导航：安全管理网>> 安全论文>> 矿山安全论文>>正文

变频节能技术在矿用带式运输机上的应用与研究

文档作者：张冰峰郑锁珍文档来源：山西省节能中心有限公司		点击数：	更新时间： 2025年09月21日
下载地址：点击这里	文件大小： 607.80 KB 共3页	文档格式： PDF	下载点数： 1 点（VIP免费）

全屏查看

内容预览 [文件共3页]

本文件共3页，如需编辑使用，请下载。

注：预览效果可能会出现部分文字乱码（如口口口）、内容显示不全等问题，下载是正常的。

	文件大小：607.80 KB 共3页文件格式：PDF 下载点数：1 点（VIP会员免费）

上一篇：采矿权安全性、政府规制与企业绿色技术创新

文本预览

仅提取页面文字内容，供快速阅读使用。

引言
带式运输机作为煤矿的重要运输设备袁目前正
在向着长距离尧大容量尧快速度的方向发展袁其良好
的稳定性和可靠性在煤矿运营过程中发挥了非常重
要的作用[1]遥带式运输机在煤炭运输过程中存在很
大的不均衡性袁不能保证煤量时时相同袁而不同运输
煤量下电动机的效率是不相同的曰同时袁目前大部分
运输机的运输速度是恒定值袁即便是在轻载或者空
载情况下袁运输机也将始终以额定功率进行运输袁在
这种情况下袁电动机做功效率低袁致使大量电能被白
白损耗袁增加了企业的生产成本[2]遥带式运输机的电
能消耗在煤矿运营成本中一直占有较高的比重袁因
此袁对带式运输机进行节能改造遥
1 变频调速节能控制系统整体方案设计
图1 所示为带式运输机变频调速节能控制系
统整体方案示意图遥整个系统由地面调度中心尧井
下PLC 控制器尧变频调速单元尧电子皮带秤尧带速
传感器尧料位计尧带式运输机尧CA N 总线通信电路
等组成遥
其中袁地面调度中心包括上位机尧数据库服务
器袁负责对运输机的带速尧煤量等信息进行实时在线
显示袁同时具备数据存储尧报表打印尧超限报警提示
等功能曰PLC 主控制器承担承上启下的功能袁负责接
收来自检测单元的数据信息袁一方面进行智能分析
处理袁将其上传给地面调度中心袁另一方面根据处理
结果输出控制频率来控制变频调速单元调节速度尧
设备启停等曰检测单元由带速传感器尧电子皮带秤尧
料位计组成袁负责对运输机的带速尧煤量信息进行监
测袁传输给PLC 控制器袁检测信息皆为模拟量信号袁
需要进行转换才能送入PLC 模块曰变频调速单元是
执行设备袁PLC 控制器按照预先设定的控制策略输
出控制频率袁变频调速单元负责接收来自PLC 控制
器的频率控制信号袁输出对应的电压驱动电动机运
转袁从而实现带式输送机的各种调速功能遥
2 变频调速节能技术具体原理分析
变频调速节能控制系统主要是通过检测单元对
带速尧运输煤量进行检测袁经反馈对比输出合适的控
制信号控制变频调速单元袁由变频调速单元驱动运
输机电机来实现调速节能遥公式渊1冤为带式运输机交
流电动机的转速表达式[3]院
n= 60f渊1-s冤
p .
式中院n 为电动机的同步转速袁f 为电动机的电源频
率袁s 为电动机转差率袁p 为电动机定子绕组极对数遥
p 是电动机的固有属性袁固定不变遥
根据公式渊1冤可以知道袁带式运输机电机的转速
n 与其电源的工作频率f 是成正比例关系的袁可以通
过改变电机的电源工作频率f 来实现电机的调速遥
变频节能技术在矿用带式运输机上的应用与研究
张冰峰袁郑锁珍
渊山西省节能中心有限公司袁山西太原030045冤
摘要院针对目前带式运输机存在效率低尧能耗大尧无法自动调速的问题袁提出一种基于PLC 的带式运输机变
频调速节能自动控制系统袁并给出系统的整体方案院其硬件设计包括控制器尧电子皮带秤尧带速传感器尧料位
计尧变频调速单元袁软件设计主要是PLC 控制程序的设计与开发遥目前该变频调速系统已被应用到矿井带式运
输机上袁大大节省了能耗袁提高了自动化水平遥
关键词院带式运输机变频调速节能自动化应用价值
中图分类号院TM 921.51 文献标识码院A 文章编号院1003-773X渊2020冤12-0204-02
收稿日期院2020- 08-08
第一作者简介院张冰峰渊1986要冤袁男袁山西大同人袁本科袁毕业
于太原理工大学袁工程师袁从事工作为煤矿大型设备安全检测
与节能服务遥
D O I:10.16525/j.cnki.cn14-1134/th.2020.12.087
总第212 期
2020 年第12期
机械管理开发
M ECH AN ICAL M AN AGEM ENT AND DEVELOPM EN T
Total 212
No.12袁2020
图1 带式运输机变频调速节能控制系统整体方案示意图
地面调度中心
CA N 总线
S7-300
系列
变频调 PLC
速单元
皮带秤
带速传感器
料位计
检测单元
自动化技术与设计
2020 年第12期
我国的额定工频为50 H z袁那么通过PLC 控制
器控制变频调速单元可为运输机电机提供工作频率
在0~50 H z范围内变化的电源袁电机转速可在此范
围内自由调节袁具备很宽的调速范围遥
3 硬件设备选型分析
PLC 在带式运输机变频调速节能控制系统中实
现频率控制尧时序控制尧逻辑控制和顺序控制等功能遥
本文采用西门子公司的S7-300 系列PLC 作为
