逯曉臻

（兗礦集團(tuán)鮑店煤礦，山東 鄒城 273513）

基于PLC及變頻器技術(shù)進(jìn)行帶式輸送機(jī)控制的探討

Discussion of PLC and inverter based technology in controlling belt conveyor

逯曉臻

（兗礦集團(tuán)鮑店煤礦，山東 鄒城 273513）

在現(xiàn)如今許多的生產(chǎn)企業(yè)中，都會(huì)使用帶式輸送機(jī)長(zhǎng)距離的輸送貨物，帶式輸送機(jī)的使用不僅減少了企業(yè)勞動(dòng)力的投入，而且操作起來(lái)非常簡(jiǎn)單和方便，最大程度的提高了生產(chǎn)企業(yè)的工作效率。但是隨著帶式輸送設(shè)備的不斷推廣和使用，傳統(tǒng)的控制設(shè)備在使用的過(guò)程中出現(xiàn)了許多的問(wèn)題，如斷帶、聯(lián)軸器斷裂、超負(fù)荷運(yùn)輸?shù)葐?wèn)題，從而使得帶式輸送機(jī)在使用的過(guò)程中發(fā)生安全事故。因此，就需要引進(jìn)先進(jìn)的PLC控制系統(tǒng)以及變頻器技術(shù)，有效的控制帶式輸送機(jī)的運(yùn)行速度，確保使用的安全。文章從PLC控制系統(tǒng)的概念出發(fā)，對(duì)PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的分析和研究，并全面的探究帶式輸送系統(tǒng)，從而對(duì)帶式輸送機(jī)進(jìn)行全面的控制。

PLC；變頻器；帶式；輸送；控制

帶式輸送機(jī)一般都是應(yīng)用在大型生產(chǎn)企業(yè)中，尤其是煤礦企業(yè)中，通過(guò)帶式輸送機(jī)的使用可以將生產(chǎn)企業(yè)從工作面到最后的運(yùn)輸進(jìn)行很快的完成。在現(xiàn)代化的煤礦企業(yè)中，企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備安全以及生產(chǎn)安全都是企業(yè)最為關(guān)注的問(wèn)題，而帶式輸送機(jī)的使用不僅可以確保企業(yè)安全的生產(chǎn)，而且還可以降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，但是隨著帶式輸送機(jī)的大量推廣和使用，傳統(tǒng)的控制技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足企業(yè)的自動(dòng)化需求，因此，企業(yè)必須要加快控制系統(tǒng)的研究，引進(jìn)PLC控制系統(tǒng)以及變頻器技術(shù)，從而確保帶式輸送機(jī)工作的安全性。

1 PLC控制系統(tǒng)的概念

PLC控制系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)控制的，其主要是將傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)進(jìn)行集成化的整合之后，形成的新型的控制系統(tǒng)［1］。而PLC控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)為自動(dòng)化的程序控制，通過(guò)調(diào)節(jié)各種電氣的回路，對(duì)定時(shí)控制、算術(shù)運(yùn)算、記憶控制、邏輯計(jì)算等功能進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，同時(shí)還可以對(duì)開(kāi)關(guān)量和模擬量進(jìn)行很好的控制，使得帶式輸送機(jī)具備著較高的可靠性，以及較大的規(guī)模性。另外，PLC控制系統(tǒng)還可以適應(yīng)各種各樣的工廠環(huán)境，一般情況下都是在流水生產(chǎn)線、生產(chǎn)過(guò)程中得到廣泛的使用。而PLC控制系統(tǒng)的集成模塊還擁有許多個(gè)輸出以及輸入的數(shù)字邏輯接點(diǎn)。在帶式輸送機(jī)使用的過(guò)程中引進(jìn)PLC控制系統(tǒng)，通過(guò)PLC的控制功能，不僅能夠減少外部的接線 ，而且還可以將控制的程序與方法儲(chǔ)存到儲(chǔ)存器里，使得功能得到無(wú)限的擴(kuò)展。由此可見(jiàn)，PLC控制系統(tǒng)的使用，為帶式輸送機(jī)帶來(lái)了許多的方便，得到了生產(chǎn)型企業(yè)的大力推廣和使用。

