礦用皮帶機(jī)變頻電控系統(tǒng)技術(shù)方案(共7頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上礦用皮帶機(jī)變頻電控系統(tǒng)技術(shù)方案鄭州廣眾科技發(fā)展有限公司一、總體說(shuō)明 隨著電力電子技術(shù)、控制技術(shù)和電力器件制作工藝的進(jìn)步，變頻器技術(shù)發(fā)展迅速，變頻器在風(fēng)機(jī)、水泵、提升機(jī)、皮帶機(jī)等方面的應(yīng)用已很成熟。以前的礦用皮帶輸送機(jī)一般都采用工頻拖動(dòng)，液力耦合器傳動(dòng)，存在傳動(dòng)效率低、啟動(dòng)電流沖擊及機(jī)械沖擊大、無(wú)法功率平衡等問(wèn)題，造成了系統(tǒng)運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)；皮帶和液力耦合器磨損嚴(yán)重，維修及維護(hù)成本高；存在無(wú)功環(huán)流損耗。因此對(duì)皮帶運(yùn)輸機(jī)采用變頻控制，能有效降低企業(yè)生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益；控制系統(tǒng)本身良好的控制性能和完善的保護(hù)環(huán)節(jié)能有效避免事故的發(fā)生和延長(zhǎng)皮帶機(jī)的使用壽命。二、設(shè)計(jì)依據(jù)及設(shè)計(jì)

2、原則2.1、本電控系統(tǒng)設(shè)備符合下列標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和要求：1、煤礦安全規(guī)程2、交流傳動(dòng)礦井提升機(jī)電控設(shè)備技術(shù)條件（JB4263-86）；3、交流電機(jī)半導(dǎo)體變頻調(diào)速裝置總技術(shù)條件（GB12668-1990）；4、電控設(shè)備  第二部分  裝有電子器件的電控設(shè)備（GB/T3797-1998）5、電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波（GB/T14549-1993）；6、現(xiàn)行國(guó)家電工委員會(huì)及其它有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；7、進(jìn)口電氣設(shè)備遵守國(guó)際電工委員會(huì)IEC標(biāo)準(zhǔn)；8、電控裝置的靜動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)完全滿(mǎn)足提升機(jī)的運(yùn)行要求；9、電控裝置能夠承受提升機(jī)和通風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的地坪振動(dòng)；2.2設(shè)計(jì)依據(jù)電機(jī)參數(shù)型號(hào)：  

3、                       功率：2×280KW 電壓：660 V                數(shù)量：2臺(tái)轉(zhuǎn)速： 1490r/min運(yùn)輸機(jī)參數(shù)型號(hào)：    &#

4、160;                       運(yùn)量：機(jī)長(zhǎng)： 500m                  帶寬：1200mm帶速：     &#

5、160;                運(yùn)行方式： 上運(yùn)角度：三、系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)3.1、主要技術(shù)參數(shù)1） 主回路電源電壓： 660V2） .控制電機(jī)功率：2×280KW3） 過(guò)載能力：150%  60s； 200%  5s4） 調(diào)速范圍：100：15） 控制電源：220V24V(無(wú)需單獨(dú)提供，由電控內(nèi)部變換）6） 邏輯控制方式：PLC主控3.2、工作環(huán)境條件1） 海拔高度不超過(guò)1000m2） 環(huán)境溫度不超過(guò) -10+4

6、03） 環(huán)境相對(duì)濕度不大于95%（25）4） 無(wú)爆炸性氣體（甲烷）和煤塵的環(huán)境中5） 無(wú)強(qiáng)烈振動(dòng)和沖擊的地方6） 無(wú)破壞金屬和絕緣材料的腐蝕性氣體的地方7） 能防止水滴滲入的地方8） 安裝種類(lèi)：類(lèi)9） 污染等級(jí)：3級(jí)。        3.3、貯運(yùn)氣候環(huán)境條件1） 高溫：+602） 低溫：- 203） 環(huán)境相對(duì)濕度不大于95%（25）。四、電控裝置總體技術(shù)方案4.1總體技術(shù)方案變頻帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng)，分別采用2臺(tái)高性能矢量控制型變頻器控制2臺(tái)電動(dòng)機(jī)，構(gòu)成主從驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，通過(guò)各類(lèi)傳感器采集設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)信息，配合控制系統(tǒng)完成所有的

