程不均匀,因此输送机可能出现空载运行,就会造成电能浪费。变频器的应用,能在输送机尾、落煤点附近安装料流传感器,能检测来煤状态,根据煤量多少降速或升速,实现节能效果。

  根据相关实践得知,带式输送机在应用过程中,其输送带容易发生跑偏的现象,之所以产生这种现象的原因包括三点:第一是输送机本身制造有问题;第二是安装精度太差,其受力不均匀;第三是在运输过程中,其物品主要集中在输送带的一侧,导致两侧受力不等。

  为改善这一缺陷,将PLC与变频技术相互结合,对其实施调整,实施双滚筒纠偏。其中,本文在西门子PLC与双滚筒纠偏装置设计输送带上进行自动控制,在输送带发生跑偏现象的时候,感应器会发生感应,并检测到跑偏的信号,在输入系统之后,经过运算依据跑偏的方向启动电动阀门,这样可以形成纠偏力,如此促使输送带向着跑偏的方向移动。另外,将三级带式输送机作为主要控制对象,其控制系统输入信号包括电机的运行、准备、停止、故障、跑偏信号等,输出信号则包括电机启动、停止、调速、纠偏信号等,严格按照预留20%以上的点数余量原则,选择通讯实现模拟的输入与输出。

  1.改造方案。选择西门子S7-300控制系统,利用缆线以主从方式连接,并在中心控制室设置监控机,利用PLC系统控制变频器的启动、停止。电动机和变频器连接,PLC系统接收检测信号并进行自动控制,实现多台电机的同步控制、等速启动。另外,运行期间一旦发生短路、断路、过载、过流等情况,PLC能进行实时监测和保护。

  2.改造效果。(1)电动机启动时的最大转矩提高至200%Tn,不论负载大小的改变,均可以实现平稳启动。(2)过载能力提高至1.5倍,过压跳闸、欠压跳闸分别为1.3Vmax、0.6Vn。(3)基于变频器的软启功能,电机的软启动、输送机的软启动有机结合,电机慢速启动带动输送机缓慢启动,减小了张力波,不会损害输送带。(4)通过调整变频器的速度,可根据煤量多少调节传输速度,改造后节电15%-30%,功率因数提高至0.98。

  [2]陈薇 孙汪萍 变频技术在带式输送机监控系统的应用[J].装备制造技术,2015,(6):179-180,203。

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