煤礦帶式輸送機(jī)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

侯光輝

（平煤神馬集團(tuán)設(shè)備租賃分公司,河南 平頂山 467000）

煤礦帶式輸送機(jī)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

侯光輝

（平煤神馬集團(tuán)設(shè)備租賃分公司,河南 平頂山 467000）

由于煤礦帶式輸送機(jī)消耗的能量較大，為了節(jié)約一定的能源，我們對(duì)如何降低煤礦帶式輸送機(jī)進(jìn)行了仔細(xì)的分析和探討，并對(duì)煤礦帶入式輸送機(jī)中加入變頻調(diào)速技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)分析。針對(duì)煤礦帶式輸送機(jī)的運(yùn)動(dòng)量來調(diào)節(jié)它的帶速，不僅有效式負(fù)載率得到了提高，并且還達(dá)到了煤礦帶式輸送機(jī)節(jié)約能源的目的。把模糊控制以及PLC控制相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的煤礦帶式輸送機(jī)。

帶式輸送機(jī)；變頻調(diào)節(jié)；模糊控制；節(jié)能技術(shù)

煤礦生產(chǎn)的主要設(shè)備就是帶式輸送機(jī)，一般情況下，需要幾臺(tái)大功率的電動(dòng)機(jī)才可以驅(qū)動(dòng)，所以需要消耗很多的能源，因而在選配電動(dòng)機(jī)的時(shí)候，大多只考慮了25％和40％之間的功率。與此同時(shí)，煤倉(cāng)給煤量幅度波動(dòng)的幅度也比較大，帶式輸送機(jī)的運(yùn)量不夠穩(wěn)定，一直在徘徊在滿載、輕載、空載等狀態(tài)之間。由此看來，帶式輸送機(jī)造成了較大電能上的浪費(fèi)，因?yàn)樵谡５那闆r下帶式輸送機(jī)的實(shí)際工作效率維持在50％左右。根據(jù)煤礦帶式輸送機(jī)消耗能源的實(shí)際情況，本文對(duì)煤礦帶式輸送機(jī)的運(yùn)行和工作的特點(diǎn)進(jìn)行了進(jìn)一步的分析，探索出全新的運(yùn)行模式，有助于電動(dòng)機(jī)工作效率的提高，達(dá)到煤礦帶式輸送機(jī)節(jié)能的目的。

1 煤礦帶式輸送機(jī)的特點(diǎn)

由于帶式輸送機(jī)運(yùn)行的過程中有較多的阻力，因此必須要選擇適合其功率電動(dòng)機(jī)，根據(jù)以往的研究成果可以知道，在工作狀況條件恒定的情況下，任何一個(gè)煤礦帶式輸送機(jī)運(yùn)行中的各種阻力基本也沒有變化，煤礦帶式輸送機(jī)在運(yùn)行中的選型功率由實(shí)際運(yùn)量Q以及帶速v來決定。實(shí)際運(yùn)量Q不變時(shí)，功率P和帶速v成正比，功率隨著帶速的增加而增加。由此可知，如果其他參數(shù)恒定的情況下，帶速的降低即可以節(jié)約一定的能量。但如果想要通過這種方式來節(jié)約能源的消耗，必須要提高輸送帶的質(zhì)量，而高質(zhì)量的輸送帶成本也較高。因此，從經(jīng)濟(jì)利益方面考慮，通過對(duì)帶速v與運(yùn)量Q的研究，將其控制在一定的范圍，既可以節(jié)約能源又不需要增加它的經(jīng)濟(jì)成本[1]。

2 如何應(yīng)用模糊控制

如果想要煤礦帶式輸送機(jī)既高效又節(jié)能并且可靠的運(yùn)行，就需要優(yōu)化并完善帶式輸入機(jī)本身的結(jié)構(gòu)和功能。并且在控制器的選擇方面也要特別注意，需要選擇適合此煤礦輸送機(jī)的控制器。煤礦帶式輸送機(jī)大多都選擇運(yùn)用人工智能模糊控制系統(tǒng)，因?yàn)樵诿旱V帶式輸送機(jī)運(yùn)行的時(shí)候存在非線性以及波動(dòng)性等模糊的特點(diǎn)。選擇人工智能模糊控制系統(tǒng)可以使帶式輸送機(jī)的精確性和柔性得到控制，所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)，是將模糊系統(tǒng)與PLC相結(jié)合，這樣不僅保障了系統(tǒng)的可靠程度和適應(yīng)性，還使其智能化、自動(dòng)化得到了進(jìn)一步的提高。想要調(diào)控帶式輸送機(jī)的速度可以通過變頻調(diào)速的方式來實(shí)現(xiàn)，模糊控制器的輸入量包括：運(yùn)量偏差為G、速度偏差為E、速度偏差變化率為Ec。輸出量是電動(dòng)機(jī)的頻率P，由PLC程序?qū)斎肓窟M(jìn)行模糊處理，最終達(dá)到運(yùn)量與帶速合理配合的目的。

3 設(shè)計(jì)控制的系統(tǒng)

3.1 電氣節(jié)能的控制

通過對(duì)帶式輸送機(jī)的研究可以知道，想要控制帶式輸送機(jī)的重點(diǎn)在于帶速的動(dòng)態(tài)調(diào)控，想要達(dá)到節(jié)能的目的還要減少輕載以及空載狀態(tài)下能量消耗。如圖所示可知，倉(cāng)位傳感器的料位信號(hào)、稱重傳感器的重量信號(hào)、傳感器的速度信號(hào)都靠控制裝置來接受，只需要對(duì)以上的信號(hào)進(jìn)行一定的邏輯判斷，就可以依照預(yù)定的程序來智能的控制給煤量和輸送機(jī)的帶速。