7、工藝控制和保護(hù)功能。4.2控制系統(tǒng) 本系統(tǒng)由主控臺(tái)、變頻柜、電源柜和制動(dòng)柜組成，安放于控制室內(nèi)。該主控臺(tái)采用技術(shù)先進(jìn)、性能可靠的可編程控制器，配以多種檢測(cè)、控制組件完成輸送機(jī)運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)有的設(shè)備閉鎖控制、速度閉環(huán)控制、各種安全保護(hù)和工作狀態(tài)顯示。司機(jī)可操作控制臺(tái)上的操作手柄及按鈕來(lái)控制皮帶輸送機(jī)的運(yùn)行，并通過(guò)指示燈、儀表、及人機(jī)界面了解輸送機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行參數(shù)。4.3主要控制單元 變頻調(diào)速柜是該系統(tǒng)的調(diào)速單元，采用ABB或?qū)m川公司的全數(shù)字、矢量控制型變頻器作為主控原件，通過(guò)軸編碼器及PG卡的數(shù)據(jù)反饋，實(shí)現(xiàn)高精確度的速度和力矩控制。同時(shí)完成對(duì)電機(jī)啟動(dòng)、調(diào)速等控制過(guò)程，與主控臺(tái)等單元共同構(gòu)成全數(shù)

8、字、高性能的變頻帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng)。主控臺(tái)是系統(tǒng)的控制中樞，通過(guò)操作人員的操作，可完成對(duì)輸送機(jī)的所有控制。通過(guò)操作面板和觸摸屏的操作，可對(duì)控制方式和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行設(shè)定，監(jiān)視輸送機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)的設(shè)置。電源柜具有雙電源進(jìn)線(xiàn)（即雙回路供電），保障了生產(chǎn)的連續(xù)性。同時(shí)向變頻柜、主控臺(tái)進(jìn)行饋電。完善的過(guò)電流、短路、欠電壓保護(hù)功能，使設(shè)備運(yùn)行更安全。制動(dòng)單元可吸收輸送機(jī)運(yùn)行當(dāng)中產(chǎn)生的過(guò)電壓，從而形成輸送機(jī)的四象限運(yùn)行。五、系統(tǒng)特點(diǎn)本電控裝置可以任意設(shè)定皮帶的起動(dòng)時(shí)間和運(yùn)行速度，在很大程度上避免了直接起動(dòng)給設(shè)備帶來(lái)的機(jī)械沖擊；任意的速度調(diào)節(jié)給檢修、更換皮帶等帶來(lái)了很大的方便，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的煤量情況可以

9、降頻使用（在現(xiàn)階段煤量不是很大的情況下），節(jié)能效果非常明顯。5.1、主控臺(tái)采用日本三菱公司的FX2N型PLC作主控器件。并完全按GB/T17626電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。5.2、由于控制系統(tǒng)采用PLC進(jìn)行控制，可以很容易的實(shí)現(xiàn)主皮帶機(jī)和前后級(jí)設(shè)備的閉鎖控制。5.3、主控臺(tái)通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)輸送機(jī)的速度，控制輸送機(jī)在零速時(shí)制動(dòng)器動(dòng)作，自動(dòng)抱閘，避免了輸送機(jī)的溜車(chē)和變頻器、電機(jī)過(guò)流。5.4、采用變頻器完成電機(jī)的啟動(dòng)調(diào)速，可實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)的平穩(wěn)啟動(dòng)和調(diào)速要求外，在長(zhǎng)時(shí)間低速運(yùn)行（如運(yùn)人、驗(yàn)繩、驗(yàn)帶）狀態(tài)下，具有明顯的節(jié)能效果。5.5、變頻器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)交換，具有運(yùn)行參數(shù)自動(dòng)調(diào)整功

