帶式輸送機(jī)自動化調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

周 毅

（中國民用航空飛行學(xué)院飛機(jī)修理廠，德陽 618307）

帶式輸送機(jī)從發(fā)明初期至今，經(jīng)過了漫長的發(fā)展過程，隨著時(shí)代的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的不斷提高，電氣自動化、機(jī)械制造以及冶金工業(yè)技術(shù)都得到了極大的提高。因此，帶式輸送機(jī)的性能也得到改善，其運(yùn)用的范圍更廣，不僅僅是在車間內(nèi)部被應(yīng)用，而且用于各行各業(yè)之間貨物的輸送。因此，可以看出帶式輸送機(jī)已經(jīng)成為了貨物運(yùn)輸系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。帶式輸送機(jī)最大的特點(diǎn)就是其自動化程度較高，因此，需要進(jìn)一步做好帶式輸送機(jī)的自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對帶式輸送機(jī)的各種性能進(jìn)行優(yōu)化，才能讓帶式輸送機(jī)更好的應(yīng)用于生活的各個(gè)領(lǐng)域。

1 帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1 帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)

帶式輸送機(jī)主要是由驅(qū)動裝置、輸送帶、張緊裝置、機(jī)架、托輥等裝置組成。在帶式輸送機(jī)的裝置中，輸送帶會繞經(jīng)輸送機(jī)的驅(qū)動滾筒形成一個(gè)環(huán)形的封閉帶，分為上下兩層，通過回程托輥和承載托輥支撐，而張緊裝置主要是來調(diào)節(jié)輸送帶在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中需要的張緊力，在工作的過程中通過摩擦力來帶動驅(qū)動滾筒運(yùn)行。當(dāng)貨物到達(dá)運(yùn)輸帶之后，會與運(yùn)輸帶一起運(yùn)動，利用運(yùn)送帶輸送貨物的過程中當(dāng)輸送帶轉(zhuǎn)變方向之后，將貨物卸載，在必要的時(shí)候，可以通過專門的卸載裝置在輸送機(jī)的任意點(diǎn)進(jìn)行卸載。

1.2 帶式輸送機(jī)工作原理

帶式輸送機(jī)主要是通過機(jī)頭和機(jī)尾來將輸送帶鏈接，將輸送帶轉(zhuǎn)變?yōu)榄h(huán)形閉合的裝置，利用摩擦力來通過輸送帶輸送貨物，機(jī)頭、機(jī)尾和輸送帶形成的滾筒成為傳動滾筒。而在改變方向的一側(cè)成為改向滾筒。傳動滾筒通過電動機(jī)來驅(qū)動，驅(qū)動滾筒一般都裝配在機(jī)頭卸載處，從而讓輸送機(jī)的牽引力更大，更加便于貨物的輸送。當(dāng)貨物落到輸送帶上之后，需要通過摩擦力的帶動將貨物從卸載一端卸除。普通的帶式輸送機(jī)的機(jī)身上是通過操行的托輥支撐的，這樣能夠加大輸送帶的承載面積，而下層的輸送帶是不承載的空帶，主要是由平托輥來支撐。帶式輸送機(jī)的功能強(qiáng)大，可以進(jìn)行水平運(yùn)輸、也可以進(jìn)行傾斜運(yùn)輸，必要的時(shí)候可以進(jìn)行垂直運(yùn)輸，但是對于普通的帶式輸送機(jī)來說，主要是通過傾斜向上運(yùn)輸，且傾斜的角度不能超過18°，向下輸送的角度不能超過15°。

1.3 帶式輸送機(jī)的清掃和保護(hù)

帶式輸送機(jī)都有著清掃裝置，主要是對膠帶表面的一些黏著物進(jìn)行清理，比如煤粉等，防止這些粘結(jié)在滾筒的表面，導(dǎo)致輸送帶的磨損。其中，清掃器分為頭部和回空段清掃器兩種類型，而頭部的一般都是處于卸載滾筒處，回空段清掃器則是V型，主要安裝在滾筒分離點(diǎn)后邊的膠帶上，主要是用戶清理回煤。

1.4 保護(hù)裝置

對于帶式輸送機(jī)的保護(hù)裝置主要是有打滑保護(hù)傳感器和跑偏保護(hù)傳感器兩種。打滑是輸送帶打滑的情況，容易對膠帶造成磨損，嚴(yán)重的情況下會燒毀膠帶，引起事故。而打滑保護(hù)傳感器主要是放在機(jī)頭卸載滾筒處，主要是當(dāng)膠帶出現(xiàn)打滑的情況時(shí)，主機(jī)能夠及時(shí)的接收到信號，然后將電機(jī)的控制回路切斷，實(shí)現(xiàn)停機(jī)處理。

跑偏保護(hù)傳感器主要是將在膠帶中心跑偏的現(xiàn)象進(jìn)行控制。跑偏會導(dǎo)致膠帶與機(jī)架之間產(chǎn)生摩擦，會導(dǎo)致膠帶邊緣的損壞，同時(shí)還能夠增加運(yùn)行的阻力，導(dǎo)致膠帶出現(xiàn)打滑的現(xiàn)象，在嚴(yán)重的時(shí)候可能會導(dǎo)致貨物拋灑的情況。這種傳感器一般是裝在機(jī)頭和機(jī)尾的部分，當(dāng)然對于一些遠(yuǎn)距離傳輸也會安裝在輸送帶的中部。當(dāng)出現(xiàn)跑偏嚴(yán)重的情況時(shí)，傳感器會發(fā)出信號，讓主機(jī)來切斷控制回路，實(shí)現(xiàn)停機(jī)。

