1.1控制功能
系統(tǒng)設(shè)有調(diào)試／手動(dòng)／自動(dòng)／集控4種控制方式；與給煤機(jī)、上倉(cāng)帶式輸送機(jī)具有聯(lián)鎖控制；各主電機(jī)之間的功率平衡調(diào)節(jié)；根據(jù)停車性質(zhì)也可實(shí)現(xiàn)軟停車控制；主要運(yùn)行參數(shù)與故障類別指示。
1.2機(jī)電液一體化
與機(jī)械系統(tǒng)、啟動(dòng)裝置以及液壓控制系統(tǒng)構(gòu)成機(jī)電液一體化；帶式輸送機(jī)可控起動(dòng)系統(tǒng)使帶式輸送機(jī)在任何工況下均能平穩(wěn)的起動(dòng)開(kāi)車。
1.3保護(hù)功能
與帶式輸送機(jī)綜合保護(hù)裝置相配合、完成常規(guī)保護(hù)（如跑偏、溫度、煙霧、速度、煤位、堆煤、斷帶保護(hù)等）；液壓裝置和拉緊裝置油壓欠壓保護(hù)。
2、帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng)組成及其原理
帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng)組成如圖1所示。
元器件構(gòu)成的電控系統(tǒng)，包括PLC，各種開(kāi)關(guān)、按鈕數(shù)字量控制元器件，兩個(gè)主電機(jī)，可控盤式制動(dòng)器，液粘軟啟動(dòng)裝置，電磁比例閥，液壓自動(dòng)拉緊裝置等。PLC采用西門子的S7 -200系列的CPU226，其具備內(nèi)置高速計(jì)數(shù)器和PID調(diào)節(jié)運(yùn)算指令，同時(shí)采用EM231模擬量輸入擴(kuò)展模塊和EM232模擬量輸出擴(kuò)展模塊，能夠適合帶式輸送機(jī)按照閉環(huán)控制實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)要求。
為了方便地將油壓信號(hào)傳輸給PLC以及通過(guò)PLC控制油壓進(jìn)而調(diào)節(jié)速度，選擇了EM231模擬量輸入模塊，用到其中的兩路模擬量輸入通道，EM232模擬量輸出擴(kuò)展模塊，用到其兩路模擬量輸出通道。輸入信號(hào)接人端口能夠自動(dòng)完成A/D的轉(zhuǎn)換，標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)能夠轉(zhuǎn)換成一個(gè)字長(zhǎng)( 16 bit)的數(shù)字信號(hào)；輸出信號(hào)接出端口時(shí)能夠自動(dòng)完成D/A的準(zhǔn)換，一個(gè)字長(zhǎng)(16 bit)的數(shù)字信號(hào)能夠轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)。帶速信號(hào)通過(guò)SX-2型帶速傳感器將帶速信號(hào)轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)，接到PLC的端子上的1 0.0，用高速計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)從而計(jì)算帶速。本系統(tǒng)中，油壓模擬量輸入信號(hào)是0～2 MPa，對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)0~5 V，模擬量輸出信號(hào)是0—10 V的電壓信號(hào)。
對(duì)于系統(tǒng)的啟停信號(hào)，以及各種保護(hù)和返回信號(hào)等開(kāi)關(guān)量信號(hào)的邏輯控制，按照系統(tǒng)的流程圖．利用順序控制設(shè)計(jì)法，用順序控制梯形圖在PLC中就很容易的實(shí)現(xiàn)。對(duì)于油壓模擬量的采集，采用定時(shí)中斷來(lái)不斷地讀取模擬量，并進(jìn)行數(shù)字處理。例如采用每隔2s進(jìn)行模擬量的采集和運(yùn)算，而PLC的定時(shí)中斷間隔只能在在0~255 ms變化，可令SMB34定時(shí)中斷為200 ms，然后在中斷程序中設(shè)立一個(gè)標(biāo)志，每到200 ms時(shí)，標(biāo)志位加1，使之等于10的時(shí)候才進(jìn)行模擬量的讀取和處理，并把標(biāo)志位清零，進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。
3、軟啟動(dòng)過(guò)程在閉環(huán)控制上的實(shí)現(xiàn)
3.1啟動(dòng)要求
對(duì)于長(zhǎng)距離、大功率帶式輸送機(jī)，動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是建立輸送帶在非穩(wěn)定工況下的動(dòng)應(yīng)力變化規(guī)律，人為地控制輸送機(jī)的速度或加（減）速度來(lái)達(dá)到減小動(dòng)應(yīng)力的目的。為了降低輸送帶在起動(dòng)過(guò)程中的動(dòng)應(yīng)力，驅(qū)動(dòng)滾筒起動(dòng)過(guò)程中的速度變化應(yīng)滿足
