長(zhǎng)距離輸送機(jī)多點(diǎn)分散驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)初探

杜錫剛（華電重工股份有限公司,北京　100070）

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長(zhǎng)距離輸送機(jī)多點(diǎn)分散驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)初探

杜錫剛
（華電重工股份有限公司,北京100070）

摘 要:本文對(duì)長(zhǎng)距離運(yùn)輸機(jī)的基本概況進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，并且討論了國(guó)內(nèi)長(zhǎng)距離輸送機(jī)多點(diǎn)分散驅(qū)動(dòng)應(yīng)用控制系統(tǒng)，然后對(duì)未來(lái)的長(zhǎng)距離輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了相應(yīng)的分析。目前輸送機(jī)面臨著千變?nèi)f化的復(fù)雜工況以及現(xiàn)場(chǎng)惡劣的地形，因此，人們對(duì)輸送機(jī)具有越來(lái)越高的穩(wěn)定性要求。本文立足于對(duì)輸送帶飄帶、振蕩、堆積等各方面故障的分析，最終將對(duì)多點(diǎn)分散驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的展望提了出來(lái)。

關(guān)鍵詞:長(zhǎng)距離；輸送機(jī)；多點(diǎn)分散驅(qū)動(dòng)控制

0　引言

輸送機(jī)本身具有較高的效率、較大的運(yùn)量、較廣的輸送物料范圍以及簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)等一系列的特點(diǎn)，因此在化工、港口、冶金、礦山等各種領(lǐng)域得到了十分廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)在輸送機(jī)的技術(shù)變得越來(lái)越完善，在市場(chǎng)當(dāng)中目前管狀、水平轉(zhuǎn)彎、雙向輸送、大傾角上下運(yùn)、長(zhǎng)距離等多種輸送機(jī)都變成了主流。當(dāng)前，在啟制動(dòng)過(guò)程和正常運(yùn)行的時(shí)候我國(guó)的大型帶式輸送機(jī)存在著電動(dòng)機(jī)由于載荷不均衡而過(guò)載、甚至燒毀、電網(wǎng)受到啟動(dòng)電流的較大沖擊以及啟動(dòng)困難等一系列的問(wèn)題。如果將多個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置布置在一條帶式輸送機(jī)上，就會(huì)由于不準(zhǔn)確的啟動(dòng)順序和時(shí)間控制而導(dǎo)致輸送帶發(fā)生一系列的問(wèn)題，因此必須要采取有效的措施解決這些問(wèn)題。

1　液粘軟啟動(dòng)裝置控制系統(tǒng)分析

由于原來(lái)變頻器具有十分昂貴的價(jià)格，因此液粘軟啟動(dòng)裝置被廣泛地運(yùn)用在了長(zhǎng)距離水平輸送機(jī)多點(diǎn)分散驅(qū)動(dòng)中。該裝置的具體原理如下：液壓系統(tǒng)比例閥線圈電流；對(duì)油壓的大小進(jìn)行控制；對(duì)油膜的厚度進(jìn)行控制；對(duì)輸出的力矩進(jìn)行控制；控制電機(jī)功率。液粘軟啟動(dòng)裝置多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)中采用的是功率平衡調(diào)節(jié)的方式。在電控系統(tǒng)中的主電機(jī)是一臺(tái)驅(qū)動(dòng)，并且針對(duì)電流差值將一個(gè)閥值設(shè)定出來(lái)，如果主電機(jī)和除主電機(jī)之外的電機(jī)之間出現(xiàn)超過(guò)這個(gè)閥值得電流差值，這時(shí)候就會(huì)實(shí)施功率調(diào)節(jié)，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(shí)候主要是利用對(duì)液壓系統(tǒng)在液粘裝置中的電磁比例閥的調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。利用上述的液粘控制系統(tǒng)可以很好的適應(yīng)調(diào)節(jié)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速、減速機(jī)減速比、各點(diǎn)驅(qū)動(dòng)滾筒外徑等先天的差異。然而液粘控制系統(tǒng)在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中仍然存在著較多的問(wèn)題，比如不允許長(zhǎng)時(shí)間的低速運(yùn)行、較差的穩(wěn)定性、較大的啟動(dòng)沖擊、嚴(yán)重的驅(qū)動(dòng)滾筒磨損以及驅(qū)動(dòng)滾筒容易打滑等一系列的問(wèn)題[1]。這樣除了使設(shè)備的故障率得以加大之外，同時(shí)還使得膠帶和驅(qū)動(dòng)滾筒的使用壽命得以縮短。因此筆者認(rèn)為，在較為簡(jiǎn)單的地形和工況、物料均勻和連續(xù)的長(zhǎng)距離多點(diǎn)分散驅(qū)動(dòng)輸送機(jī)中比較適用這種液粘控制系統(tǒng)中的功率平衡。

2　變頻器控制系統(tǒng)分析

變頻器的性價(jià)比在近幾年變得越來(lái)越高，由于其具有十分優(yōu)越的特性，因此在長(zhǎng)距離多點(diǎn)分散驅(qū)動(dòng)輸送機(jī)中開始得到了十分廣泛的應(yīng)用，輸送機(jī)中應(yīng)用變頻器具備低速驗(yàn)帶、重載低損傷啟動(dòng)、緩慢停車、緩慢啟動(dòng)等非常多的優(yōu)越性能。通常來(lái)說(shuō)，變頻器具有轉(zhuǎn)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(shí)現(xiàn)非常準(zhǔn)確的速度閉環(huán)控制。

