煤礦帶式輸送機節能技術的應用

侯光輝

（平煤神馬集團設備租賃分公司,河南 平頂山 467000）

煤礦帶式輸送機節能技術的應用

侯光輝

（平煤神馬集團設備租賃分公司,河南 平頂山 467000）

由于煤礦帶式輸送機消耗的能量較大，為了節約一定的能源，我們對如何降低煤礦帶式輸送機進行了仔細的分析和探討，并對煤礦帶入式輸送機中加入變頻調速技術進行重點分析。針對煤礦帶式輸送機的運動量來調節它的帶速，不僅有效式負載率得到了提高，并且還達到了煤礦帶式輸送機節約能源的目的。把模糊控制以及PLC控制相結合，從而實現自動化的煤礦帶式輸送機。

帶式輸送機；變頻調節；模糊控制；節能技術

煤礦生產的主要設備就是帶式輸送機，一般情況下，需要幾臺大功率的電動機才可以驅動，所以需要消耗很多的能源，因而在選配電動機的時候，大多只考慮了25％和40％之間的功率。與此同時，煤倉給煤量幅度波動的幅度也比較大，帶式輸送機的運量不夠穩定，一直在徘徊在滿載、輕載、空載等狀態之間。由此看來，帶式輸送機造成了較大電能上的浪費，因為在正常的情況下帶式輸送機的實際工作效率維持在50％左右。根據煤礦帶式輸送機消耗能源的實際情況，本文對煤礦帶式輸送機的運行和工作的特點進行了進一步的分析，探索出全新的運行模式，有助于電動機工作效率的提高，達到煤礦帶式輸送機節能的目的。

1 煤礦帶式輸送機的特點

由于帶式輸送機運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機，根據以往的研究成果可以知道，在工作狀況條件恒定的情況下，任何一個煤礦帶式輸送機運行中的各種阻力基本也沒有變化，煤礦帶式輸送機在運行中的選型功率由實際運量Q以及帶速v來決定。實際運量Q不變時，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，如果其他參數恒定的情況下，帶速的降低即可以節約一定的能量。但如果想要通過這種方式來節約能源的消耗，必須要提高輸送帶的質量，而高質量的輸送帶成本也較高。因此，從經濟利益方面考慮，通過對帶速v與運量Q的研究，將其控制在一定的范圍，既可以節約能源又不需要增加它的經濟成本[1]。

2 如何應用模糊控制

如果想要煤礦帶式輸送機既高效又節能并且可靠的運行，就需要優化并完善帶式輸入機本身的結構和功能。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的控制器。煤礦帶式輸送機大多都選擇運用人工智能模糊控制系統，因為在煤礦帶式輸送機運行的時候存在非線性以及波動性等模糊的特點。選擇人工智能模糊控制系統可以使帶式輸送機的精確性和柔性得到控制，所設計的控制系統，是將模糊系統與PLC相結合，這樣不僅保障了系統的可靠程度和適應性，還使其智能化、自動化得到了進一步的提高。想要調控帶式輸送機的速度可以通過變頻調速的方式來實現，模糊控制器的輸入量包括：運量偏差為G、速度偏差為E、速度偏差變化率為Ec。輸出量是電動機的頻率P，由PLC程序對輸入量進行模糊處理，最終達到運量與帶速合理配合的目的。

3 設計控制的系統

3.1 電氣節能的控制

通過對帶式輸送機的研究可以知道，想要控制帶式輸送機的重點在于帶速的動態調控，想要達到節能的目的還要減少輕載以及空載狀態下能量消耗。如圖所示可知，倉位傳感器的料位信號、稱重傳感器的重量信號、傳感器的速度信號都靠控制裝置來接受，只需要對以上的信號進行一定的邏輯判斷，就可以依照預定的程序來智能的控制給煤量和輸送機的帶速。

控制系統的控制中樞是S7-300系列PLC，可用于采集倉頭、帶速、稱重的信號，有助于PLC實現人工智能的模糊控制，便于運行頻率的精準計算。想要控制帶式輸送機的速度必須通過調節變頻器的頻率。與此同時，PLC還能實現各個級別分站之間信號的傳輸以及通信的功能，并且PLC程序的控制還可以保護帶式輸送機[2]。

3.2 調速程序的流程步驟

首先系統要設定煤倉的額定容量，合理的存煤量是在30％到80％之間，在其范圍內需要對輸送機的實際運量Q進行測量，然后將測量的值和之前設定的值相對比，以設計的運量為準，根據設計的運量為帶式輸送機變頻調速。當煤倉的存煤量超出額定的存煤量時，系統將及時的發出超出煤量的警報信號，然后參考之前設計的運量，對輸送帶的速度進行調節以便調整時機的運量。如果沒煤倉的存煤量小于額定存煤量的下線時，系統也會及時的發出低于煤量的警報信號，此警報代表即將停機。還有一種情況是存煤量既沒有超出也不低于總煤量的30％，這種情況可以適當減少給煤機給煤的量，這樣可以減少煤礦帶式輸送機的實際運量。當實際運量低于設計運量的一半時，煤礦帶式輸送機可以自動的進入低速運行狀態，能夠充分節約電能。

3.3 應用效果

在煤礦帶式輸送機中，在保證運行速度的前提下降低能量的消耗。當全部的煤炭運輸完之后，節能控制器能夠通過檢測設備，對傳帶式輸送機的頂端料流和設備的傳感裝備進行全面檢測，這樣做的根本目的在于檢查煤礦帶式運輸機是否處于正常工作狀態。在新的控制裝置中，最近增添了測量速度的傳感裝置，在根本上實現了速率運行的無縫連接，通過該裝置設備，能夠令工作人員及時發現故障的位置和類型。在這個時候，煤礦帶式輸送機變頻裝置相關輸出頻率和料流的大小無關，煤礦帶式輸送機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器帶來的不利影響。在輸送帶末尾位置放置一個通風機，可以在根本上將煤礦帶式輸送機工作時產生的熱量消散。進而將設備的耗損降低控制在理想范圍內，給機器的正常運行帶來了保證。

4 結束語

通過對帶式輸送機和相關設備運行狀態的監控，將實際運量與所設計的運量進行比較，根據運量的變化隨時調控帶速，在煤礦帶式輸送機輕載以及空載時，減小煤礦帶式輸送機的電能損耗，這樣對煤礦帶式輸送機的有效負債率有一定的提高，從而達到節約能量的目的。變頻調速不僅可以實現動態的調速并且還能節約能量消耗，同時，還可以有助于電動機的啟動和運行，減少對電網的傷害和破壞，間接性地增加了電動機和煤礦帶式輸送機的使用壽命。并且，將模糊理論和PLC控制相融合的模式，對煤礦帶式輸送技術的改善有明顯的效果，自動化控制的水平也有一定的提高，有助于實現節能模式下對帶式輸送機的智能控制。

[1]王曉,趙軍.帶式輸送機的計算機遠距離監控系統[J].煤礦機械,2013（11）.

[2]肖衛雄.煤礦帶式輸送機節能降耗控制系統的改造[J].煤礦機電,2014（01）.