主運皮帶根據(jù)電流變化實現(xiàn)動態(tài)調(diào)整的探索與實踐

摘 要：本文介紹了開灤錢家營礦業(yè)公司對井下平運二部皮帶技術(shù)改造，主運皮帶根據(jù)電流變化實現(xiàn)動態(tài)調(diào)整的探索與實踐，闡述了KJD5控制器的基本構(gòu)造、編程方式以及如何通過與智能300A開關(guān)通訊，分析電流數(shù)據(jù)實現(xiàn)動態(tài)調(diào)整，并對這一技術(shù)對于節(jié)能降耗的重要意義進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：主運皮帶；KJD5；智能300A開關(guān)；節(jié)能降耗

皮帶運輸機在礦井原煤運輸中應(yīng)用較為普遍，因為其擁有安全高效快捷的優(yōu)勢，但是由于主運皮帶運輸機運輸距離遠(yuǎn)，單條皮帶運輸機的運輸長度較長，驅(qū)動力要求較大，因此多采用多臺大功率電動機驅(qū)動的方式，造成電力消耗在礦井生產(chǎn)成本中占有的比重很大，特別是在當(dāng)前煤炭行業(yè)形勢嚴(yán)峻的情況下，如何通過技術(shù)改造，實現(xiàn)節(jié)能降耗成為煤炭技術(shù)人員研究的課題。針對這一課題，結(jié)合錢家營礦業(yè)公司運輸系統(tǒng)實際，對平運二部皮帶運輸機控制方式進(jìn)行了優(yōu)化改造，實現(xiàn)了根據(jù)電流變化動態(tài)調(diào)整電機啟動數(shù)量，有效降低了皮帶運輸系統(tǒng)的電力浪費。

1 錢家營礦業(yè)公司平運二部皮帶概況

1.1 平運二部皮帶基本情況

平運二部皮帶位于錢家營礦業(yè)公司井下負(fù)600水平，皮帶運輸距離1124m，皮帶運行速度2.24m/s，電力拖動采用四機驅(qū)動，電動機型號：YBK2315L1—4，動率：160kW，供電電壓：660V，弗蘭德減速器型號：B3SH11，傳動比：i=35.5，主機控制開關(guān)：采用無錫東亭礦山機電廠生產(chǎn)的智能300A真空磁力起動器。

1.2 平運二部皮帶控制系統(tǒng)

平運二部皮帶控制開關(guān)采用的是天地（常州）自動化股份有限公司的KJD5型礦用本質(zhì)安全型可編程控制器。

1.2.1 KJD5控制器基本構(gòu)造

KJD5控制器是一種適合工業(yè)控制用的智能裝置，它采用梯形及語句表作為編程語言，機芯內(nèi)插有主板1塊、開關(guān)量板1塊、頻率量板1塊、位置板1塊、繼電器板1塊，并且可以通過RS485傳輸協(xié)議實現(xiàn)與其他設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，并對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

1.2.2 KJD5控制器工作過程

它采用循環(huán)掃描的工作方式，完成整修處理過程為一個掃描周期，一個掃描周期最長限制為1.5s，如果用戶程序編寫有誤，導(dǎo)致掃描周期超過1.5s，則礦用PLC將自動復(fù)位。用戶板的故障也會使KJD5控制器的微控器對用戶板產(chǎn)生復(fù)位。在通訊處理階段，CPU板與顯示板通過串行口通訊，響應(yīng)鍵盤的命令，更新液晶顯示器顯示內(nèi)容。KJD5控制器處于編程方式時，不執(zhí)行用戶程序和輸出處理，在運行方式時，執(zhí)行有效的用戶程序（有效的用戶程序是指通過程序傳送命令菜單2傳送的有END指令的程序）。

輸入處理以掃描方式順序讀入所有輸入端的狀態(tài)（開關(guān)量及頻率量），并將狀態(tài)存入相應(yīng)的映象存儲器，在程序執(zhí)行期間，即使輸入狀態(tài)發(fā)生變化，相應(yīng)的映象存儲器中的內(nèi)容也不會發(fā)生改變，只有在下一個掃描周期的輸入處理階段才會被讀入。

