天山礦業(yè)公司地處新疆南部．原設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力180萬t/a。主斜井膠帶運(yùn)輸巷傾角150，長970 m。根據(jù)市場需求．主井帶式輸送機(jī)提升能力相應(yīng)提高到400萬t/a。原來的2臺6kV、315 kW電機(jī)拖動、晶閘管軟啟動控制裝置的電氣系統(tǒng)遠(yuǎn)不能適應(yīng)生產(chǎn)系統(tǒng)的要求。故對主井
帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)改造．改造后帶式輸送機(jī)主電機(jī)功率1250kW．選用NT型帶式輸送機(jī)全數(shù)字電控系統(tǒng)，系統(tǒng)投入運(yùn)行后取得了較好的效果。
1、NT型帶式輸送機(jī)全數(shù)字電控系統(tǒng)原理
1.1 系統(tǒng)的構(gòu)成
系統(tǒng)主要由高壓配電系統(tǒng)，低壓電源柜，提升數(shù)控柜，風(fēng)機(jī)變頻柜，以及全數(shù)字變流驅(qū)動系統(tǒng)，全數(shù)字直流操作臺，安全控制回路，主回路組成。
操作部分采用兩臺西門子公司的S7 - 300系列可編程序控制器，實(shí)現(xiàn)對帶式輸送機(jī)運(yùn)行的工藝控制和安全保護(hù)功能．顯示帶式輸送機(jī)的各種運(yùn)行指令、速度信號和故障報(bào)警。
傳動部分采用西門子公司生產(chǎn)的6RA70系列全數(shù)字調(diào)速裝置。兩臺裝置實(shí)現(xiàn)電樞串聯(lián)12脈動驅(qū)動1臺直流電機(jī)電樞，共使用4臺裝置驅(qū)動兩臺主電機(jī)電樞：兩臺裝置提供磁場電源，一用一備，可以方便地切換。系統(tǒng)調(diào)節(jié)性能好，保護(hù)可靠，故障率低。在單臺電樞裝置出現(xiàn)故障時(shí)，可以方便地切換到單橋6脈動運(yùn)行．
網(wǎng)絡(luò)化操作臺、主控PLC及6RA70全數(shù)字調(diào)速裝置采用了通訊技術(shù)．減少了大量外部接線，減少了故障發(fā)生點(diǎn)，減輕了維護(hù)強(qiáng)度，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性，降低了工程安裝費(fèi)用。
風(fēng)機(jī)控制柜內(nèi)有兩臺VACON變頻器，控制主電機(jī)的冷卻風(fēng)機(jī)。兩臺變頻器一用一備，可以方便地切換。
1.2 S7-300可編程控制器PLC工作原理
S7-300系列是模塊化的PLC系統(tǒng)．有著大范圍的各種功能模塊．可以很好地滿足和適應(yīng)自動控制任務(wù)。它具有簡單實(shí)用的分散式結(jié)構(gòu)和多界面的網(wǎng)絡(luò)能力，應(yīng)用十分靈活。
1.2.1 系統(tǒng)構(gòu)成
(1) PS電源模板將外部電網(wǎng)電壓變換為可編程序控制器所需的DC24 V工作電壓。
(2) CPU模板為可編程序控制器的中央處理單元．通過其本身具備的接口，既可實(shí)現(xiàn)多CPU之間的網(wǎng)絡(luò)連接．亦可實(shí)現(xiàn)與上位工控機(jī)的通訊等功能。
(3)高速計(jì)數(shù)模板對軸編碼器的輸出脈沖值計(jì)數(shù)，實(shí)現(xiàn)對提升位置的監(jiān)測和控制。
(4)數(shù)字量輸入模板將外部開關(guān)量的動作信號轉(zhuǎn)化為CPU能夠處理的電平信號，對各開關(guān)量信號狀態(tài)進(jìn)行檢測，為程序的執(zhí)行提供依據(jù)。
(5)數(shù)字量輸出模板將CPU輸出的電平信號變換為控制對象所需的工作電平，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作。
(6)模擬量輸入模板將來自過程的模擬量信號轉(zhuǎn)換為PLC可以處理的數(shù)字量信號．供CPU在執(zhí)行程序時(shí)調(diào)用。模擬量信號可以是電壓信號、電流信號，也可以是測溫元件PT100信號。
(7)模擬量輸出模板將CPU處理過的數(shù)字量信號變換為過程所需的電壓、電流等模擬量信號。
1.2.2系統(tǒng)工作原理
外圍輸入信號（如操作臺的按鈕輸入等）直接送入PLC的輸入模塊或通過繼電器轉(zhuǎn)換后送入PLC的輸入模塊，或通過通訊方式與PLC實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換．PI。C的中央處理器在接收到這些信號后．會根據(jù)系統(tǒng)的情況及操作指令給出開關(guān)信號的繼電器輸出或模擬量信號的輸出，或通過通訊的方式輸出信號。這些不同的輸出信號再分別控制不同的設(shè)備，．如液壓站、變流系統(tǒng)等。
1.2.3系統(tǒng)功能
(1)根據(jù)生產(chǎn)需要由轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇給定速度的大小。
(2)根據(jù)開車信號和機(jī)械閘的狀態(tài)確定電氣傳動系統(tǒng)中的各調(diào)節(jié)器和觸發(fā)電路是否解鎖。