10、能，具有良好的主、從電機(jī)動(dòng)態(tài)跟隨性，保證多電機(jī)的功率平衡性。5.6、系統(tǒng)具備全面的故障監(jiān)測(cè)、可靠的故障報(bào)警保護(hù)功能。具有過(guò)電壓、過(guò)電流、欠電壓、短路、接地、過(guò)熱等多種保護(hù)功能。5.7、具備低速驗(yàn)帶功能。驗(yàn)帶速度為0.2米/秒VE額定速度可調(diào)。六、主要電控設(shè)備的主要特點(diǎn)6.1 全數(shù)字、矢量控制型變頻調(diào)速系統(tǒng)采用兩臺(tái)全數(shù)字、矢量控制型變頻器，分別向兩臺(tái)電機(jī)供電，同時(shí)完成對(duì)電機(jī)起動(dòng)、調(diào)速等控制過(guò)程。本設(shè)備具有如下特點(diǎn)： 1） 同步運(yùn)行和自動(dòng)功率平衡的實(shí)現(xiàn)，使雙拖動(dòng)的兩臺(tái)電機(jī)負(fù)荷分配均衡，速度控制同步；2） 起動(dòng)防沖擊控制（“S”型給定曲線(xiàn)），在啟動(dòng)制動(dòng)的過(guò)程中使皮帶抖動(dòng)最小，加、減速度變化

11、率0.4m/s23） 采用磁場(chǎng)定向閉環(huán)控制（矢量控制）方式，可準(zhǔn)確地維持和限定預(yù)先給定的轉(zhuǎn)矩；良好的開(kāi)環(huán)和閉環(huán)控制性能；4） 故障自診斷功能（缺相、欠壓、過(guò)流、過(guò)載等）；5） 頻率指令由模擬信號(hào)（010V或420mA信號(hào)）給定；6） 根據(jù)電壓反饋，自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出電壓，使其不受電網(wǎng)電壓和負(fù)載變化的影響，保護(hù)電機(jī)免受因長(zhǎng)期電壓過(guò)高而導(dǎo)致的絕緣損傷或磁密過(guò)高而引起的鐵芯過(guò)度發(fā)熱。7） 內(nèi)置全數(shù)字PID，可根據(jù)用戶(hù)要求進(jìn)行閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)恒壓、恒流運(yùn)行限流功能；8） 寬廣的輸入電壓范圍，更適合國(guó)內(nèi)電網(wǎng)條件 6.2  操作控制系統(tǒng)1） 選用日本三菱公司的FX2N系列PLC。還有硬件上的聯(lián)鎖和看門(mén)狗

12、電路，對(duì)PLC的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)視，防止因?yàn)镻LC死機(jī)或其他意外原因造成PLC故障時(shí)能及時(shí)監(jiān)測(cè)并參與安全保護(hù)。2） PLC部分由FX2N系列PLC、模擬量I/O模塊等硬件組成，輸入輸出口留10%的余量。3） PLC應(yīng)用軟件能完成運(yùn)輸機(jī)手動(dòng)、自動(dòng) 、檢修、緊急控制開(kāi)車(chē)等運(yùn)行方式的控制要求。4） 實(shí)現(xiàn)完善的保護(hù)功能，完成過(guò)負(fù)荷、欠電壓、短路、超速、打滑、跑偏、等監(jiān)控與保護(hù)，并與一次開(kāi)車(chē)回路聯(lián)鎖，報(bào)警和自動(dòng)保護(hù)；可與皮帶機(jī)綜合保護(hù)裝置如煙霧、瓦斯、縱向撕裂、急停等對(duì)接，并完成各項(xiàng)安全保護(hù)。5） 軟件和硬件冗余的安全回路。6） 系統(tǒng)通過(guò)各種傳感器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的電機(jī)電流電壓、煤倉(cāng)煤位、跑偏、拉繩急停、速度、堆煤等實(shí)

