皮带变频技术方案

在机头、机尾及中间断设置若干对跑偏开关、拉线开关（原则100米设置一对），沿线由一10芯电缆串联，在自控台进行对位显示，便于迅速处理故障。
2）信号系统
胶带沿线根据需要设信号装置，即可以做为起动预告和故障报警。
3）纵撕保护
在给料点处胶带机下方设置纵撕保护，纵撕保护为皮带受保护点下方包络线式。当胶带撕裂时，皮带破坏包络线即动作保护。
留有通讯接口和以太网接口，可以很方便的与矿调度室工业电视监控系统连接。
防爆型式Ex dⅠ
供电电压AC127V±10%
工作电流≤200mA
环境温度-20℃~+60℃
外形尺寸415(长)x150(宽)x160(高) mm
内径尺寸250(长)x60(宽)x75(高) mm
重量10kg
特点全不锈钢、防腐、防尘、防水、可装定焦镜头、适用于有瓦斯或煤尘爆炸危险的煤矿井下
6
电压表
只
1
施奈德
7
电流表
只
3
施奈德
8
互感器
只
3
施奈德
9
柜体
台
1
天津
10
母排
批
1
太原
11
变压器
台
1
太原
12
安装附材
批
1
国内名优
（三）柜体尺寸：
与变频柜配套（单位：mm）
三、系统功能框图
低压供电系统示意图
说明：1、虚线框所示配电柜可根据具体情况决定是否选用。
2、实线框所示配电柜（1－6号柜）是本系统必须选用的。
FX2N
批
6
12V本安电源
KDW27
台
7
24V本安电源
KDW27
米
8
数显表
XMT500
块
9
转换开关
个
10
按钮
个
11
指示灯
个
12
中间继电器
JQX-22
个
13
接触器
3TF4022
个
14
热继电器
3UA4052
个
15
空开
DZ47-32A
个
16
安装附料
批
（四）台体尺寸及面板图
外形尺寸 L×H×W 1400×1100×650
台
1
常熟
2
中间继电器
只
4
OMRON
3
指示灯
只
4
施奈德
4
电源
24V
只
1
北京
5
电压表
只
1
施奈德
6
电流表
只
3
施奈德
7
互感器
只
3
施奈德
8
母排
批
1
太原
9
柜体
台
1
天津
10
安装附材
批
1
国内名优
序号
名 称
型 号
单位
数量
备注
1
空开
660V3000A
台
1
常熟
2
中间继电器
只
4
OMRON
3
指示灯
只
4
施奈德
4
电源
24V
只
1
北京
在本项目中，因为低速验带和大力矩重载启动，都需要很好的控制技术来实现。而其它的控制技术必须通过有速度传感器的速度闭环来控制，否则就会出现低速脉动转矩，使皮带出现振颤现象,无法进行低速验带工作，也会降低启动力矩。而皮带工作环境相对较差 ，增加速度码盘就增加了一个故障点，使系统可靠性下降。“无速度传感器矢量控制技术”正好适合于该应用场合，即可解决低速验带和重载启动问题，又可使系统更简化，减少故障点，提高可靠性，使整个系统故障停运时间大大减少。所以矢量控制技术是皮带传动的最佳技术方案。
5
电压表
只
1
施奈德
6
电流表
只
3
施奈德
7
互感器
只
3
施奈德
8
母排
批
1
太原
9
柜体
台
1
天津
10
安装附材
批
1
国内名优
4、7、8号柜（单台配置）
6号柜（单台配置）
序号
名 称
型 号
单位
数量
备注
1
空开
660V380A
台
1
常熟
2
空开
380V100A
台
5
常熟
3
中间继电器
只
4
OMRON
4
指示灯
只
4
施奈德
5
电源
24V
只
1
北京
二、皮带机电控系统功能
2．1 皮带监控系统的功能（就地、自动、检修、手动）
a.就地控制
在就地工作方式下，通过操作台上起动按钮控制，可控制现场皮带起、停及三台电机的力矩平衡。可实现多条皮带或给煤机的连锁，沿线皮带保护均可投入。
b. 自动方式
在自动工作方式下，整个系统控制权交给了前级或地面总控室，由它发出指令完成皮带系统的起停控制，实现逆煤流起车，顺煤流停车，系统自动完成对变频器、给煤机、其他皮带等控制和力矩平衡，整个系统保护均投入工作。
4）烟雾保护
在机头集中驱动和中间驱动下风向处设置烟雾传感器，以防皮带打滑，温度过高，损坏皮带。
5）温度保护
在需要设置温度保护处（如主电机绕组及轴承、皮带滚筒及轴承），安装温度传感器（PT100），当受保护点温度超出保护设定值时，系统报警。
6）超温洒水