变频调速系统的核心控制器袁变频调速单元与PLC
控制器之间通过PR OFIBU S总线方式来进行数据传
输遥控制系统包括CPU 模块315-2D P尧电源模块
PS307尧通讯模块CP343-1遥由于检测单元皆为模拟
量信号袁故采用模拟量输入模块SM 331遥
电子皮带秤主要负责对运输煤量进行检测袁将
其安装在带式输送机上距离机头500 m 处遥本文采
用ICS-X B 型井下电子皮带秤计量系统袁该检测系
统计量精度高尧功能强大尧污染小袁符合煤矿对设备
性能的要求遥当煤炭从秤体通过时袁煤炭的重量会通
过皮带与称重托辊作用于称重传感器袁最终将检测
出的重量信号通过PLC 控制器上传给地面上位机袁
重量信号皆为瞬时煤量值遥
带速传感器负责测量皮带的运输速度袁用于实现
速度信息反馈袁为速度调节提供支持袁同时实现低速打
滑尧超速等保护功能遥将其安装在下侧皮带与其紧密接
触遥带速传感器选用H Q -SD40JW 型速度传感器遥
料位计负责测量煤仓内原煤的储量袁通过非接
触方式对煤仓中原煤高度变化进行实时连续检测袁
系统采用NIVELCO 一体式超声波料位计遥
变频调速单元作为执行输出设备袁考虑到安全
性尧经济性及可靠性袁系统选德国A BB 公司ACS800
变频器作为驱动变频调速单元袁具体型号为
ACS800-07袁为高- 高结构袁实际参数为额定电流
160 A袁可承载负载为2 800 kW 以内遥变频器采用直
接转矩控制方式渊D TC冤袁并通过主从控制方式来驱
动带式运输机袁采用一拖一的配置方式袁由两台变频
器同步驱动袁主从变频器之间通过光纤通信方式进
行控制信号传输袁PLC 控制器传来的控制信号只需
作用在主变频器即可袁主变频器通过光缆将从变频
器的控制信号传送过来遥而变频器带有PR OFIBUS/
M O DBU S485 通讯接口袁用于与PLC 控制器实现双
向数据传输袁变频器将自身功率因数尧输出频率尧输
出电压等参数传输给至PLC袁PLC 将频率控制信号
传输给主变频器[4]遥
4 PLC控制程序设计
采用编程工具STEP7 对PLC 控制器进行程序
开发袁编程方式为梯形图方式遥为提高程序执行效
率袁简化开发过程袁采用模块化设计思路袁由主程序
来调用子程序进行控制遥PLC 控制程序由主程序尧软
启动控制子程序尧带速测量子程序尧煤量测量子程
序尧变频调速子程序尧功率平衡子程序尧紧急停车子
程序尧故障预警子程序尧故障保护子程序等组成遥其
中软启动控制子程序尧变频调速子程序尧功率平衡子
程序尧紧急停车子程序等是针对变频器开发的遥图2
所示为控制系统的主程序流程框图遥
5 节能效果分析与总结
经过改造后袁该变频调速节能控制系统已经应
用到本部矿井的带式运输机上袁取得了很好的节能
效果遥改造之前袁带式运输机一直以恒定速度进行工
作袁故每时每刻消耗的功率都是一样的袁皆为额定功
率遥经统计袁改造前年消耗电量约为3 428 000 kW窑h袁
改造后袁运输机带速由实时运量来给定袁年消耗电量
约为1 945 600 kW窑h袁经计算袁采用变频调速控制系
统后袁年用电量比改造前降低了约1 482 400 kW窑h袁
节能效率达到了约43.2% 袁效果十分明显遥
参考文献
[1] 刘冰.变频驱动技术在大运量长距离带式运输机的应用[J].煤
矿机电袁2016渊4冤院45-48.
[2] 王楠.带式运输机节能控制系统分析[J].能源与节能袁2020渊2冤院
54-55曰115.
[3] 何磊.煤矿带式输送机的电气节能技术研究[D].西安院西安科技
大学袁2010.
[4] 李理袁王赓袁董园.ACS800 变频器在铸造起重机主起升机构的
应用[J].鞍钢技术袁2018渊1冤院66-69.
渊编辑院王瑾冤
图2 主程序流程框图
开始
系统初始化
保护是否正常钥
运输机正常启动
延时
带速尧煤量监测
是否需要调速钥
按照预设策略进行调整计算
进行调速
结束
是
否
以额定速度运行
是
否
故障报警开启保护
渊下转第218页冤
张冰峰袁等院变频节能技术在矿用带式运输机上的应用与研究 窑205窑
机械管理开发 第 35 卷
jxglkfbjb@ 126.com
并根据实时监测结果对运行状态进行控制袁以保证
选煤厂的整体运输能力遥
参考文献
[1] 马静雅袁岑强袁李军伟.矿用带式输送机巡检机器人系统设计
[J].煤炭技术袁2016袁35袁265渊1冤院249-251.
[2] 张传伟袁赵东刚袁张俊男袁等.无线供电带式输送机巡检系统的
设计[J].煤炭技术袁2017袁36渊10冤院254-256.
[3] 邵珠娟袁邓晓刚袁程豪杰袁等.智能带式输送机巡检机器人在煤
矿的应用[J].中国煤炭袁2020袁527渊6冤院35-39.
[4] 王川伟袁马宏伟袁马琨袁等.带式输送机巡检机器人行驶力学及
其仿真研究[J].煤炭技术袁2018袁37渊10冤院264-267.
[5] 张传伟袁张俊男袁赵东刚.带式输送机多轨道故障巡检系统设计
[J].煤炭技术袁2018袁37渊11冤院304-306.
渊编辑院王慧芳冤
Design of Inspection Device and Monitoring System of Conveyor Belt
in Coal Preparation Plant