2 帶式輸送機(jī)自動化調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)硬件組成

帶式輸送機(jī)自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要是由執(zhí)行電機(jī)、控制裝置、負(fù)載電流檢測和變頻器等組成。變頻器中包括了變頻調(diào)速系統(tǒng)，經(jīng)過電流的反饋，變頻器能夠?qū)⑿畔⑥D(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)載電流信號。在帶式輸送機(jī)的自動化調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，主要是通過PLC來搜集帶式輸送機(jī)的電流信號，經(jīng)過軟件的分析之后，來對輸送機(jī)的負(fù)荷情況進(jìn)行判斷，然后通過D/A模塊來將控制信號輸出，從而對帶式輸送機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，經(jīng)過調(diào)節(jié)能夠保證帶式輸送機(jī)的狀態(tài)是最佳的工作狀態(tài)。

2.2 總體設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的帶式輸送機(jī)的控制系統(tǒng)是屬于半自動化的系統(tǒng)，需要人工手動操作，但是很多情況下，工作環(huán)境比較惡劣，對于帶式輸送機(jī)的運(yùn)行有著極大的損傷，經(jīng)常會導(dǎo)致帶式輸送機(jī)出現(xiàn)一些故障，比如，跑偏和打滑等現(xiàn)象，嚴(yán)重的時(shí)候會導(dǎo)致輸送帶的撕裂。因此，對于帶式輸送機(jī)的控制系統(tǒng)提出了新的要求。本文應(yīng)用的PLC自動化調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠讓帶式輸送機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)更加順暢。PLC具有很多其他控制器所不具備的優(yōu)點(diǎn)，能夠充分的利用計(jì)算機(jī)的靈活性和通用性，能夠?qū)⑦@些優(yōu)點(diǎn)集中到一起來進(jìn)行開發(fā)和設(shè)計(jì)。PLC主要的特點(diǎn)包括：首先應(yīng)用PLC的帶式輸送機(jī)的自動化調(diào)節(jié)系統(tǒng)的可靠性更高，具有非常強(qiáng)大的抗干擾能力，同時(shí)PLC中有著豐富的I/O接口，能夠滿足各種需求；PLC的程序開發(fā)比較簡單，安裝更加方便，能夠更加有利于系統(tǒng)的維護(hù)、配套設(shè)施完善，能與帶式輸送機(jī)完美的結(jié)合；同時(shí)PLC占用的空間非常小，耗能較低，因此系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試周期更短，其維護(hù)工作量非常小。通過以上分析可以看出，PLC的優(yōu)勢非常明顯，在帶式輸送機(jī)自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中能夠發(fā)揮重要的作用。尤其是在一些井下作業(yè)中，帶式輸送機(jī)更是能夠充分發(fā)揮其作用，對于環(huán)境能夠良好的適應(yīng)。

2.3 系統(tǒng)控制要求分析

帶式輸送機(jī)的電機(jī)分為三部分，分別是正常啟動、停止和故障停止。通過PLC控制器來進(jìn)行控制，能夠在控制方式上更好的把握，同時(shí)因?yàn)镻LC采用的是存儲邏輯，因此在存儲的過程中可以通過程序的方式進(jìn)行保存，同時(shí)改變控制邏輯的方式更加簡單，只需要將程序改變即可。

在傳輸速度上，PLC控制程序主要是通過程序指令來對半導(dǎo)體電路進(jìn)行控制，反應(yīng)速度極大的提高，防止抖動現(xiàn)象的出現(xiàn)，能夠讓帶式輸送機(jī)更加穩(wěn)定的運(yùn)行。在通過應(yīng)用自動化調(diào)節(jié)系統(tǒng)之后，PLC能夠?yàn)閹捷斔蜋C(jī)提供更加強(qiáng)的抗干擾能力。很多情況下帶式輸送機(jī)的工作環(huán)境惡劣，在傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)下，會出現(xiàn)延時(shí)控制的情況，對控制時(shí)間的把握不高，而在PLC的自動化調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，通過半導(dǎo)體集成電路作為定時(shí)器，能夠精準(zhǔn)度更高的對帶式輸送機(jī)進(jìn)行調(diào)整，受到環(huán)境的影響較小。

因此可以看出PLC應(yīng)用于帶式輸送機(jī)的自動化調(diào)節(jié)系統(tǒng)中能夠起到更好的控制效果，實(shí)現(xiàn)自動化運(yùn)行，因此在設(shè)計(jì)系統(tǒng)的過程中應(yīng)該充分的發(fā)揮PLC在帶式輸送機(jī)中的作用，提高帶式輸送機(jī)自動化運(yùn)行的程度。

3 總結(jié)

本文設(shè)計(jì)的帶式輸送機(jī)自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)在社會的各個(gè)領(lǐng)域中都能得到應(yīng)用，根據(jù)帶式輸送機(jī)的工作狀態(tài)，能夠?qū)斔蜋C(jī)的速度進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整，能夠保證帶式輸送機(jī)一直保持一個(gè)良好的工作狀態(tài)，尤其是在煤礦井下工作的開采中，自動化調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠提高井下作業(yè)的自動化水平，為企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高有著非常重要的作用。