在机头驱动部位设洒水泵，配置传感器与温度、烟雾传感器配合完成超温洒水保护。
7）自动、手动控制功能和检修功能。
8）变频柜、给煤机、破碎机、振动筛、其他皮带之间的连锁控制功能。
9）速度的无级控制。
10）低速验带控制。
11）皮带综保系统及上、下级皮带控制系统的接口连锁控制。
12）计算和自动生成最佳启动曲线。
13）皮带运输系统相关设备的联动和控制。
14）煤仓煤位的检测，根据煤仓的煤位调整和控制相关皮带的启停。
6SE71
台
3
西门子
2
输入电抗器
套
3
西门子
输出电抗器
套
3
西门子
3
编码器板
只
3
西门子
4
高级操作面板
OP1S
套
3
西门子
5
通讯光缆
米
50
西门子
6
PROFIBUS通讯板
台
3
西门子
7
安装附材
批
1
国名优内
8
24V电源
220/24
个
1
北京
9
中间继电器
个
6
OMRON
（四）变频柜尺寸
1500×2000×600（单位：mm）
2．6变频装置的功能（690V变频控制系统）
（一）系统介绍
1、
针对长距离胶带输送机刚性和柔性相结合的特点，采用矢量控制的变频器是最合适的。
西门子公司是国际自动化行业最具实力的公司，尤其是变频调速技术更是行业的样板。矢量控制技术就是西门子公司发明并不断发扬光大的控制理论，现已被世界上90%变频器厂家所使用。矢量控制是通过电磁矢量对电机进行控制，以达到高调速精度，高力矩，高响应速度的。矢量控制发展现在已非常成熟,在实际使用中，可分“带速度传感器矢量控制”和“无速度传感器矢量控制”。尤其是“无速度传感器”矢量控制技术，在很多工业控制场合均得到了广泛应用。
4)在上位机中分别定时记录每台电机运行时皮带的历史数据，技术人员可通过输入密码进行浏览。
5)通过打印机安班次或时间进行打印存档。
序号
名 称
型 号
单位
数量
备注
1
上位机
PⅣ
台
2
打印机
HP
台
3
电源
24V 3A
台
4
检测模块
WB
台
5
柜体
KD
台
7
电缆
RVVP
米
8
安装附料
KD
批
（三）系统配置
2．5电视监控系统
对明斜井装载点、井口房、胶带走廊、卸载点、振动筛、破碎机等地点（根据用户要求设定）安装防爆摄像头，采用光缆传输的实时数字监控录像系统，选用8（或多路）路视频输入。具有多画面浏览和切换功能。
2、力矩平衡控制方式
组内变频靠变频器内部“主-从”功能实现力矩及速度平衡。主传动以闭环速度控制模式，从传动则为闭环力矩控制。主从传动之间通过通讯连接，并对变频器参数进行设置，当主传动进行维护或出现故障时，通过变频器间的控制联锁，其中一台从传动变频器自动升为主传动，以确保传输带仍能在降负荷下工作。即通过参数设置及工程软件组态,可将任意一台驱动设为速度闭环主驱动,其余为转矩闭环从驱动，PLC和各主从驱动间采用PROFIBUS-DP实现通讯，组成一个相对独立的多机传动系统。
（三）显示调度屏的选择
1)选用计算机屏幕进行显示控制。
2)选用大屏幕通过计算机通讯进行显示控制。
（四）配置
序号
名 称
型 号
单位
数量
备注
1
操作台体
台
不锈钢
2
触摸屏（计算机）
PWS-3261-TFT
台
3
可编程序控制器
FX2N-128MR
台
4
模拟输入模块
FX2N-8AD
台
5
模拟输出模块
FX2N-4DA
台
开关量输入输出模块
4）具有150%过载能力，和过欠电压，过电流，接地保护
5）把解决液压盘式制动器与变频器工作配合问题
变频器工作时，液压盘式制动器要松闸，而变频器停车时，要及时抱闸，在紧急情况下，还要利用液压盘式制动器帮助变频器快速停车，所以这要靠PLC进行准确协调的控制。
（三）系统配置
序号
名 称
型 号
单位
数量
备注
1
变频器800KW/690V
每台变频器拖动一台电机并配有制动单元和制动电阻。
组与组之间采用西门子公司PLC构成光纤网络进行时间及力矩总体平衡，统一规划各组状态。由PLC协调处理。
3、西门子变频器样本
（二）系统功能
1）解决多台电机力矩及速度平衡问题
每一组电机内部力矩平衡是多电机驱动要解决的最主要问题，负载变化，电机参数及皮带松紧等因素，都会对电机的速度和出力产生扰动性影响，为了使系统稳定地工作，几台电机必须保持一致的速度，同时尽可能保持均匀的出力，这要靠变频器内部特殊软件和控制系统软件来共同实现。使功率平衡度控制在5%以下.
