長距離輸送機多點分散驅動控制系統初探

杜錫剛（華電重工股份有限公司,北京　100070）

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長距離輸送機多點分散驅動控制系統初探

杜錫剛
（華電重工股份有限公司,北京100070）

摘 要:本文對長距離運輸機的基本概況進行了簡單的介紹，并且討論了國內長距離輸送機多點分散驅動應用控制系統，然后對未來的長距離輸送機驅動控制系統發展趨勢進行了相應的分析。目前輸送機面臨著千變萬化的復雜工況以及現場惡劣的地形，因此，人們對輸送機具有越來越高的穩定性要求。本文立足于對輸送帶飄帶、振蕩、堆積等各方面故障的分析，最終將對多點分散驅動控制系統的展望提了出來。

關鍵詞:長距離；輸送機；多點分散驅動控制

0　引言

輸送機本身具有較高的效率、較大的運量、較廣的輸送物料范圍以及簡單的結構等一系列的特點，因此在化工、港口、冶金、礦山等各種領域得到了十分廣泛的應用。現在輸送機的技術變得越來越完善，在市場當中目前管狀、水平轉彎、雙向輸送、大傾角上下運、長距離等多種輸送機都變成了主流。當前，在啟制動過程和正常運行的時候我國的大型帶式輸送機存在著電動機由于載荷不均衡而過載、甚至燒毀、電網受到啟動電流的較大沖擊以及啟動困難等一系列的問題。如果將多個驅動裝置布置在一條帶式輸送機上，就會由于不準確的啟動順序和時間控制而導致輸送帶發生一系列的問題，因此必須要采取有效的措施解決這些問題。

1　液粘軟啟動裝置控制系統分析

由于原來變頻器具有十分昂貴的價格，因此液粘軟啟動裝置被廣泛地運用在了長距離水平輸送機多點分散驅動中。該裝置的具體原理如下：液壓系統比例閥線圈電流；對油壓的大小進行控制；對油膜的厚度進行控制；對輸出的力矩進行控制；控制電機功率。液粘軟啟動裝置多點驅動中采用的是功率平衡調節的方式。在電控系統中的主電機是一臺驅動，并且針對電流差值將一個閥值設定出來，如果主電機和除主電機之外的電機之間出現超過這個閥值得電流差值，這時候就會實施功率調節，降低其中具有較大輸出功率的液粘裝置的控制油壓，從而使油膜的厚度得以增加。在控制油壓的時候主要是利用對液壓系統在液粘裝置中的電磁比例閥的調節來實現的。利用上述的液粘控制系統可以很好的適應調節電機額定轉速、減速機減速比、各點驅動滾筒外徑等先天的差異。然而液粘控制系統在實際的應用過程中仍然存在著較多的問題，比如不允許長時間的低速運行、較差的穩定性、較大的啟動沖擊、嚴重的驅動滾筒磨損以及驅動滾筒容易打滑等一系列的問題[1]。這樣除了使設備的故障率得以加大之外，同時還使得膠帶和驅動滾筒的使用壽命得以縮短。因此筆者認為，在較為簡單的地形和工況、物料均勻和連續的長距離多點分散驅動輸送機中比較適用這種液粘控制系統中的功率平衡。

2　變頻器控制系統分析

變頻器的性價比在近幾年變得越來越高，由于其具有十分優越的特性，因此在長距離多點分散驅動輸送機中開始得到了十分廣泛的應用，輸送機中應用變頻器具備低速驗帶、重載低損傷啟動、緩慢停車、緩慢啟動等非常多的優越性能。通常來說，變頻器具有轉矩控制和速度控制等功能，而且其本身可以利用編碼器反饋實現非常準確的速度閉環控制。

首先，變頻器控制系統主要采用速度主從控制。主驅動為頭部驅動，然后向頭部驅動輸送速度給定，對頭部驅動的實時速度進行讀取，然后送到尾部驅動以及中部驅動，并且將其作為速度給定，或者對中部驅動的實時速度進行讀取，將其送至尾部驅動。在調試的初期，如果電機具有不準確的時間控制、啟動順序、驅動滾筒外徑大小、減速器減速比、電機額定轉速等，這時候在某個時段的輸送帶就會出現飄帶或者低張力堆積的情況。就算將合適的配比確定下來，長期運行的設備仍然會由于個驅動滾筒具有不同的磨損程度，從而出現上述的各種問題[2]。

其次，通過驅動速度進行獨立的配比控制。在調試初期，分別讓頭部驅動和中部驅動這兩個驅動采用同樣的速度進行運行，然后對中部驅動轉矩變化進行認真的觀察，通過對中部速度的調節給定進行不斷地調節，使其能夠達到兩個轉矩基本不變的狀態。隨后將合理的速度配比確定下來，從而將因為減速器減速比、電機額定轉速對驅動滾筒外徑帶來的影響抵消掉，隨后要將頭部和尾部的速度配比確定下來。在將三驅動的速度合理配比確定下來之后，對三個驅動進行分別給定。

最后，選擇轉矩主從控制。選定主驅動為頭部驅動，然后下頭部驅動輸送速度給定在對頭部驅動的實時轉矩進行讀取之后，將其輸送到尾部驅動和中部驅動中，并且將其作為轉矩給定，或者對中部驅動的實時轉矩進行讀取，將其送至尾部驅動，將其作為速度給定[3]。利用這種控制的方式，使得各驅動能夠保持一致的轉矩。然而因為物料分布存在著不均勻的現象，因此主驅動可能會具有較大的轉矩變化，這樣又會導致從驅動在速度方面存在著不可控的問題，這樣就會導致輸送帶發生非常嚴重的振蕩問題，甚至還有可能出現沿途撒料的情況。

3　未來的長距離輸送機驅動控制系統發展趨勢

現在的驅動控制系統基本上可以保證在輸送機在簡單工況下的穩定運行。為了能夠確保多點驅動輸送機能夠與運動滾筒磨損、復雜工況、現場惡劣的地形等因素相適應，就必須要采用動態分析的方式對輸送機進行分析，并將輸送機的控制模型建立起來，通過對現代傳感技術的借助在控制器上實現模糊控制，從而能夠保證驅動滾筒線速度同步的實現。同時輸送機系統還可以分析在制動、運行和啟動過程中的各項實時數據參數，這樣就可以實現自學習，并且能夠以自身分析的結果為根據對控制程序進行自動的校正，從而可以確保設備實現更加穩定和可靠的運行。

4　結語

目前長距離輸送機在各個領域都得到十分廣泛的應用，而目前長距離輸送機多點分散驅動控制系統仍然存在著較多的問題，因此很多技術人員和科研人員都在研究一個具有自校正、自分析、自診斷等一系列功能的長距離輸送機多點分散驅動平衡的控制系統。如果該系統一旦能夠研制成功，就能夠有效地推動輸送機朝著更多中間點驅動、更大運量以及更大距離的方向不斷地發展。

參考文獻：

[1]徐魯輝,李福東,張超,張曉永,宗成國.多機驅動帶式輸送機功率平衡的研究與分析[J].工礦自動化,2011(05).

[2]樊秀芬.高壓變頻調速系統在礦用多機驅動帶式輸送機的應用[J]. 煤礦機電,2010(04).

[3]吉晉陽.大型帶式輸送機的控制與分析[J].煤礦機械,2010(05).

DOI :10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.218