13、時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸送機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控，設(shè)備運(yùn)行和故障狀態(tài)在觸摸屏上實(shí)時(shí)顯示。7） 自動(dòng)灑水裝置由電磁閥、自動(dòng)水閥、水管?chē)娮旌烷y門(mén)等組成，系統(tǒng)根據(jù)溫度、煙霧等傳感器提供的信號(hào)，可自動(dòng)控制該設(shè)備的起停進(jìn)行灑水、滅塵、滅火。七、運(yùn)行效果及分析1.真正實(shí)現(xiàn)了皮帶運(yùn)輸機(jī)系統(tǒng)的軟起動(dòng)運(yùn)用變頻器對(duì)皮帶運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，運(yùn)用變頻器的軟起動(dòng)功能，將電機(jī)的軟起動(dòng)和皮帶機(jī)的軟起動(dòng)合二為一，通過(guò)電機(jī)的慢速起動(dòng)，帶動(dòng)皮帶機(jī)緩慢起動(dòng)，將皮帶內(nèi)部貯存的能量緩慢釋放，使皮帶機(jī)在起動(dòng)過(guò)程中形成的張力波極小，幾乎對(duì)皮帶不造成損害。2.實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)多電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)的功率平衡應(yīng)用變頻器對(duì)皮帶機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，采用主從控制，實(shí)現(xiàn)功率平衡。3

14、.降低設(shè)備的維護(hù)量變頻器是一種電子器件的集成，它將機(jī)械的壽命轉(zhuǎn)化為電子的壽命，壽命很長(zhǎng)，大大降低設(shè)備維護(hù)量。同時(shí)，利用變頻器的軟起動(dòng)功能實(shí)現(xiàn)皮帶運(yùn)輸機(jī)的軟起動(dòng)，起動(dòng)過(guò)程中對(duì)機(jī)械基本無(wú)沖擊，也大大減少了皮帶機(jī)系統(tǒng)機(jī)械部份的檢修量。相應(yīng)的降低了維修費(fèi)用。4.方便皮帶檢修采用變頻調(diào)速后，可將皮帶機(jī)運(yùn)行速度降到很慢，解決了以前由于皮帶機(jī)運(yùn)行速度過(guò)快而難于檢修皮帶的問(wèn)題，提高了皮帶的檢修效率。5.節(jié)約能源通常情況下，煤礦用電機(jī)在設(shè)計(jì)過(guò)程中放的裕量比較大，工作時(shí)絕大部分不能滿(mǎn)載運(yùn)行，電機(jī)工作于滿(mǎn)電壓、滿(mǎn)速度而負(fù)載經(jīng)常很小，也有部分時(shí)間空載運(yùn)行。由電機(jī)設(shè)計(jì)和運(yùn)行特性知道，電機(jī)只有在接近滿(mǎn)載時(shí)才是效率最高、功率因數(shù)最佳，輕載時(shí)降低，造成不必要的電能損失。這是因?yàn)楫?dāng)輕載時(shí)，定子電流有功分量很小，主要是勵(lì)磁的無(wú)功分量，因此功率因數(shù)很低。采用變頻器驅(qū)動(dòng)后，在整個(gè)過(guò)程中功率因數(shù)達(dá)0.9以上，大大節(jié)省了無(wú)功功率。采用變頻器驅(qū)動(dòng)之后，電機(jī)與減速器之間是直接硬聯(lián)接，中間減少了液力偶合器這個(gè)環(huán)節(jié)。而液力偶合器本身的傳遞