姜樹發(fā)

（新疆普陽礦業(yè)開發(fā)有限公司，新疆和田 848009）

0.引言

目前我國煤礦企業(yè)的生產(chǎn)中使用的機械設(shè)備主要是帶式輸送機，帶式輸送機不僅能夠提高煤礦的生產(chǎn)效率，還能夠節(jié)省人力資源的投入，進而帶來更多的經(jīng)濟效益，但是目前傳統(tǒng)的帶式輸送機在實際使用過程中，啟動所需要的功率相對較大，而出現(xiàn)的電流過大或者功率不平衡的問題，不僅影響帶式輸送機的正常使用，還會影響煤礦的生產(chǎn)流程，因此利用變頻器保障帶式輸送機在啟動的過程中能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)，安全的運行，是當(dāng)前提高帶式輸送機使用效果的重要措施。根據(jù)相關(guān)研究表明，目前在帶式輸送機的使用過程中，其電能的消耗量占總電力消耗量的60%，所以利用變頻器節(jié)省電能消耗，可以有效延長帶式輸送機使用壽命，降低了電能的使用量。

1.帶式輸送機運行變頻控制分析

當(dāng)前在帶式輸送機的運行過程中，主要使用的PLC作為控制工具，利用PLC所輸出的工頻信號，能夠?qū)ψ冾l器進行相應(yīng)的控制，同時變頻器在實際工作過程中還可以通過交流和直流轉(zhuǎn)換的模式，將逆變器中改變輸出的信號傳輸?shù)诫妱訖C中，保證電動機的電流頻率能夠更加穩(wěn)定，從而控制電動機的具體轉(zhuǎn)速。當(dāng)前電動機在運行的過程中，主要通過液力耦合器和減速器帶動帶式輸送機的滾筒進行運轉(zhuǎn)和工作，而滾筒又可以和帶式輸送機中的膠帶設(shè)備產(chǎn)生一定的摩擦力，進而使膠帶運行，所以變頻控制能夠使整個運行流程更加穩(wěn)定。

在控制帶式輸送機運行的過程中，其主要的電氣設(shè)備為變頻器，其中，現(xiàn)階段在帶式輸送機中常用的變頻器主要包含傳感器，執(zhí)行元件和控制器等，現(xiàn)階段我國煤礦企業(yè)中所使用的帶式輸送機主要是智能變頻器控制下的輸送機系統(tǒng)，而智能變頻器在實際工作過程中，通過利用傳感器獲得相應(yīng)的運輸信息，然后利用PLC控制系統(tǒng)對輸送機的運行速度等進行相應(yīng)的控制，目前在智能變頻器中所使用的傳感器種類主要包含了位置傳感器，速度傳感器和壓力傳感器，而控制器主要使用PLC控制系統(tǒng)，并且利用無線傳輸?shù)姆绞綄﹄娏饕约半姍C的轉(zhuǎn)距等進行數(shù)據(jù)的獲取，同時利用執(zhí)行元件，將所有獲取的信號進行處理，并且傳輸?shù)綆捷斔蜋C中，控制帶式輸送機的運行。[1]

2.變頻器控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制分析

2.1 變頻器控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

要想明確變頻器控制系統(tǒng)的控制流程，首先要了解現(xiàn)階段在我國帶式輸送機運行過程中所使用變頻器的具體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，為了保證能夠通過帶式輸送機的控制提高運輸煤的效率，在針對控制系統(tǒng)進行設(shè)計的過程中選擇了具有相應(yīng)功能的傳感器，目前所使用的傳感器類型主要是速度傳感器和壓力傳感器。速度傳感器對帶式輸送機的運行速度進行控制，而壓力傳感器能夠?qū)捷斔蜋C運轉(zhuǎn)煤的數(shù)量進行控制，變頻控制系統(tǒng)主要包含了煤機監(jiān)控分站和輸送機的控制分站，煤氣監(jiān)控分站的主要作用是能夠針對輸送機運輸煤的數(shù)量進行監(jiān)測，而輸送機的監(jiān)控分站主要是對輸送機的運行速度，以及啟動和停止的情況進行控制。同時利用傳感器設(shè)備能夠?qū)⑺袡z測到的信號通過互聯(lián)網(wǎng)的形式傳輸給中央處理中心，中央處理中心又可以利用智能化的算法，通過相應(yīng)的運算，輸出控制指令，進而使變頻器能夠達到速度調(diào)控的目的。