輸出處理將用戶程序執(zhí)行的結(jié)果輸出到輸出板的輸出鎖存器，通過隔離電路向外輸出控制信號，這是KJD5控制器的實際輸出。

2 數(shù)據(jù)采集與分析

2.1 數(shù)據(jù)通訊安裝與調(diào)試

為使四臺智能300A真空磁力起動器與KJD5型皮帶集中控制機分站之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊功能，需要將智能真空磁力起動器的電流數(shù)據(jù)傳輸給KJD5型皮帶集中控制機，現(xiàn)場將智能真空磁力起動器與皮帶集中控制機之間通訊電纜接好（智能開關(guān)主板具有數(shù)據(jù)通訊功能），并設(shè)置好各臺智能開關(guān)的通訊地址，確保KJD5型皮帶控制機準(zhǔn)確采集數(shù)據(jù)。

用電流型卡表，現(xiàn)場實際測量電動機空載與滿載狀態(tài)下的電流數(shù)據(jù)，并與智能開關(guān)所顯示數(shù)據(jù)現(xiàn)場進(jìn)行比較查找是否存在誤差，同時觀察KJD5皮帶控制機顯示屏顯示的電流數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)是否存在誤差。

2.2 數(shù)據(jù)分析

對平運二部皮帶進(jìn)行現(xiàn)場實際觀察，記錄皮帶運輸機在空載、輕載、滿載狀態(tài)下電流變化范圍，確定平運二部皮帶做負(fù)荷動態(tài)調(diào)整時的切換電流數(shù)值，并根據(jù)平運二部皮帶運輸機的現(xiàn)場實際情況，確定平二皮帶電動機負(fù)荷做動態(tài)調(diào)整時切除電動機的臺數(shù)及調(diào)整控制哪臺電動機。

3 確定改造方案

3.1 基本原理

在KJD5皮帶集中控制機程序中，添加相應(yīng)的PLC控制程序，在控制程序中規(guī)定，當(dāng)皮帶運輸機在啟動時，四臺電動機同時參與工作，待皮帶正常起動后，再進(jìn)行電流參數(shù)比較，并將1、3號電動機作為切除或投入對象，2、4號電動機作為長時工作，實施負(fù)荷動態(tài)調(diào)整。

3.2 具體方案

依據(jù)現(xiàn)場實際觀測結(jié)果，在控制機程序中確定用2、4號電動機的工作電流，與程序中電流切換數(shù)值下限62A及電流切換數(shù)值上限90A進(jìn)行比較，當(dāng)2、4號電動機工作電流都小于或等于62A時，程序設(shè)定延時180s進(jìn)行跳轉(zhuǎn)，將1、3號電動機切除，由四臺電機變?yōu)閮膳_電機驅(qū)動。皮帶運行過程中當(dāng)2、4號中任何一臺電動機的工作電流大于90A時，程序中設(shè)定延時30s后進(jìn)行跳轉(zhuǎn)，投入1、3號電動機，進(jìn)行四臺電機驅(qū)動，根據(jù)2、4號電動機的工作電流變化，確定運轉(zhuǎn)情況，如果出現(xiàn)某種原因造成無工作電流輸出時，立即將1、3號電動機投入，可以保證平運二部皮帶的安全運轉(zhuǎn)。

在程序中還設(shè)置有空載與滿載狀態(tài)下的判斷過程，即當(dāng)程序判斷皮帶在空載狀態(tài)下程序跳轉(zhuǎn)的條件，當(dāng)1號機在“開”狀態(tài)下有效、程序跳轉(zhuǎn)，進(jìn)行切換，當(dāng)程序判斷皮帶在滿載狀態(tài)下程序跳轉(zhuǎn)的條件，當(dāng)1號機在“停”狀態(tài)下有效、程序進(jìn)行跳轉(zhuǎn)。

4 效益分析

錢家營礦業(yè)公司通過使用現(xiàn)代化的計算機通訊技術(shù)，實現(xiàn)了平運二部皮帶在軟件上實現(xiàn)電動機負(fù)荷做動態(tài)調(diào)整，僅此一條皮帶可節(jié)省電費開支近40萬元，此項技術(shù)革新開辟了主運皮帶節(jié)能新途徑，對煤炭行業(yè)運輸系統(tǒng)降低電力成本的研究具有重要意義。

作者簡介：古硯輝，男，河北武邑人，職業(yè)：機電技術(shù)員，發(fā)展方向：電氣自動化。