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1、PLC皮帶機變頻調速設計方案第一章引言1.1皮帶機現(xiàn)狀隨著國民經濟的快速發(fā)展，煤礦、冶金、鋼鐵、化工、制藥、倉儲、電廠等方面對于皮帶輸送機有了許多高新的要求。皮帶輸送機俗稱帶式運輸機，是一種連續(xù)性的帶式運輸機械，也是一種通用的機械，它既可以運送散狀物料，也可以運輸件式成品物料。工作過程中噪音較小、結構簡單，皮帶輸送機可用于水平或傾斜運輸。皮帶輸送機還用于裝船機、卸船機、堆取料機等連續(xù)運輸移動的機械上。以前的皮帶輸送機的電氣控制部分為繼電器和接觸器控制，采用手工的操作方式，存在勞動強度大、能耗高、維護量大、可靠性能差等缺點。隨著工業(yè)大發(fā)展
2、繼電器控制系統(tǒng)無法達到相應的要求，且使用元件過多，因此根據不同行業(yè)不同用戶的要求，采用PLC控制皮帶輸送機是十分必要的。1.2采用可編程控制器（PLC）控制的優(yōu)勢采用可編程控制器（PLC）控制的優(yōu)勢有如下幾條：①可靠性能高，皮帶機的綜合保護裝置以PLC控制器為核心，系統(tǒng)具有高可靠性和強抗干擾等特點，對環(huán)境要求不高，適用于較為惡劣的工作場所。②配置靈活，PLC在組態(tài)系統(tǒng)時具有極大的靈活性，極強的處理能力，以及極大的輸入輸出I/O擴容量，當現(xiàn)場發(fā)生變化時，只需改變程序即可，因此能夠方便靈活地進行系統(tǒng)配置，組成不同規(guī)模、不同功能的控制系統(tǒng)，即
3、可控制一臺單機，也可控制一條生產線，即可現(xiàn)場控制，也可遠程集中控制。③設備擴展性強，PLC具有很強的組網能力和擴展能力，今后可以很方便的添加新設備，如果與計算機PC控制相結合，則功能就更高了，它既可一通過MPI又可以通過BUS總線與其它PC系統(tǒng)相連，從而避免了以前上套設備需要更換一套控制設備的弊端，因此節(jié)省了大量的人力和財力。④維護方便，模塊連接采用插拔式接線端子排，更換和維護都相當的方便快捷。1.3變頻器在皮帶機拖動上的應用特點.專業(yè).專注.①優(yōu)越的軟起動、軟停止特性。隔爆變頻器的起動、停止時間是任意可調（0-10min）的，也就是說
4、起動時的加速度和停車時的減速度任意可調，同時為了平穩(wěn)起動，還可匹配其具備的S型加減速時間，這樣可將皮帶機起停時產生的沖擊減少至最小，這是其它驅動設備難以達到的。如圖1.3.1。②驗帶功能煤礦的生產運輸系統(tǒng)多以皮帶機為主，運輸系統(tǒng)檢驗維護的主要工作是皮帶機的檢驗維護，低速驗帶功能是皮帶機檢驗的主要要求，變頻調整系統(tǒng)為無極調速的交流傳動系統(tǒng)，在空載驗帶狀態(tài)下，變頻器可調整電機工作在5%-100%額定帶速圍的任意帶速。③平穩(wěn)的重載起動皮帶機在運煤過程中任意一刻都可能立即停車再重新起動，必須考慮“重載起動”能力。由于變頻器采用無速度傳感器矢量控
5、制方式，低頻運轉可輸出1.5-2倍額定轉矩，因此最適于“重載起動”。④功率平衡煤礦井下皮帶機系統(tǒng)多為雙滾筒驅動或多滾筒驅動，為了保證系統(tǒng)的同步性能，首先，要求位于機頭的各滾筒應同步啟停，在某一電機故障時能使系統(tǒng)停機，同時為了保證系統(tǒng)的運輸能力，應盡量保證各滾筒之間的功率平衡。通過調整相應兩變頻器的速度給定來調整兩電機之間的速度差，便可以任意增大或減小兩驅動電機的電流差值的大小，因此可以通過單獨的控制系統(tǒng)控制各電機的電流值，通過調整各電機的速度來使各電機電流值逐步趨于平衡，這便形成了一個動態(tài)的功率平衡系統(tǒng)。⑤自動調速、節(jié)電效果明顯對應于煤
6、礦的特殊生產條件，有時，煤的產量是極不均勻的，當然皮帶機系統(tǒng)的運煤量也是不均勻的，在負載輕或無負載時，皮帶機系統(tǒng)的高速運行對機械傳動系統(tǒng)的磨損浪費較為嚴重，同時電能消耗也較低速運行大的多，但因生產的需要皮帶機系統(tǒng)又不能隨時停車，采用單獨的控制系統(tǒng)對前級運輸系統(tǒng)的載荷、本機運輸系統(tǒng)的載荷進行分別丈量，這樣可控制變頻器降速或提前升速。對于載荷不均的皮帶機系統(tǒng)，可大大節(jié)約電能。⑥降低膠帶力由于采用隔爆變頻器所產生的良好起動特性，至少可降低起動力30%，如在初期設計選擇膠帶強度時可降低一個標號。在實際應用過程中，由于降低了起動沖擊，皮帶機機械系
7、統(tǒng)的設備損耗也隨之降低，尤其托輥及滾筒的壽命成幾倍的延長。⑦具有工頻轉換功能為了不影響生產，萬一有故障，可以轉換到工頻旁路工作，檢驗時間維護變頻器。在生產需要長期全速運行時，變頻器起動后也可選擇切換到工頻運行，這樣可延長變頻器電解電容壽命。.專業(yè).專注.圖1.3.1變頻驅動時的三相異步電動機啟動時的特征曲線第二章總體方案的確定2.1方案比較就目前的現(xiàn)狀有以下幾種控制方式滿足系統(tǒng)的要求：繼電器控制系統(tǒng)、單片機控制、工業(yè)控制計算機控制、可編程序控制器控制。(1)繼電器控制系統(tǒng)控制功能是用硬件繼電器實現(xiàn)的。繼電器串接在控制電路中根據主電路中的
8、電壓、電流、轉速、時間及溫度等參量變化而動作，以實現(xiàn)電力拖動裝置的自動控制及保護，系統(tǒng)復雜，在控制過程中，如果某個繼電器損壞，都會影響整個系統(tǒng)的正常運行，查找和排除故障往往非常困難，雖然繼電器本身價格不太貴
