王莊煤礦現(xiàn)使用寬度為1200 mm的鋼絲繩芯帶式輸送機(jī)，鋪設(shè)長(zhǎng)度為1980m，但井下僅有部分輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)了軟起動(dòng)和軟停車(chē)。隨著運(yùn)輸線(xiàn)的不斷延伸，無(wú)法及時(shí)掌握輸送機(jī)運(yùn)輸線(xiàn)上的煤量變化情況，還經(jīng)常出現(xiàn)輸送機(jī)無(wú)煤空轉(zhuǎn)，造成設(shè)備磨損與電力浪費(fèi)，為此提出一種自適應(yīng)控制方法。
2、自適應(yīng)控制系統(tǒng)
(1)系統(tǒng)硬件組成
自適應(yīng)控制系統(tǒng)主要由變頻器、控制裝置、負(fù)載電流檢測(cè)和執(zhí)行電機(jī)等組成。其中控制裝置由可編程序控制器PLC、A/D及D/A轉(zhuǎn)換器等組成；變頻器由隔爆殼主腔，隔爆接線(xiàn)腔、本安控制腔、變頻凋速控制系統(tǒng)、程序參數(shù)控制器等組成。負(fù)載電流信號(hào)來(lái)源于各驅(qū)動(dòng)帶式輸送機(jī)變頻器的電流反饋信號(hào)。圖1為帶式輸送機(jī)自適應(yīng)控制系統(tǒng)硬件框圖。
由圖l可知，該自適應(yīng)控制系統(tǒng)主要是由PLC通過(guò)A/D模塊，集中采集本級(jí)和前級(jí)帶式輸送機(jī)4臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的負(fù)載電流信號(hào)，經(jīng)控制軟件處理計(jì)算，動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)出帶式輸送機(jī)的負(fù)荷大小，然后根據(jù)負(fù)荷的大小由D/A模塊輸出控制頻率信號(hào)，控制變頻器以相應(yīng)的頻率驅(qū)動(dòng)帶式輸送運(yùn)輸機(jī)，完成輸送系統(tǒng)的自動(dòng)變頻調(diào)速控制，使帶式輸送機(jī)總是以最佳速度運(yùn)行。該控制系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)如下：
輸送帶的帶速范圍：0.5 m/s～3.5 m/s
負(fù)載變化范圍：0一106 kg/m
負(fù)載變化反應(yīng)時(shí)間常數(shù)：10 s～1 min
負(fù)載預(yù)測(cè)精度：10%
電動(dòng)機(jī)輸入電壓：660/1140 V
輸出機(jī)械功率：2 x380 kW
調(diào)速分辨率：1/256
(2)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
控制系統(tǒng)軟件由可編程控制器梯形圖程序?qū)崿F(xiàn)，程序主要包括顯示刷新、負(fù)載信號(hào)采集、控制運(yùn)算及控制輸出等部分。圖2為PLC的自適應(yīng)變頻調(diào)速控制軟件流程圖。
控制裝置部分具有自診斷A/D及D/A轉(zhuǎn)換模塊工作狀態(tài)的功能，當(dāng)A/D及D/A轉(zhuǎn)換器出現(xiàn)故障時(shí)，控制器控制顯示儀表進(jìn)行故障顯示。ZJT系列變頻器運(yùn)行有就地手動(dòng)和遠(yuǎn)程控制兩種方式，兩種方式的切換由內(nèi)部參數(shù)設(shè)置決定。變頻器具有故障自診斷功能，能實(shí)時(shí)將故障信號(hào)傳輸給控制裝置。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，變頻器將故障信號(hào)傳輸給控制器，控制器則輸出故障報(bào)警信號(hào)，以及停車(chē)信號(hào)。
3、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)情況
本控制系統(tǒng)在王莊煤礦740/1#，740/2#帶式輸送機(jī)投入運(yùn)行前進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)性試驗(yàn)，試驗(yàn)的主要內(nèi)容包括電動(dòng)機(jī)的定子電流與負(fù)載的關(guān)系；電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與控制頻率的關(guān)系；控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行通過(guò)試驗(yàn)研究，該控制系統(tǒng)能夠明顯改善帶式輸送輸送機(jī)系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)。例如當(dāng)負(fù)載變大時(shí)，帶式輸送機(jī)很快加速運(yùn)行，達(dá)到期望的速度后穩(wěn)定運(yùn)行；當(dāng)負(fù)載變小時(shí)，帶式輸送機(jī)很快減速，達(dá)到期忘的速度后穩(wěn)定運(yùn)行；空載時(shí)帶式輸送機(jī)以最低轉(zhuǎn)速運(yùn)行。試驗(yàn)表明，此系統(tǒng)明顯減少了帶式輸送機(jī)的空載損耗，節(jié)省了電能。
4、結(jié)語(yǔ)
帶式輸送機(jī)自適應(yīng)控制系統(tǒng)通過(guò)在王莊煤礦得到了較好的應(yīng)用，它根據(jù)動(dòng)態(tài)負(fù)荷預(yù)測(cè)，可實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)根據(jù)負(fù)載的大小進(jìn)行實(shí)時(shí)變頻調(diào)速，使其以最佳負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行；控制系統(tǒng)主要根據(jù)負(fù)載的大小利用PLC控制變頻器，實(shí)現(xiàn)了帶式輸送機(jī)自動(dòng)調(diào)速智能控制，并以最佳速度運(yùn)行，提高了礦井自動(dòng)化水平。
