皮带机电控系统是一个连续高强度作业系统，因此对皮带机电气 传动系统也有更高的要求。传统交流拖动系统的显著缺点是：带式输 送机在启动过程中对电网、电动机、减速机、皮带冲击严重，重负载 时启动困难。运行过程中轻载、空载时，对电动机、减速机、滚筒、 托辊、胶带等设备造成不必要的磨损和电能消耗；设计富余量大，电 动机常处于 50%以下的低效率工作状态，无法调整速度，控制精度低， 安全保护和监测环节不完善，安全可靠性差，维护工作量大，而且运 行不经济。本设计对传统的电控系统进行了改进，采用 PLC 进行变
5） 采用变频器驱动后，在整个工作过程中功率因数都可达到 0.9 以上，大大节省了无功功率。通常情况下，煤矿用电机在设计过程中 放的裕量较大，正常工作时绝大部分不能满载运行，电机工作于额定 电压，额定速度而负载经常很小，也有部分时间是空载运行。由电机 设计和运行特性知道，电机只有在接近满载时才是效率最高，功率因 数最佳。轻载时则降低，造成不必要的电能损失。
第一部分：交流配电电源柜部分 交流配电电源柜部分采用双电源进线（即双回路供电），保障了 生产的连续性。同时向交流变频驱动柜、自动化控制显示操作台进行
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馈电。并具有完善的过电流、短路、欠电压、漏电动作等保护功能， 使设备运行更加安全可靠。
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频控制，并且可根据客户需要加入触摸显示屏监控操作系统，包括速 度控制、行程控制、煤量在线监测、视频监视系统、安全回路、制动 系统、调速系统和信号系统等。本系统大大提高了矿井皮带运输机系 统的安全性、可靠性、完善了检测系统、提高了调速性能，节约了能 源，对于煤矿安全生产有重大意义。 二、系统组成
三、采用变频调速系统的优点
1、电气部分：
1） 真正实现了皮带运输系统的软启动。减少电机启动时对电网 的冲击。采用闭环矢量控制变频器，特点启动力矩大，能将电机的软 启动和皮带机的软启动合二为一，通过电机的慢速起动，带动皮带机 缓慢起动。将皮带内部贮存的能量缓慢释放，使皮带机在起动的过程 中形成的张力波极小，几乎对皮带不造成伤害。
第三部分：交流变频驱动柜部分
交流变频驱动柜部分采用两台 ABB 品牌 ACS 系列全数字，重负 载适量转距控制型变频器，主从控制分别同步驱动两台电机，同时完 成对电机起动调速等控制过程，与主控台等单元共同构成全数字、高 性能的变频驱动系统。当皮带运输机坡度方向向下输送物料时，电机 会处于发电状态，这时应加配制动单元或能量回馈单元，将电机所产 生的再生电能通过制动电阻消耗掉，或转换成三相交流电反馈电网。 达到刹车制动的效果。
2） 可以实现皮带机多电机驱动时的功率平衡。通过变频器主机 和从机的电流闭环 PID 控制，使皮带机在负载不断变化的情况下保证 各电机输出电流均衡，输出转矩相同。
3） 可以实现皮带机负载变化和速度变化闭环控制。通过在上煤 位置安装多个防爆传感器实时监控上煤量，通过 PLC 计时后运算出
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2、机械部分：
1） 降低设备的维护量，方便皮带检修。电机可以实现无级调速， 加、减速过程很平滑，电流冲击小，大大减轻了机械冲击的强度。当 皮带在轻负载运行时，电机自动调低皮带运行速度，使皮带运输机的 机械部分磨损大大减小，使皮带机使用寿命更长。而且当皮带运输机 检修时可以将皮带机降到很低的速度运行，解决了以前由于皮带运输
第二部分：自动化控制显示操作台部分
自动化控制采用原装进口的 SIEMENS S7 系列 PLC 作为接收、处 理、输出信号的主控器件，并完全按 GB/T17626 电磁兼容性标准要 求进行设计。显示系统采用 WEINVIEW 品牌 MT 系列全彩工业级触 摸显示屏。该显示单元可以通过 PLC 公共数据通道中取出各种数据 进行运行状态监视，包括皮带机运输状态画面，实时显示输送机运行 速度，控制输送机在零速时制动器动作状态，系统各保护点和外设故 障记忆显示等功能。
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皮 带 机 变 频 电 控 系 统
太原市深科科技有限公司 二○一二年十二月
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一、概述
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在煤矿生产中，皮带运输机起着非常重要的作用，它是矿山安全 高效生产的关键设备。皮带运输机电控装置的技术性能，既直接影响 矿山生产的效率及安全，又代表着矿井自动化发展的整体水平。
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第四部分：保护信号采样部分
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保护信号取样部分主要由各种传感器组成，通过传感器对现场的 电机电流电压、煤仓煤位、上煤量监测、跑偏、拉绳急停、皮带机运 行速度、堆煤、温度、烟雾、瓦斯、纵向撕裂、急停等实时数据进行 采集并输入到自动化控制显示操作台的 PLC 信号输出接口中，通过 PLC 进行信号处理并发出停机开关各种电磁阀，自动水阀等相应指 令。并实现对输送机运行状态的实时监控，设备运行和故障状态在触 摸屏上实时显示。
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皮带机在一定时间内的皮带机运载量多少，输出给定控制信号调节变 频器输出频率。当皮带机上运载量大时，皮带机全速运转。当皮带机 上运载量小时，实现变频调速，降低变频器频率，降低电机转速，达 到节能省电，减少皮带机磨损的目的。
4） 变频电控完全系统符合 EMC 电磁兼容性等相关标准。变频 系统标配交直流输入输出滤波器，减小对电网和电机的高次谐波干 扰，提高系统运行效率。在电网波动± 15% 范围内，恒转矩起动，不 会因为电网波动影响负载起动情况。
随着世界发达国家皮带运输机自动控制水平的提高，我国皮带运 输机控制已逐步淘汰耗能巨大、自动化水平极低的普通软起电控系 统，而变频及 PLC 数字化控制技术已成熟，经过多年在矿山皮带运 输机上的实际应用，其性能优越、节能显著已为广大用户所认知。我 公司在采用先进技术的同时，充分的考虑到了皮带机电控系统工作的 可靠性、完善性，充分考虑操作的简易性，尽可能简化系统，适合现 场条件，符合现场操作工的操作习惯，这是我们设计的根本所在。
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机运行速度过快而难于检修皮带的问题，提高了胶带的检修效率。 2） 节约高效，降低机器工作噪声。采用变频驱动后，电机与减
速器之间是直接硬连接，中间减少了液力偶合器这个环节，而液力偶 合器本身的传递效率是不高的，并且液力偶合器主要是通过液体来传 动，而液体的传动效率比直接硬连接的传动效率要低许多，因而采用 变频驱动后，系统总的传递效率可提高 5%-15%。在变频运行中，在 运煤量不大的下或空载的情况下，可将皮带机的运行速度降低，也可 节约一部分能量。