CST軟啟動(dòng)控制技術(shù)目前已在金烽分公司所屬煤礦工作面巷道帶式輸送機(jī)上得到廣泛地應(yīng)用，輸送機(jī)系統(tǒng)主要包括CST主機(jī)、CST液壓控制、張緊裝置( HDW)、伸縮儲(chǔ)帶裝置、卷帶裝置、輸送帶保護(hù)系統(tǒng)、供電系統(tǒng)和輸送帶控制系統(tǒng)。圖1為CST系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
可控起動(dòng)傳輸裝置是一種大慣性負(fù)載平滑起動(dòng)的多級(jí)減速齒輪裝置，它通過(guò)控制濕式摩擦片離合器裝置將電動(dòng)機(jī)的扭矩通過(guò)齒輪減速器作用于輸送帶的驅(qū)動(dòng)滾筒上，離合器是CST的核心部分。主要包括控制系統(tǒng)、減速器和冷卻系統(tǒng)。
CST減速器由三部分組成：輸入軸齒輪組、輸出軸行星齒輪組和離合器部分。輸入軸的斜齒輪將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到太陽(yáng)輪上，通過(guò)太陽(yáng)輪和行星輪之間的嚙合將運(yùn)動(dòng)傳遞到與行星輪一體的輸出軸上驅(qū)動(dòng)輸出軸。
圖2是該離合器的結(jié)構(gòu)示意圖，其中：動(dòng)摩擦片通過(guò)鍵槽固定在齒圈上，并隨齒圈同步旋轉(zhuǎn)。靜摩擦片通過(guò)鍵槽固定在輸出軸上。動(dòng)、靜摩擦片之間．相互交叉布置。調(diào)整環(huán)形活塞上的液壓力，可控制摩擦片之間的間隙改變摩擦片之間的壓力。環(huán)形活塞上未施加控制壓力時(shí)，齒圈處于自由運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，CST不傳遞運(yùn)動(dòng)。在帶式輸送機(jī)起動(dòng)初期輸出軸由于負(fù)載力矩作用而處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)增大液壓時(shí)，環(huán)形活塞逐漸壓緊離合器，當(dāng)施加的控制壓力能提供足夠的起動(dòng)力矩時(shí)，帶式輸送機(jī)就起動(dòng)了。
通過(guò)調(diào)節(jié)活塞上的液壓力，可精確控制輸入軸電動(dòng)機(jī)傳送到CST輸出軸的力矩。齒圈與輸出軸的速度呈線性反比例關(guān)系，當(dāng)齒圈靜止時(shí)，輸出軸將達(dá)到滿速運(yùn)行。這種啟動(dòng)方式與其它啟動(dòng)方式相比，優(yōu)點(diǎn)在于輸出速度很低時(shí)輸出扭矩可以達(dá)到最大值，并且具有很好的可控性。
此外，CST附件還包括給各傳動(dòng)軸軸承提供強(qiáng)制潤(rùn)滑的潤(rùn)滑系統(tǒng)，以及給濕式離合器冷卻降溫的循環(huán)冷卻系統(tǒng)。
2、 CST電氣控制系統(tǒng)
昌漢溝煤礦帶式輸送機(jī)控制系統(tǒng)的平臺(tái)采用美國(guó)羅克韋爾自動(dòng)化公司SLC系列處理器。主要包括SLC-7槽機(jī)架、PaneIView顯示屏�？刂破骷稍诮M合開(kāi)關(guān)內(nèi)。配套設(shè)備有：KJZ-11型組合開(kāi)關(guān)、天津華寧生產(chǎn)的保護(hù)系統(tǒng)。KJZ-11組合開(kāi)關(guān)為整個(gè)系統(tǒng)提供電源，主電動(dòng)機(jī)和冷卻系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的起停由SLC輸出模塊控制，輸出信號(hào)在組合開(kāi)關(guān)內(nèi)經(jīng)本安隔離輸出。天津華寧保護(hù)系統(tǒng)可對(duì)整條輸送帶提供保護(hù)，與SLC的連接方式是硬接線，主要信號(hào)有預(yù)警信號(hào)、健康信號(hào)，以及啟、停車(chē)信號(hào)和急停信號(hào)。
SLC．7槽機(jī)架放置于PLC隔爆箱內(nèi)，以滿足礦井對(duì)控制設(shè)備安全性的要求。內(nèi)部安裝有SLC機(jī)架、電源、控制網(wǎng)掃描模塊、頻率模塊、8點(diǎn)模擬量輸入模塊、8點(diǎn)模擬量輸出模塊、16點(diǎn)的數(shù)字量輸入模塊、8點(diǎn)的繼電器輸出模塊和安全柵等電子設(shè)備和元件。在防爆箱正面開(kāi)設(shè)玻璃窗，安裝有Panel-View，便于操作員查看輸送帶運(yùn)行參數(shù)、執(zhí)行故障報(bào)警和對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行修改。
