煤矿运输自动化控制系统

煤矿运输自动化控制系统

[摘要]我国带式输送机自动控制系统的水平随着科技的进步在不断提高，发展较快。本文主要阐述了煤矿运输自动化控制系统的带式输送机、软启动技术、自动化控制系统等技术问题。

[关键词]运输；自动化；控制系统

中图分类号：td634 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）10-0058-01

我国带式输送机自动控制系统的水平随着科技的进步在不断提高，发展较快。发展的主要特点：单一保护被系统化保护替代；计算机技术在控制和保护装置中应用较多，有些装置与矿井安全生产监控系统进行连接；采用分级分布式系统结构，实现地面对带式输送机运输系统的远程集中监测监控。

1、带式输送机

1.1 带式输送机综合保护及控制系统

近年来，带式输送机综合保护装置的研制较快，主要特点有：传感元件不断被新材料取代；单一的保护装置不断被系统化保护装置取代；微机在保护装置中广泛应用，保护装置趋向于智能化，并与生产、安全监测系统连接。

井下带式输送机微机控制和保护装置具有以下的功能与特点：（1）它必须满足煤矿安全生产技术要求。（2）它具有控制、保护、通信、信号联络等综合功能，有不同的工作方式可供选择。如：脱机、手动，联机、检修，编程，半自动，遥控等。（3）以计算机为

控制核心，主机采用plc或单片机构成带式输送机的控制器，采集传感器的不同信号，达到对带式输送机的自动控制。（4）能够单独使用，单台带式输送机的控制装置，也能在控制装置中加入数据传输模块与主站通信，构成带式输送机监控系统。（5）在联机控制的方式下，多台驵动电机能延时依次分台启动，启动命令与预警信号连锁，具备按键操作、数码及对位显示、声音提示等功能。

1.2 启动控制与功率平衡

为实现带式输送机的软启动与双机拖动的功率平衡，模拟输入一般有带式输送机稳定运行速度设置、实际带速和电机功率。因拖动电机的电压一定，功率的大小与电流成正比，功率的检测是电机电流检测。软启动与功率平衡的输出部件可用在控制两个液力耦合器的勺杆位置和速度显示，就是输出部件主要控制勺杆位置电机的开合。

2、软启动技术

为减小电机启动时导致对减速机的冲击和振动尽可能，延长设备的使用寿命，提高劳动生产率，降低生产成本，对电动机实现软启动非常必要。带式输送机启动的软启动，就是利用机械、液压或电气控制手段，通过延长设备启动时间，取得斜率较小的启动加速度曲线，使被启动设备在启动全过程中不受冲击，从零速平稳过渡到全速的启动即软启动。软启动包括采用电量控制和采用电液控制。

2.1 电量控制的软启动

电量控制交流软启动器以反并联的三组大功率晶闸管为软开关，

由带速传感器构成速度反馈外闭环、电流反馈作为内闭环组成双闭环调节系统控制大功率晶闸管组件。在电动机的启动中，传动控制器按照带速传感器信号，能根据用户要求预设的“s”形曲线对电动机实施自动控制，以确保在启动加速度a小于或等于0.3m/s2范围内平滑可靠地完成启动过程。在电动机启动完成后，由传动控制器控制交流接触器吸合，短接晶闸管，使电动机直接投入电网全压运行。

适用的电压等级包括660v和1140v、额定电流300a；最大电流过载倍数为四倍以下；启动时间从0-60s连续可调，启动加速度为0.1～0.3m/s2可调；供电电压在75%～110%之间，控制回路能可靠工作。

2.2 电液控制软启动及应用

可控启动传输系统即cst系统，是20世纪80年代初研制的机械减速与液压控制结合的软特性可控传输系统，它具有较佳的启动、停车、调速和功率平衡性能，是重型刮板输送机和长距离大功能带式输送机较好的动力传输装置，是典型的机电一体化产品。

可控启动传输系统主机结构及运动分析。cst系统是一个可进行微机闭环控制的机一液传动系统。输送机及cst系统的启动、超自然停车、多点驵动时的功率平衡及冷却系统的开停，都采用计算机控制及屏幕监视。

3、自动化控制系统

3.1 计算机控制系统

（1）连续监控及保护

对系统各部分工况参数进行连续监控及保护。受监控的工况参数有液压油压力、反应盘离合器温度、油箱油液温度、润滑油压力及进出口压差、冷却油液流量、输入轴的振动、输出轴转速、电动机输出功率等。一些参数可以直接显示在主控板屏幕上。

（2）分级保密系统

输送机及cst系统的许多重要控制参数，如启动时间、停机时间、低速运行速度值、油压油温的极限值、各驵动电动机的功率分配等，都能通过主控板上的按键预先输入到计算机。按照这些参数的重要程度和管理权限，划分为a、b、c三种密级，越级执行。

（3）通信联网能力

具有现代控制系统特有的通信联网优良性能。cst系统的主控板微型计算机设置了rs232异步串行通信接口，能够通过双芯屏蔽通信线向下与各台cst电控箱连接，管理各cst传动系统的运行控制和工况参数检测，向上能与上级指挥调度中心的计算机（或plc）联网，传递cst的工作信息，并接受调度中心的指令。所以此计算机电控系统能把带式输送机作为重要的生产环节纳入煤矿的生产

监控系统。

3.2 cst系统的性能特点

（1）加、减速度能在大范围内调节和控制。cst系统的启动加速度与负荷关系不大。电动机空载启动到额定转速后，即输送机由静止状态按设置的加速度加速到满速，许可每小时启动10次。它具

有良好的力矩控制特性，可能按输送机工况启动、调速、运行和停车，精确改变离合器的压力及传递，实现带式输送机无冲击均匀加速及可调加减速度，加速时间为10～60s，使输送机减速停车时间比自然停车要长。

（2）调速性能。应用反应盘湿式离合器使输出转速幅度可调，稳定转速能在10%～100%之间随时调节，因此，能够实现验带时的低速运行技术要求。

（3）湿式线性离合器的双向保护。这种双向保护，使减速器及输送机能不受冲击载荷及过大驱动力矩损害。离合器为非磨损部件，液压黏滞层使各摩擦片之间不能由于相对滑动而出现的磨损，所以寿命较长，不用经常更换。

（4）多级驱动或多点驵动时的功率及负载平衡。用计算机控制cst系统，对全部驱动单元能实现预期的负载合理匹配或均衡分配，匹配误差不超过2%；还能使全部电动机在空载条件下顺序启动，以降低需要的总容量，并大幅减小峰值功率对电网的要求。