2 變頻器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

變頻器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)就是對(duì)電動(dòng)機(jī)的電源頻率進(jìn)行改變，然后對(duì)電動(dòng)機(jī)的輸出速度進(jìn)行有效的控制，在變頻器系統(tǒng)中不同速度的配比可以對(duì)轉(zhuǎn)矩的要求進(jìn)行滿足，并實(shí)現(xiàn)調(diào)速、控制等功能［2］。在現(xiàn)如今許多的生產(chǎn)型企業(yè)中，變頻器系統(tǒng)都是通過(guò)矢量控制技術(shù)的使用，將電動(dòng)機(jī)的負(fù)載以及速度控制在優(yōu)良的范圍內(nèi)從而實(shí)現(xiàn)變頻器各個(gè)驅(qū)動(dòng)設(shè)備之間的速度配比。在帶式輸送機(jī)工作的過(guò)程中使用變頻器系統(tǒng)不僅可以提高帶式輸送機(jī)的穩(wěn)定性，而且還可以對(duì)設(shè)備的使用壽命進(jìn)行延長(zhǎng)。

3 PLC以及變頻器控制系統(tǒng)

在帶式輸送機(jī)使用的過(guò)程中，為了對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安全性進(jìn)行有效的確保，就必須要以PLC控制器作為主要的控制器，然后通過(guò)變頻器進(jìn)行通訊，全面的監(jiān)控變頻器［3］。而在主要的控制站中，各個(gè)接口的通訊設(shè)備都是與總線相互連接的，從而形成了變頻器的控制系統(tǒng)。但由于主驅(qū)動(dòng)器是對(duì)速度進(jìn)行控制，電動(dòng)機(jī)控制轉(zhuǎn)矩，所以控制系統(tǒng)主要是控制主要的驅(qū)動(dòng)器，而變頻器是對(duì)速度進(jìn)行設(shè)定和平衡，從而將主驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)速偏差控制在科學(xué)合理的范圍內(nèi)。

4 帶式輸送控制系統(tǒng)的分析

4.1 帶式輸送系統(tǒng)

帶式輸送是生產(chǎn)企業(yè)最為重要的運(yùn)輸系統(tǒng)，在生產(chǎn)企業(yè)工作的過(guò)程中，企業(yè)如果僅僅依靠帶式輸送機(jī)的質(zhì)量和功能，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法達(dá)到企業(yè)的生產(chǎn)要求的，因此，必須要對(duì)帶式輸送機(jī)的功能進(jìn)行不斷的更新和完善，實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)的集中控制和安全監(jiān)控。在帶式輸送系統(tǒng)中，監(jiān)控是其最為主要的功能，在工作的過(guò)程中，通過(guò)監(jiān)控對(duì)帶式輸送機(jī)的工作情況進(jìn)行詳細(xì)的了解和掌握，從而預(yù)防帶式輸送機(jī)在工作的過(guò)程中出現(xiàn)故障［4］。但是在一些環(huán)境惡劣的生產(chǎn)企業(yè)中，帶式輸送機(jī)在使用的過(guò)程中很不容易出現(xiàn)帶斷、聯(lián)軸器斷裂等故障，因此企業(yè)必須要引進(jìn)PLC控制系統(tǒng)，通過(guò)PLC控制系統(tǒng)對(duì)帶式輸送機(jī)實(shí)際的運(yùn)行狀況進(jìn)行顯示，并對(duì)其工作進(jìn)行全面的控制，從而及時(shí)的發(fā)現(xiàn)工作過(guò)程中存在的問(wèn)題，并采取相對(duì)應(yīng)的措施進(jìn)行處理，確保帶式輸送機(jī)的安全運(yùn)行。

4.2 帶式輸送機(jī)的相關(guān)配置要求

帶式輸送機(jī)的系統(tǒng)對(duì)輸送的長(zhǎng)度、運(yùn)量以及速度都有著直接的影響，因此在帶式輸送機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中要想滿足帶式輸送機(jī)的性能，帶式輸送系統(tǒng)的配置就必須要滿足以下6點(diǎn)：第一，驅(qū)動(dòng)裝置在啟動(dòng)的過(guò)程中，可以通過(guò)曲線的滿足實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)，并對(duì)啟動(dòng)的時(shí)間進(jìn)行自主的調(diào)節(jié)。第二，啟動(dòng)的速度必須進(jìn)行不斷地變化，從而減少啟動(dòng)過(guò)程中對(duì)帶式輸送機(jī)的損害。第三，在帶式輸送系統(tǒng)啟動(dòng)的過(guò)程中，要最大程度的保持平穩(wěn)，避免系統(tǒng)各部件損害現(xiàn)象的出現(xiàn)。第四，在帶式輸送系統(tǒng)啟動(dòng)以及工作的過(guò)程中，要對(duì)其進(jìn)行過(guò)載的保護(hù)［5］。第五，當(dāng)帶式輸送系統(tǒng)的多臺(tái)驅(qū)動(dòng)共同工作時(shí)，必須要對(duì)電動(dòng)機(jī)的功率進(jìn)行平衡的計(jì)算。第六必須要在帶式輸送系統(tǒng)中安裝先進(jìn)的控制器，有效的完成集成控制。