2.2 變頻器控制流程分析

目前變頻器的實際工作流程是通過相應(yīng)的控制系統(tǒng)能夠檢測到帶式輸送機在運行過程中所承載煤的數(shù)量，并且通過煤量的匹配原則，對帶式輸送機在運輸過程中輸送煤的數(shù)量進行相應(yīng)的控制，利用這種控制原則不僅可以有效改善輸送機的使用效率，還能夠保障利用智能化的控制模式，使輸送機在運行過程中降低相應(yīng)的能耗。同時，變頻器在使用時，其最主要的作用是能夠?qū)斔蜋C所運輸煤的數(shù)量進行智能的預(yù)測，并且根據(jù)相應(yīng)的控制原則，對運輸煤的數(shù)量進行智能化的控制，通過其預(yù)測的數(shù)量，按照時間推移的方式對未來某一段時間內(nèi)煤的運輸量進行相應(yīng)的計算，進而保障輸送機的運輸量能夠得到合理的控制[2]。

首先是通過開始按鈕控制變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的開關(guān)，然后對帶式輸送機的運輸長度進行計算，建立起相應(yīng)的系統(tǒng)模型，在系統(tǒng)模型建立以后，需要將執(zhí)行的輸送機運輸速度，輸入到系統(tǒng)模型中，將延遲的降速同時輸入到模型中進行預(yù)算，保障能夠計算出運輸煤的數(shù)量，明確其運輸?shù)闹芷?，這樣通過匹配原則，能夠?qū)捷斔蜋C后期運行過程中的速度進行預(yù)測。

然后是變頻器控制系統(tǒng)還可以根據(jù)所使用的帶式輸送機的膠帶長度，運行速度等構(gòu)建相應(yīng)的運行模型，通過對運輸煤的變化量進行預(yù)測，利用運行速度和預(yù)測速度進行對比，完成輸送機速度的控制操作。目前，變頻器控制系統(tǒng)的工作流程主要分為兩個不同的階段，第1個階段是能夠?qū)崿F(xiàn)輸送機的啟動和停止，通過接收到的相應(yīng)的信號，保證輸送機的速度控制在3.6m/s運行，而如果接收到了停機信號時，可以快速的將輸送機的速度降到2m/s。第2個工作流程是能夠通過對輸送機運輸煤的功率大小對輸送機的具體運行速度進行相應(yīng)的控制，目前，輸送機在運行過程中，其功率能夠和運輸?shù)膬r和量成正比，為了保障提高監(jiān)測的準確性，可以將功率因素作為后期反應(yīng)輸送機運煤量的可靠信息，進而保障能夠?qū)斔蜋C速度進行控制。

2.3 帶式輸送機中使用變頻器的應(yīng)用效果分析

隨著我國煤礦企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷增大，所使用的帶式輸送機規(guī)模也在逐漸增加，針對大型遠距離帶式輸送機，利用智能變頻器進行相應(yīng)的控制，能夠降低電能的消耗量，通過對應(yīng)用效果進行分析，可以明確在使用變頻器后，對電能的消耗量進行數(shù)據(jù)的對比分析，目前帶式輸送機的運輸時間是20h，其運行的速度設(shè)定為4.4m/s，其運行的功率為800kW，輸送機在運行過程中每天需要4h的檢修時間，并且?guī)捷斔蜋C每天的電能消耗量設(shè)定為1.5萬度[3]。使用智能變頻器前后帶式輸送機運行參數(shù)如表1所示。

表1 運行參數(shù)對比表

通過數(shù)據(jù)分析可以明確，目前在使用變頻器前和變頻器后，帶式輸送機電能的消耗量有明顯的降低。同時對其運行效果進行了對比分析，發(fā)現(xiàn)使用變頻器后電能的消耗量有所下降，運行的速度也更加平穩(wěn)。

3.結(jié)語

現(xiàn)階段在我國帶式輸送機的運行過程中，具有輸送量大而且距離長的特點，煤礦生產(chǎn)企業(yè)必須要保證使用帶有變頻器的帶式輸送機，進而降低生產(chǎn)過程中的能量消耗。