主要设备简介：
产品概述
本设备是专为安防领域设计的一款优秀的数字监控产品。它采用了嵌入式处理器和嵌入式操作系统，结合了IT领域各项最新技术，如视音频压缩/解压缩、大容量硬盘记录、TCP/IP网络等技术，代码固化在FLASH中，使得系统运行更稳定。
本设备同时具备数字视音频录像机（DVR）和数字视音频服务器（DVS）的特性，既可本地独立工作，也可连网组成一个强大的安全监控网。可应用于银行、电信、电力、司法、交通、小区、工厂、仓库、资源、水利设施等各领域、各部门的安全防范。
b)电机震动（3对），减速器震动（3对）。
c)电机电流（3个）、电机电压（3个）电机功率（3个）。
d)电机的工作状态（3个）。
e)闸瓦间隙检测和保护(4×3)。
（二）系统完成的功能
通过上位机
1)实时显示以上参数的数值。
2)可方便设置每个参数的报警值。
3)运行过程中可随时弹出当时报警的画面（包括参数名称、实际测量值、设定值等）
（一ຫໍສະໝຸດ Baidu介绍
操作台采用琴台式结构设计，并在两侧有浮动的弧形平台，可放置在线检测用工控机，系统控制采用镶嵌式触摸屏（或工控机）。显示屏嵌于操作台中间位置各种开关按钮均选用进口器件，使整个操作台显的美观大方，操作和控制极为方便，操作台采用不锈钢抛光制作（或根据用户要求定做），避免了在恶劣环境下锈蚀可长期使用。
2）皮带重载启动问题
在皮带工作中，可能会因各种原因，使皮带突然停车，这时皮带上就会有很重负载，如果这时启动皮带，就会使电机的出力超出正常出力，必须做到，低速、缓慢启动，减少加速度以便不使皮带打滑或撕裂，这需要控制系统软件根据现场实际情况和传感器的测量值来控制变频器完成。
3）解决低速验带问题
在皮带安装初期，或在检修期间，要检查皮带质量，如果以高速运行，对检修人员安全不利，也不利于对皮带进行认真检验，应该使皮带工作速度降到0.2米/秒以下，可有利于人工验带。
三、采用高压变频器的控制方式
1
1.1胶带输送机主要参数:
运输量(t/d)
输送机长度(m)
2.7
(一)简介
从两路660V母线上取得660V电压，经过1号到5号配电柜以双路供电的方式，分别送到1号、2号、3号和5号柜，给变频器供电。6号配电柜提供控制室、配电室等的其他380V用电设备的供电。见附图3
（二）配置
1、2、3、5号柜（单台配置）
序号
名 称
型 号
单位
数量
备注
1
空开
660V1200A
皮带机变频器驱动及控制技术方案
一
基础数据
输送物料：原煤
运量：Q=500t/h
带宽：B=1000mm
带速：V=3.15m/s
整机长度：L=900m
最大倾角：α=20°
物料容量：r=0.9t/㎡
物料粒度：＜200㎜
驱动装置： 双滚筒三台710KW电机 660V
减速机型号：弗兰德15＃
张紧装置：采用机尾重载张紧
（二）完成的功能
通过触摸屏、操作按钮及显示仪表可实现如下功能
1）显示整个系统内皮带及其他设备的运行情况。
2）显示整个系统每台电机运行情况。
3）显示整个系统每台电机电流、电压值、频率、温度值。
4）显示主速度。
5）显示故障报警值。
6）记录起、停时间，运行时间，故障时间，故障时变频器电流，频率等故障数据。
2．4实现皮带机的在线检测功能
(1)系统介绍
1）皮带机在线检测系统的组成：
该系统是针对检测胶带机运行的状况开发的产品，系统主要由以下部分组成：上位机、打印机、检测专用模块、电源、检测用传感器、电缆附材等。
2）皮带机在线检测的检测参数
a)检测三台电机的电机温度（3个）、轴承温度（6个），两台减速器的轴承润滑油油温（6个）、减速器润滑油油温（3个），三个滚筒的轴温（6个），两个备用传感器和检测窗口。
7）堆煤保护
在机头卸载处设置堆煤传感器或超声波料位计，监测煤仓煤位，并实现堆煤保护。
8）打滑保护
在胶带机上设置测速传感器，连续监测胶带速度，并提供打滑保护信号。
9）胶带张紧力保护
系统在张紧绞车处设张紧力下降保护开关，当系统胶带由于张紧力下降使张紧水平到达极限位移时，系统报警保护开关。
2．3 操作台功能
c. 检修方式
检修方式下，皮带机进入低速验带的工作方式下，速度低于0.2M/S,以便于检修人员认真检查，同时，各种保护可选择性地投入运行。
d. 手动方式
当系统发生故障时，皮带可单台进行手动控制，沿线保护不参与工作，只保留停车保护。
2．2 实现皮带的各种保护
(1)
不再详述。
(2)
皮带的各种保护
1）跑偏、拉线保护