控制系統(tǒng)的控制中樞是S7-300系列PLC，可用于采集倉(cāng)頭、帶速、稱重的信號(hào)，有助于PLC實(shí)現(xiàn)人工智能的模糊控制，便于運(yùn)行頻率的精準(zhǔn)計(jì)算。想要控制帶式輸送機(jī)的速度必須通過調(diào)節(jié)變頻器的頻率。與此同時(shí)，PLC還能實(shí)現(xiàn)各個(gè)級(jí)別分站之間信號(hào)的傳輸以及通信的功能，并且PLC程序的控制還可以保護(hù)帶式輸送機(jī)[2]。

3.2 調(diào)速程序的流程步驟

首先系統(tǒng)要設(shè)定煤倉(cāng)的額定容量，合理的存煤量是在30％到80％之間，在其范圍內(nèi)需要對(duì)輸送機(jī)的實(shí)際運(yùn)量Q進(jìn)行測(cè)量，然后將測(cè)量的值和之前設(shè)定的值相對(duì)比，以設(shè)計(jì)的運(yùn)量為準(zhǔn)，根據(jù)設(shè)計(jì)的運(yùn)量為帶式輸送機(jī)變頻調(diào)速。當(dāng)煤倉(cāng)的存煤量超出額定的存煤量時(shí)，系統(tǒng)將及時(shí)的發(fā)出超出煤量的警報(bào)信號(hào)，然后參考之前設(shè)計(jì)的運(yùn)量，對(duì)輸送帶的速度進(jìn)行調(diào)節(jié)以便調(diào)整時(shí)機(jī)的運(yùn)量。如果沒煤倉(cāng)的存煤量小于額定存煤量的下線時(shí)，系統(tǒng)也會(huì)及時(shí)的發(fā)出低于煤量的警報(bào)信號(hào)，此警報(bào)代表即將停機(jī)。還有一種情況是存煤量既沒有超出也不低于總煤量的30％，這種情況可以適當(dāng)減少給煤機(jī)給煤的量，這樣可以減少煤礦帶式輸送機(jī)的實(shí)際運(yùn)量。當(dāng)實(shí)際運(yùn)量低于設(shè)計(jì)運(yùn)量的一半時(shí)，煤礦帶式輸送機(jī)可以自動(dòng)的進(jìn)入低速運(yùn)行狀態(tài)，能夠充分節(jié)約電能。

3.3 應(yīng)用效果

在煤礦帶式輸送機(jī)中，在保證運(yùn)行速度的前提下降低能量的消耗。當(dāng)全部的煤炭運(yùn)輸完之后，節(jié)能控制器能夠通過檢測(cè)設(shè)備，對(duì)傳帶式輸送機(jī)的頂端料流和設(shè)備的傳感裝備進(jìn)行全面檢測(cè)，這樣做的根本目的在于檢查煤礦帶式運(yùn)輸機(jī)是否處于正常工作狀態(tài)。在新的控制裝置中，最近增添了測(cè)量速度的傳感裝置，在根本上實(shí)現(xiàn)了速率運(yùn)行的無縫連接，通過該裝置設(shè)備，能夠令工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障的位置和類型。在這個(gè)時(shí)候，煤礦帶式輸送機(jī)變頻裝置相關(guān)輸出頻率和料流的大小無關(guān)，煤礦帶式輸送機(jī)在正常功率下能夠保證工作，在這種情況下，可以在根本上減少料流傳感器損壞給機(jī)器帶來的不利影響。在輸送帶末尾位置放置一個(gè)通風(fēng)機(jī)，可以在根本上將煤礦帶式輸送機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的熱量消散。進(jìn)而將設(shè)備的耗損降低控制在理想范圍內(nèi)，給機(jī)器的正常運(yùn)行帶來了保證。

4 結(jié)束語

通過對(duì)帶式輸送機(jī)和相關(guān)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控，將實(shí)際運(yùn)量與所設(shè)計(jì)的運(yùn)量進(jìn)行比較，根據(jù)運(yùn)量的變化隨時(shí)調(diào)控帶速，在煤礦帶式輸送機(jī)輕載以及空載時(shí)，減小煤礦帶式輸送機(jī)的電能損耗，這樣對(duì)煤礦帶式輸送機(jī)的有效負(fù)債率有一定的提高，從而達(dá)到節(jié)約能量的目的。變頻調(diào)速不僅可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的調(diào)速并且還能節(jié)約能量消耗，同時(shí)，還可以有助于電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和運(yùn)行，減少對(duì)電網(wǎng)的傷害和破壞，間接性地增加了電動(dòng)機(jī)和煤礦帶式輸送機(jī)的使用壽命。并且，將模糊理論和PLC控制相融合的模式，對(duì)煤礦帶式輸送技術(shù)的改善有明顯的效果，自動(dòng)化控制的水平也有一定的提高，有助于實(shí)現(xiàn)節(jié)能模式下對(duì)帶式輸送機(jī)的智能控制。

[1]王曉,趙軍.帶式輸送機(jī)的計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)距離監(jiān)控系統(tǒng)[J].煤礦機(jī)械,2013（11）.

[2]肖衛(wèi)雄.煤礦帶式輸送機(jī)節(jié)能降耗控制系統(tǒng)的改造[J].煤礦機(jī)電,2014（01）.