馬一銘 程亮

【摘要】現(xiàn)階段的散裝物料輸送中，帶式輸送機(jī)成為具有高效和連續(xù)性的運(yùn)輸設(shè)備，廣泛進(jìn)行應(yīng)用。和其他的運(yùn)輸設(shè)備相比較，帶式輸送機(jī)可進(jìn)行長距離和大運(yùn)量的特點(diǎn)，其具有使用和經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)具有簡便和連續(xù)輸送等一系列優(yōu)勢(shì)，而且其操作比較具有安全可靠性，極易使得帶式輸送機(jī)的控制系統(tǒng)呈現(xiàn)自動(dòng)化和集中化。其可在礦山、建材和化工、港口以及糧食、電力和煤炭等眾多工礦企業(yè)，成為具有高效性的機(jī)電一體化技術(shù)和裝備最為重要的設(shè)備。

【關(guān)鍵詞】帶式輸送機(jī);起動(dòng)制動(dòng);一體化;自動(dòng)控制系統(tǒng)

現(xiàn)階段，大部分帶式輸送機(jī)的生產(chǎn)方所使用的帶式輸送機(jī)控制系統(tǒng)只單獨(dú)發(fā)揮起和停等作用，或者只對(duì)帶式輸送機(jī)整體系統(tǒng)中的某一部分設(shè)備，其中主要包括張緊、制動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)單元以及綜合性的保護(hù)裝置等，從而有效進(jìn)行監(jiān)測和與控制操作，缺乏對(duì)帶式輸送機(jī)的速度和張力以及運(yùn)量等關(guān)于輸送機(jī)的必要信息量的實(shí)時(shí)監(jiān)控，以此造成帶式輸送機(jī)在使用期間極易發(fā)生運(yùn)行不平穩(wěn)，嚴(yán)重者發(fā)生抖動(dòng)情況，機(jī)器的帶速和運(yùn)量未合理和有效地進(jìn)行匹配，造成電能的大量浪費(fèi)。為達(dá)到安全以及高效的生產(chǎn)目的，帶式輸送機(jī)控制裝置對(duì)機(jī)器所存在的加速度和速度的調(diào)節(jié)問題進(jìn)行較好的解決。

一、帶式輸送機(jī)起動(dòng)制動(dòng)控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀

帶式輸送機(jī)在起動(dòng)期間屬于一個(gè)逐漸加速的過程，其主要是指由零逐漸加到最大值又降到零，使得輸送帶出現(xiàn)勃彈性變形現(xiàn)象，造成機(jī)器處于不穩(wěn)定狀態(tài)從而出現(xiàn)動(dòng)張力。帶速持續(xù)變高則機(jī)器的起動(dòng)時(shí)間就會(huì)變短，也逐漸增加其動(dòng)張力，其產(chǎn)生的瞬時(shí)沖擊力也比較大，情況比較嚴(yán)重時(shí)則會(huì)對(duì)輸送帶以及其他零部件產(chǎn)生損壞。在現(xiàn)階段，依據(jù)上述問題大型帶式輸送機(jī)所具備的軟起動(dòng)方式如何進(jìn)行合理化使用，成為亟待解決的實(shí)際問題。