Li Xinjian
渊Ximing Coal Preparation Plant, Taiyuan Shanxi 030053冤
Abstract: In view of the faults of belt conveyor in actual transportation, such as broken belt, running deviation,
skidding,tearing and so on,a patrolinspection device is designed to selectthe m ain structure,driving system and key
com ponents in the inspection system respectively, and a set of control flow is designed according to the task of the
patrolinspection device,which lays a foundation forsolving the deviation faultofbeltconveyor.
Key words: beltconveyor;deviation;inspection device;uppercom puter;m onitoring system
Application and Research of Frequency Conversion Energy Saving
Technology in Mine Belt Transport
Zhang Bingfeng, Zheng Suozhen
渊Shanxi Energy Conservation Center Co., Ltd., Taiyuan Shanxi 030045冤
Abstract: This paper presents an autom atic controlsystem of frequency conversion speed regulation based on PLC.
then the controller,electronic beltscale,speed sensor,levelgauge and frequency conversion speed regulation unitare
selected on hardware, the PLC control program is designed and developed on software, At present, the frequency
conversion speed regulation system has been applied to m ine beltconveyor,which greatly saves energy consum ption,
im proves autom ation level.
Key words: beltconveyor;frequency conversion speed regulation;energy saving;autom ation;application value
渊上接第205页冤
Study on Automatic Drainage System of the Pump House in
Underground Pan District
Zhao Tong
渊Machine Manufacturing Division of Shanxi Coal Group Coal, Jincheng Shanxi 048000冤
Abstract: This paper analyzes the present situation of drainage system in Zhaozhuang M ine, and puts forward the
scheme of applying autom atic drainage system of pump disk area is put forward. Through the autom atic drainage
transform ation ofthe pum p room in the disk area,the visualreal-tim e rem ote m onitoring ofthe equipm entis realized.
Atthe sam e tim e,the explosion-proofrobotis used to collectaudio and video and tem perature instead ofthe inspector
in the pum p room inspection,so as to achieve the purpose ofunattended.
Key words: drainage system ;autom ation;m ine
渊上接第211页冤
窑218窑

网友评论 more

矿山安全论文最新内容

09-21