首先，變頻器控制系統(tǒng)主要采用速度主從控制。主驅(qū)動(dòng)為頭部驅(qū)動(dòng)，然后向頭部驅(qū)動(dòng)輸送速度給定，對(duì)頭部驅(qū)動(dòng)的實(shí)時(shí)速度進(jìn)行讀取，然后送到尾部驅(qū)動(dòng)以及中部驅(qū)動(dòng)，并且將其作為速度給定，或者對(duì)中部驅(qū)動(dòng)的實(shí)時(shí)速度進(jìn)行讀取，將其送至尾部驅(qū)動(dòng)。在調(diào)試的初期，如果電機(jī)具有不準(zhǔn)確的時(shí)間控制、啟動(dòng)順序、驅(qū)動(dòng)滾筒外徑大小、減速器減速比、電機(jī)額定轉(zhuǎn)速等，這時(shí)候在某個(gè)時(shí)段的輸送帶就會(huì)出現(xiàn)飄帶或者低張力堆積的情況。就算將合適的配比確定下來(lái)，長(zhǎng)期運(yùn)行的設(shè)備仍然會(huì)由于個(gè)驅(qū)動(dòng)滾筒具有不同的磨損程度，從而出現(xiàn)上述的各種問(wèn)題[2]。

其次，通過(guò)驅(qū)動(dòng)速度進(jìn)行獨(dú)立的配比控制。在調(diào)試初期，分別讓頭部驅(qū)動(dòng)和中部驅(qū)動(dòng)這兩個(gè)驅(qū)動(dòng)采用同樣的速度進(jìn)行運(yùn)行，然后對(duì)中部驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩變化進(jìn)行認(rèn)真的觀察，通過(guò)對(duì)中部速度的調(diào)節(jié)給定進(jìn)行不斷地調(diào)節(jié)，使其能夠達(dá)到兩個(gè)轉(zhuǎn)矩基本不變的狀態(tài)。隨后將合理的速度配比確定下來(lái)，從而將因?yàn)闇p速器減速比、電機(jī)額定轉(zhuǎn)速對(duì)驅(qū)動(dòng)滾筒外徑帶來(lái)的影響抵消掉，隨后要將頭部和尾部的速度配比確定下來(lái)。在將三驅(qū)動(dòng)的速度合理配比確定下來(lái)之后，對(duì)三個(gè)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行分別給定。

最后，選擇轉(zhuǎn)矩主從控制。選定主驅(qū)動(dòng)為頭部驅(qū)動(dòng)，然后下頭部驅(qū)動(dòng)輸送速度給定在對(duì)頭部驅(qū)動(dòng)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行讀取之后，將其輸送到尾部驅(qū)動(dòng)和中部驅(qū)動(dòng)中，并且將其作為轉(zhuǎn)矩給定，或者對(duì)中部驅(qū)動(dòng)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行讀取，將其送至尾部驅(qū)動(dòng)，將其作為速度給定[3]。利用這種控制的方式，使得各驅(qū)動(dòng)能夠保持一致的轉(zhuǎn)矩。然而因?yàn)槲锪戏植即嬖谥痪鶆虻默F(xiàn)象，因此主驅(qū)動(dòng)可能會(huì)具有較大的轉(zhuǎn)矩變化，這樣又會(huì)導(dǎo)致從驅(qū)動(dòng)在速度方面存在著不可控的問(wèn)題，這樣就會(huì)導(dǎo)致輸送帶發(fā)生非常嚴(yán)重的振蕩問(wèn)題，甚至還有可能出現(xiàn)沿途撒料的情況。

3　未來(lái)的長(zhǎng)距離輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)在的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)基本上可以保證在輸送機(jī)在簡(jiǎn)單工況下的穩(wěn)定運(yùn)行。為了能夠確保多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)輸送機(jī)能夠與運(yùn)動(dòng)滾筒磨損、復(fù)雜工況、現(xiàn)場(chǎng)惡劣的地形等因素相適應(yīng)，就必須要采用動(dòng)態(tài)分析的方式對(duì)輸送機(jī)進(jìn)行分析，并將輸送機(jī)的控制模型建立起來(lái)，通過(guò)對(duì)現(xiàn)代傳感技術(shù)的借助在控制器上實(shí)現(xiàn)模糊控制，從而能夠保證驅(qū)動(dòng)滾筒線速度同步的實(shí)現(xiàn)。同時(shí)輸送機(jī)系統(tǒng)還可以分析在制動(dòng)、運(yùn)行和啟動(dòng)過(guò)程中的各項(xiàng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)參數(shù)，這樣就可以實(shí)現(xiàn)自學(xué)習(xí)，并且能夠以自身分析的結(jié)果為根據(jù)對(duì)控制程序進(jìn)行自動(dòng)的校正，從而可以確保設(shè)備實(shí)現(xiàn)更加穩(wěn)定和可靠的運(yùn)行。

4　結(jié)語(yǔ)

目前長(zhǎng)距離輸送機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域都得到十分廣泛的應(yīng)用，而目前長(zhǎng)距離輸送機(jī)多點(diǎn)分散驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)仍然存在著較多的問(wèn)題，因此很多技術(shù)人員和科研人員都在研究一個(gè)具有自校正、自分析、自診斷等一系列功能的長(zhǎng)距離輸送機(jī)多點(diǎn)分散驅(qū)動(dòng)平衡的控制系統(tǒng)。如果該系統(tǒng)一旦能夠研制成功，就能夠有效地推動(dòng)輸送機(jī)朝著更多中間點(diǎn)驅(qū)動(dòng)、更大運(yùn)量以及更大距離的方向不斷地發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐魯輝,李福東,張超,張曉永,宗成國(guó).多機(jī)驅(qū)動(dòng)帶式輸送機(jī)功率平衡的研究與分析[J].工礦自動(dòng)化,2011(05).

[2]樊秀芬.高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)在礦用多機(jī)驅(qū)動(dòng)帶式輸送機(jī)的應(yīng)用[J]. 煤礦機(jī)電,2010(04).

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

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