4.3 帶式輸送控制系統(tǒng)

4.3.1 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制

在現(xiàn)如今使用的帶式輸送機(jī)中其主要的驅(qū)動(dòng)方式主要分為4種：第一，CST可控驅(qū)動(dòng)。CST可控驅(qū)動(dòng)具有平穩(wěn)的啟動(dòng)效果、高效率的傳動(dòng)、全面的保護(hù)功能以及廣范圍的調(diào)速優(yōu)勢(shì)。但由于CST可控驅(qū)動(dòng)設(shè)備體積的龐大，使得其在安裝的過(guò)程中非常的不方便，設(shè)備維修也非常的復(fù)雜。第二，調(diào)速型液力偶合器驅(qū)動(dòng)。該種驅(qū)動(dòng)的啟動(dòng)時(shí)間是非常短的，功率的平衡率也是相對(duì)較高的，同時(shí)設(shè)備本身的結(jié)構(gòu)也是非常簡(jiǎn)單的，能夠適應(yīng)各種各樣的工作環(huán)境，使用的壽命也是非常長(zhǎng)，但其并不是為帶式輸送機(jī)專門(mén)配備的系統(tǒng)，使得其在使用的過(guò)程中出現(xiàn)精度的差異。第三，變頻調(diào)速的系統(tǒng)。該系統(tǒng)的使用能夠確保驅(qū)動(dòng)的平衡率，并將輕載負(fù)載進(jìn)行很好的控制。第四，液體黏性傳動(dòng)系統(tǒng)。液體黏性傳動(dòng)系統(tǒng)具有傳熱性能、使用性能、控制性能以及其它的工業(yè)性能。

4.3.2 保護(hù)系統(tǒng)的控制

由于帶式輸送機(jī)在工作的過(guò)程中很容易受到工作環(huán)境、強(qiáng)度等因素的影響，使得帶式輸送機(jī)出現(xiàn)故障，因此就必須要在帶式輸送機(jī)上安裝相對(duì)應(yīng)的保護(hù)傳感器，從而防止帶式輸送機(jī)在工作的過(guò)程中出現(xiàn)故障。一是溫度的保護(hù)傳感器，在帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)中加裝灑水管，以及安裝溫度保護(hù)傳感器，通過(guò)灑水的方式對(duì)溫度進(jìn)行控制。二是在帶式輸送機(jī)系統(tǒng)中預(yù)埋相互交替的線圈，從而對(duì)工作過(guò)程中斷帶的信號(hào)進(jìn)行采集，并根據(jù)檢測(cè)磁場(chǎng)的變化，檢測(cè)出斷帶現(xiàn)象的發(fā)生。三是在帶式輸送機(jī)上安裝速度傳感器，當(dāng)帶式輸送機(jī)工作過(guò)程中速度超過(guò)了限制時(shí)，輸送帶就會(huì)自動(dòng)的停止工作。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著科技技術(shù)水平的不斷提高，傳統(tǒng)的帶式輸送機(jī)已經(jīng)無(wú)法滿足大型生產(chǎn)企業(yè)的需求，因此生產(chǎn)企業(yè)必須要引進(jìn)先進(jìn)的PLC控制系統(tǒng)以及變頻技術(shù)，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，并確保帶式輸送機(jī)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，從而減少工作過(guò)程中故障的發(fā)生。

［1］ 陶偉. 基于PLC及變頻器技術(shù)進(jìn)行帶式輸送機(jī)控制的探討［J］.電子制作，2015（4）：53～54.

［2］ 劉增環(huán)，潘明福. 基于PLC及變頻器技術(shù)的帶式輸送機(jī)控制［J］.煤礦機(jī)械，2011（9）：192～193.

［3］ 馮鴻清. 基于PLC及變頻器技術(shù)的帶式輸送機(jī)控制的探究［J］.電子技術(shù)與軟件工程，2015（4）：170～170.

［4］ 張偉. PLC及變頻器控制的多電機(jī)驅(qū)動(dòng)帶式輸送機(jī)的研究［J］. 內(nèi)蒙古科技大學(xué)，2014（6）：1～60.

［5］ 胡奇蕓，于巖，于卉. 基于PLC的帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用［J］. 煤礦機(jī)械，2009（3）：114～116.

TH22；TP273

1009-797X （2015） 18-0109-03

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10.13520/j.cnki.rpte.2015.18.042

逯曉臻（1982-），男，畢業(yè)于陜西理工學(xué)院自動(dòng)化專業(yè)，本科學(xué)歷，研究方向?yàn)槊旱V機(jī)電 。

2015-07-30