富通新能源可以根據(jù)用戶的需求訂做各種類型的皮帶輸送機(jī)。
3、張緊絞車(chē)
HDW變頻絞車(chē)和PLC控制器用于控制儲(chǔ)帶倉(cāng)中輸送帶的張力，利用濕式盤(pán)形離合器通過(guò)保持、卷入或放出鋼絲繩來(lái)控制輸送帶的張力。通過(guò)張力傳感器，PLC可讀到輸送帶張力。當(dāng)完成啟動(dòng)順序后，可將絞車(chē)張力降到一個(gè)合適的張力處，然后保持設(shè)置的張力值。
4、CST控制系統(tǒng)分析
冷卻系統(tǒng)控制、離合器壓力控制是帶式輸送機(jī)正常運(yùn)行的兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
(1)冷卻系統(tǒng)的控制
每l臺(tái)CST冷卻系統(tǒng)都包括冷卻油泵、冷卻風(fēng)扇、油溫傳感器和油位開(kāi)關(guān)等設(shè)備和元件。只要CST運(yùn)行，冷卻泵必須運(yùn)行。在PLC發(fā)出冷卻運(yùn)行的指令l 8之內(nèi)泵電機(jī)的接觸器必須返回，否則PLC會(huì)發(fā)出冷卻泵接觸器故障的報(bào)警。冷卻系統(tǒng)主要由流量傳感器和溫度傳感器來(lái)監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行情況。
冷卻風(fēng)扇會(huì)在輸送機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中或油溫≥55℃時(shí)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，等到溫度降到≤45℃時(shí)，冷卻風(fēng)扇自動(dòng)停止工作。在PLC發(fā)出冷卻運(yùn)行的指令I(lǐng)s之內(nèi)冷卻風(fēng)扇電機(jī)的接觸器必須有返回，否則PLC會(huì)發(fā)出冷卻風(fēng)扇接觸器故障的報(bào)警。
(2)離合器壓力控制
CST的液壓離合系統(tǒng)主要的元件有離合壓力傳感器和離合壓力比例控制閥。離合壓力的改變可以改變CST的輸出扭矩，離合壓力的控制是通過(guò)改變比例閥的輸出。如果離合壓力在低、高限的范圍之外1 8，PLC會(huì)發(fā)出壓力傳感器故障的報(bào)警。
CST從啟動(dòng)到達(dá)到滿速，也就是輸送機(jī)從啟動(dòng)狀態(tài)達(dá)到正常運(yùn)行狀態(tài)，需經(jīng)5種狀態(tài)：?jiǎn)?dòng)、預(yù)壓、嚙合、加速和滿速狀態(tài)。運(yùn)行控制涉及幾個(gè)PID算法，主要有輸送速度PID、離合壓力PID和功率PID。PID在程序中實(shí)行閉環(huán)控制，控制精度達(dá)±2%，每個(gè)PID可以運(yùn)行在自動(dòng)或手動(dòng)方式下。在手動(dòng)方式下，PID運(yùn)行在開(kāi)環(huán)狀態(tài)；在自動(dòng)方式下，PID運(yùn)行在閉環(huán)狀態(tài)。速度PID的輸出是CST離合壓力PID的設(shè)定值，主電動(dòng)機(jī)功率值是從驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率PID的設(shè)定值，從驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)自動(dòng)調(diào)整功率到與主電動(dòng)機(jī)功率（±20%）相近，實(shí)現(xiàn)功率平衡。
速度傳感器檢測(cè)到的速度信號(hào)為速度PID提供了返回量。同時(shí)功率變送器和輸送帶張力變送器的信號(hào)必須在4～20 mA之間，否則PLC會(huì)發(fā)出功率變送器故障和張力變送器故障的報(bào)警。
圖3為運(yùn)行控制邏輯示意圖。
CST軟啟動(dòng)技術(shù)在金烽煤炭分公司下屬煤礦工作面巷道帶式輸送機(jī)上已得到廣泛采用，無(wú)論從控制的可靠性，還是啟、停車(chē)的靈活性，以及運(yùn)行的可靠性和故障自診斷的準(zhǔn)確性方面，已為礦井實(shí)現(xiàn)“高產(chǎn)、高效”打下了良好的基礎(chǔ)。