以往的電機(jī)具有直接性的起動(dòng)方式明顯滿足不了大型帶式輸送機(jī)對(duì)現(xiàn)代的需求。就大功率和大運(yùn)量以及長運(yùn)距、高帶速特點(diǎn)的一種帶式輸送機(jī)，如利用電機(jī)進(jìn)行直接性的起動(dòng)，起動(dòng)時(shí)間比較單一，起動(dòng)的加速度過大，所以會(huì)在起動(dòng)時(shí)出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。因?yàn)榇笮蛶捷斔蜋C(jī)具有較大的功率，如機(jī)器的起動(dòng)時(shí)長較短，極易造成打滑。為消除機(jī)器的打滑問題，以此保障系統(tǒng)可有效的進(jìn)行起動(dòng)，有效的增加機(jī)器輸送帶和滾筒產(chǎn)生的摩擦力，一定對(duì)張緊裝置所具備的初張力進(jìn)行保障，所以有關(guān)的機(jī)器連接部件所承受的受力不斷增大，可有效提高強(qiáng)度以及剛度，整體提高了帶式輸送機(jī)整體的早期投資。帶式輸送機(jī)在發(fā)生瞬態(tài)沖擊大問題時(shí)，所產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)初張力可有效減少了機(jī)器輸送帶所使用的壽命，動(dòng)態(tài)初張力在較大程度上的增加極易造成輸送帶的斷帶意外。為保障輸送帶進(jìn)行可靠的運(yùn)行，應(yīng)該對(duì)輸送帶所具備的強(qiáng)度等級(jí)進(jìn)行提高，可極大地提高了輸送帶的初級(jí)投資。在此期間，在輸送帶強(qiáng)度等級(jí)提高的同時(shí)，還應(yīng)對(duì)滾筒直徑進(jìn)行加大，從而滿足輸送帶的最小彎曲半徑需求，最終增加了機(jī)械加工件的早期投資。因?yàn)闄C(jī)器電機(jī)的起動(dòng)時(shí)間較短，起動(dòng)力比較大，極易造成電機(jī)燒毀的意外事故，皆是由電動(dòng)機(jī)功率的持續(xù)增加造成的。因此在選擇電動(dòng)機(jī)類型時(shí)應(yīng)保障機(jī)器的安全系數(shù)得到提高，使得帶式輸送機(jī)在正常狀態(tài)下進(jìn)行額外消耗，具有大功率特征的電動(dòng)機(jī)可在瞬間時(shí)間進(jìn)行運(yùn)行，其加大了對(duì)周邊電網(wǎng)的沖擊力，其較大程度上影響了供電情況。一體化自動(dòng)控制系統(tǒng)具備過載保護(hù)功能的帶式輸送機(jī)在短時(shí)間的瞬時(shí)停車時(shí)，其電動(dòng)機(jī)可不停止，從而較大程度上增加了電動(dòng)機(jī)的使用壽命，帶式輸送機(jī)在低速狀態(tài)的驗(yàn)帶情況下，不會(huì)因?yàn)闄C(jī)器傳動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重的發(fā)熱而造成停車時(shí)出現(xiàn)故障，保障了檢修工作處于正常狀態(tài)。

二、帶式輸送機(jī)起動(dòng)制動(dòng)一體化自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

第一，系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)。因?yàn)閹捷斔蜋C(jī)所使用的環(huán)境比較惡劣且具有極強(qiáng)的干擾性。所以，在進(jìn)行帶式輸送機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)將可靠性作為設(shè)計(jì)的首要原則，現(xiàn)階段自動(dòng)控制系統(tǒng)多利用西門子S7-300型的控制器，其具有可編程特點(diǎn)。自動(dòng)控制系統(tǒng)以其控制器為核心，主要由監(jiān)控層和控制層、執(zhí)行層及設(shè)備層多層進(jìn)行有效的體系架構(gòu)。為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)方面的自動(dòng)化，在帶式輸送機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按照以下原則：（1）遵循安全和可靠性的原則;（2）按照成熟且具有先進(jìn)性的原則;（3）具有規(guī)范性的原則;（4）遵循開放性以及具有標(biāo)準(zhǔn)合理化的原則;（5）可擴(kuò)展化的原則;（6）可進(jìn)行管理的原則。

第二，系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)本控制。帶式輸送機(jī)的一體化自動(dòng)控制系統(tǒng)中的系統(tǒng)硬件主要是包括上位機(jī)和操作臺(tái)以及UPS電源柜和PLC控制柜，另外還包括高低壓開關(guān)柜和不同種類的保護(hù)傳感器等部分組成，具體可分為檢測、決策和執(zhí)行單元，其可進(jìn)行集控、手動(dòng)和自動(dòng)以及檢修等不同工作方法，其具有各類型的通訊接口和協(xié)議，其有效的實(shí)現(xiàn)了人們可比較便利的在礦井調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)對(duì)帶式輸送機(jī)的遙測和遙信以及遙控等操作。

綜上所述，就現(xiàn)階段大型帶式輸送機(jī)的具體工作需求，驅(qū)動(dòng)裝置的使用狀態(tài)要想達(dá)到比較滿意的狀態(tài)，應(yīng)保證機(jī)器的起動(dòng)時(shí)間可進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使得帶式輸送機(jī)可進(jìn)行平穩(wěn)起動(dòng)，同時(shí)可達(dá)到滿載起動(dòng)的目的。因?yàn)檩斔蛶г谄饎?dòng)之前一直處于較為松弛的狀態(tài)，為防止因沖擊造成的損傷，一體化自動(dòng)控制系統(tǒng)可使得輸送帶處于拉緊狀態(tài)后進(jìn)行起動(dòng)，所以在起動(dòng)初期后進(jìn)行一段時(shí)間延遲，可有效將加速度進(jìn)行一定程度的控制，可有效降低動(dòng)態(tài)初張力，可極大地提高安全性，且在多電機(jī)起動(dòng)或者多點(diǎn)中間起動(dòng)期間減少輸送帶的早期投資，降低了對(duì)周圍電網(wǎng)環(huán)境的沖擊力。

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