在起動(dòng)過(guò)程中以帶速為控制目標(biāo)，通過(guò)采集速度信號(hào)反饋到PLC，輸出信號(hào)控制電液比例閥，進(jìn)而調(diào)節(jié)液粘軟啟動(dòng)裝置中摩擦片之間油膜的厚度來(lái)實(shí)現(xiàn)帶速的變化規(guī)律。
3.2啟動(dòng)流程和原理
系統(tǒng)在自動(dòng)方式下的啟動(dòng)流程圖如圖2所示。在啟動(dòng)之前，要有啟車預(yù)告，然后各種常規(guī)保護(hù)信號(hào)正常情況下，開(kāi)動(dòng)潤(rùn)滑泵，當(dāng)過(guò)一段時(shí)間，松開(kāi)機(jī)械閘，啟動(dòng)主電機(jī)，各個(gè)主電機(jī)要分時(shí)啟動(dòng)，避免造成對(duì)電網(wǎng)的沖擊；然后開(kāi)啟控制泵，在按照PLC的PID程序閉環(huán)控制，輸出值控制電液比例閥，控制液粘軟啟動(dòng)裝置中摩擦片之間的油膜厚度，進(jìn)而調(diào)節(jié)輸送帶速度，按照啟動(dòng)速度公式啟動(dòng)，直到啟動(dòng)完成，運(yùn)行中系統(tǒng)正常監(jiān)視各個(gè)參量以及各個(gè)保護(hù)信號(hào)。速度的測(cè)定對(duì)于閉環(huán)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其控制精度與實(shí)際反饋值的精度是密切相關(guān)的，因此，實(shí)際速度反饋值的精確獲得就顯得極為重要。本文的實(shí)際速度檢測(cè)由SX-2型速度傳感器轉(zhuǎn)換的電脈沖經(jīng)PLC的高速計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，并利用定時(shí)中斷來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)定時(shí)中斷到時(shí)，進(jìn)行速度的計(jì)算，并把它送到內(nèi)存，進(jìn)行PID的運(yùn)算。
3.3PID控制原理
3. 3.1 PID控制器的算法
3.3.2控制過(guò)程
PID控制器對(duì)速度閉環(huán)控制的原理圖如圖3所示。設(shè)定式(1)的起車時(shí)間To =50 s，把它進(jìn)行離散化，分成50段，使之在啟動(dòng)時(shí)間的每一個(gè)時(shí)間段，給定速度都是固定的，通過(guò)PLC的PID控制器進(jìn)行運(yùn)算，為了PID指令以穩(wěn)定的采樣周期工作，在定時(shí)中斷程序中使用PID，輸出值調(diào)節(jié)電液比例溢流閥，進(jìn)而調(diào)節(jié)液粘軟啟動(dòng)裝置中內(nèi)外摩擦片之間的間隙，經(jīng)過(guò)減速器減速，從而調(diào)節(jié)帶速，利用SX-2型帶速傳感器轉(zhuǎn)換成脈沖形式，通過(guò)高速計(jì)數(shù)器讀取脈沖數(shù)，利用內(nèi)部的定時(shí)中斷帶速計(jì)算程序反饋給PLC，進(jìn)行PID運(yùn)算器輸出值，再將回路輸出值（0. 00一1.00之間的標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)數(shù)）轉(zhuǎn)換為可以送給模擬量輸出模塊的整數(shù)，再一次調(diào)節(jié)比例溢流閥，一步一步的調(diào)節(jié)帶速，到達(dá)下一個(gè)時(shí)間段，把計(jì)算得到的理論速度再送到PID回路表中的給定值地址，定時(shí)中斷時(shí)間到時(shí)，在執(zhí)行PID程序，而每次的給定值的更新，都是通過(guò)定時(shí)間隔調(diào)用子程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。
4、結(jié)語(yǔ)
采用西門子PLC S7-200實(shí)現(xiàn)了對(duì)帶式輸送機(jī)系統(tǒng)的各種數(shù)字量的邏輯控制，不僅定時(shí)采集模擬量輸入和帶速的精確測(cè)定，而且通過(guò)PID控制器實(shí)現(xiàn)了帶式輸送機(jī)的閉環(huán)控制，同時(shí)按啟動(dòng)曲線實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，使帶式輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)電控要求，可靠工作。
相關(guān)輸送機(jī)產(chǎn)品：
1、刮板輸送機(jī)
2、螺旋輸送機(jī)
3、皮帶輸送機(jī)