(3)根據(jù)電控系統(tǒng)中各量的大小和極性進(jìn)行邏輯判斷，以確定是否有故障以及故障的性質(zhì)，將故障信號分類送到安全回路。
(4)將運(yùn)行狀態(tài)和故障信號顯示出來。
1.3安全保護(hù)
系統(tǒng)保護(hù)功能齊全，主要有全速超速保護(hù)、高壓故障聯(lián)鎖、低壓電源異常、快開聯(lián)鎖、操作急停、錯(cuò)向保護(hù)、測速機(jī)監(jiān)視等。
1.4變流驅(qū)動系統(tǒng)
變流系統(tǒng)為全數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)．采用西門子公司6RA70全數(shù)字直流調(diào)速裝置完成閉環(huán)調(diào)節(jié)功能．勵(lì)磁回路為磁場換向控制．電樞部分采取串聯(lián)12脈動系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)的主要功能有：速度給定控制，加、減速度給定值設(shè)定，起動防沖擊控制“S”形曲線．以及速度閉環(huán)控制和電流閉環(huán)控制等。
全數(shù)字直流電控裝置硬件簡單．結(jié)構(gòu)緊湊．邏輯關(guān)系明確，與模擬量直流調(diào)速系統(tǒng)相比．具有性能可靠、調(diào)試周期短等優(yōu)點(diǎn)，并能使系統(tǒng)獲得最佳的動靜態(tài)特性。配置有切換柜，可以方便地實(shí)現(xiàn)6脈動和12脈動切換。
1.5控制系統(tǒng)
1.5.1安全回路
在帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng)中設(shè)有必要的聯(lián)鎖和保護(hù)環(huán)節(jié)。當(dāng)這些環(huán)節(jié)的正常工作狀態(tài)遭到破壞時(shí)．安全回路中的相應(yīng)閉鎖觸點(diǎn)斷開．使制動器在液壓站中的安全電磁閥斷電，實(shí)現(xiàn)二級制動或一級制動。安全回路閉合是帶式輸送機(jī)運(yùn)行的必備條件，只有當(dāng)安全回路中所有觸點(diǎn)都正常閉合后，方允許開車。
本系統(tǒng)中安全回路采用冗余結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)．一條是硬件安全回路，另一條是S7-300 PLC軟件安全回路。任何一處安全回路檢測到故障，帶式輸送機(jī)均實(shí)現(xiàn)安全制動。發(fā)生重故障時(shí)，電控具有對故障種類記憶的功能。排除故障后，用復(fù)位按鈕復(fù)位。
根據(jù)需要緊急停車的條件．可將緊急停車分為兩類：
(1)立即施閘的緊急停車．本類屬于特別嚴(yán)重的故障，并采用了雙重或多重的保護(hù)檢測環(huán)節(jié)。主要包括：①等速超速、錯(cuò)向、測速斷線等速度保護(hù)；②高壓跳閘、快開跳閘．變流器重故障等反映主回路重大故障的保護(hù)；③其他需要立即施閘的緊急停車的情況。
(2)先按設(shè)定的減速度減速，然后緊急停車。
1.5.2液壓站控制
液壓站工作狀態(tài)共有3種：正常工作、二級制動和一級制動。正常工作指正常情況下液壓站對提升機(jī)的敞閘和抱閘，二級制動的特點(diǎn)是制動沖擊小。在離井口較近時(shí)液壓站啟用一級制動功能．以確保制動迅速，制動距離短。
1.5.3速度給定
通過操作臺上的轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇速度，將給定值送給PLC，經(jīng)PLC處理后再將速度給定信號輸出給傳動系統(tǒng)，以控制帶式輸送機(jī)的運(yùn)行速度。
1.5.4故障低速開關(guān)
當(dāng)PLC出現(xiàn)故障時(shí)，通過應(yīng)急開車開關(guān)可低速臨時(shí)應(yīng)急開車，避免將輸送的物品長時(shí)間滯留在膠帶上面。在這種下況下，將PLC控制回路切除，在安全保護(hù)中仍有一道硬件安全回路保護(hù)環(huán)節(jié)。
1.5.5測速回路
測速發(fā)電機(jī)輸出的電壓與主電機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比，提取測速發(fā)電機(jī)的信號可以反映帶式輸送機(jī)的運(yùn)行速度，此信號輸入PLC．PLC完成相應(yīng)控制。
2、應(yīng)用效果
主井帶式輸送機(jī)提升系統(tǒng)自2007年9月5日開始進(jìn)行技術(shù)改造，經(jīng)過空載、重載試運(yùn)行．9月19日開始正式投入生產(chǎn)運(yùn)行。帶式輸送機(jī)運(yùn)行速度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，運(yùn)行平穩(wěn)，調(diào)速過程平滑并具有完備的保護(hù)措施，滿足了《煤礦安全規(guī)程》和安全生產(chǎn)的需要。系統(tǒng)運(yùn)行以來效果良好，滿足了礦井?dāng)U大生產(chǎn)能力的需求，達(dá)到了預(yù)期的目的。
相關(guān)輸送機(jī)產(chǎn)品：
1、
皮帶輸送機(jī)
2、
刮板輸送機(jī)
3、
斗式提升機(jī)
