皮帶變頻技術(shù)方案精編版

1、皮帶機(jī)變頻器驅(qū)動(dòng)及控制技術(shù)方案一、用戶(hù)提供設(shè)計(jì)資料基礎(chǔ)數(shù)據(jù)輸送物料：原煤運(yùn)量：Q=500t/h帶寬：B=1000mm帶速：V=3.15m/s整機(jī)長(zhǎng)度：L=900m最大傾角：=20°物料容量：r=0.9t/物料粒度：200 驅(qū)動(dòng)裝置：雙滾筒三臺(tái) 710KW電機(jī) 660V減速機(jī)型號(hào)：弗蘭德 15張緊裝置：采用機(jī)尾重載張緊二、皮帶機(jī)電控系統(tǒng)功能2 1 皮帶監(jiān)控系統(tǒng)的功能（就地、自動(dòng)、檢修、手動(dòng)）a. 就地控制在就地工作方式下， 通過(guò)操作臺(tái)上起動(dòng)按鈕控制，可控制現(xiàn)場(chǎng)皮帶起、 停及三臺(tái)電機(jī)的力矩平衡?？蓪?shí)現(xiàn)多條皮帶或給煤機(jī)的連鎖，沿線(xiàn)皮帶保護(hù)均可投入。b. 自動(dòng)方式1在自動(dòng)工作方式下， 整個(gè)系

2、統(tǒng)控制權(quán)交給了前級(jí)或地面總控室， 由它發(fā)出指令完成皮帶系統(tǒng)的起停控制，實(shí)現(xiàn)逆煤流起車(chē)，順煤流停車(chē)，系統(tǒng)自動(dòng)完成對(duì)變頻器、給煤機(jī)、其他皮帶等控制和力矩平衡，整個(gè)系統(tǒng)保護(hù)均投入工作。c.檢修方式檢修方式下，皮帶機(jī)進(jìn)入低速驗(yàn)帶的工作方式下，速度低于0.2M/S, 以便于檢修人員認(rèn)真檢查，同時(shí)，各種保護(hù)可選擇性地投入運(yùn)行。d.手動(dòng)方式當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)， 皮帶可單臺(tái)進(jìn)行手動(dòng)控制， 沿線(xiàn)保護(hù)不參與工作， 只保留停車(chē)保護(hù)。2 2 實(shí)現(xiàn)皮帶的各種保護(hù)功能( 一) 選用天津華寧的產(chǎn)品可獨(dú)立投入工作，與本控制系統(tǒng)可通過(guò)通訊口相連。不再詳述。( 二) 由本控制系統(tǒng)一體化完成控制、保護(hù)、在線(xiàn)檢測(cè)、連鎖等功能。皮帶的各

3、種保護(hù)1）跑偏、拉線(xiàn)保護(hù)在機(jī)頭、機(jī)尾及中間斷設(shè)置若干對(duì)跑偏開(kāi)關(guān)、 拉線(xiàn)開(kāi)關(guān)（原則 100 米設(shè)置一對(duì)），沿線(xiàn)由一 10 芯電纜串聯(lián)，在自控臺(tái)進(jìn)行對(duì)位顯示， 便于迅速處理故障。2）信號(hào)系統(tǒng)膠帶沿線(xiàn)根據(jù)需要設(shè)信號(hào)裝置，即可以做為起動(dòng)預(yù)告和故障報(bào)警。3）縱撕保護(hù)2在給料點(diǎn)處膠帶機(jī)下方設(shè)置縱撕保護(hù)，縱撕保護(hù)為皮帶受保護(hù)點(diǎn)下方包絡(luò)線(xiàn)式。當(dāng)膠帶撕裂時(shí)，皮帶破壞包絡(luò)線(xiàn)即動(dòng)作保護(hù)。4）煙霧保護(hù)在機(jī)頭集中驅(qū)動(dòng)和中間驅(qū)動(dòng)下風(fēng)向處設(shè)置煙霧傳感器，以防皮帶打滑，溫度過(guò)高，損壞皮帶。5）溫度保護(hù)在需要設(shè)置溫度保護(hù)處（如主電機(jī)繞組及軸承、皮帶滾筒及軸承），安裝溫度傳感器（ PT100），當(dāng)受保護(hù)點(diǎn)溫度超出保護(hù)設(shè)定值時(shí)，系

4、統(tǒng)報(bào)警。6）超溫灑水在機(jī)頭驅(qū)動(dòng)部位設(shè)灑水泵，配置傳感器與溫度、煙霧傳感器配合完成超溫灑水保護(hù)。7）堆煤保護(hù)在機(jī)頭卸載處設(shè)置堆煤傳感器或超聲波料位計(jì)，監(jiān)測(cè)煤倉(cāng)煤位，并實(shí)現(xiàn)堆煤保護(hù)。8）打滑保護(hù)在膠帶機(jī)上設(shè)置測(cè)速傳感器，連續(xù)監(jiān)測(cè)膠帶速度，并提供打滑保護(hù)信號(hào)。9）膠帶張緊力保護(hù)3系統(tǒng)在張緊絞車(chē)處設(shè)張緊力下降保護(hù)開(kāi)關(guān)，當(dāng)系統(tǒng)膠帶由于張緊力下降使張緊水平到達(dá)極限位移時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警保護(hù)開(kāi)關(guān)。2 3 操作臺(tái)功能（一）介紹操作臺(tái)采用琴臺(tái)式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并在兩側(cè)有浮動(dòng)的弧形平臺(tái)，可放置在線(xiàn)檢測(cè)用工控機(jī)，系統(tǒng)控制采用鑲嵌式觸摸屏（或工控機(jī)）。顯示屏嵌于操作臺(tái)中間位置各種開(kāi)關(guān)按鈕均選用進(jìn)口器件，使整個(gè)操作臺(tái)顯的美觀大方，

5、操作和控制極為方便，操作臺(tái)采用不銹鋼拋光制作（或根據(jù)用戶(hù)要求定做），避免了在惡劣環(huán)境下銹蝕可長(zhǎng)期使用。（二）完成的功能通過(guò)觸摸屏、操作按鈕及顯示儀表可實(shí)現(xiàn)如下功能1）顯示整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)皮帶及其他設(shè)備的運(yùn)行情況。2）顯示整個(gè)系統(tǒng)每臺(tái)電機(jī)運(yùn)行情況。3）顯示整個(gè)系統(tǒng)每臺(tái)電機(jī)電流、電壓值、頻率、溫度值。4）顯示主速度。5）顯示故障報(bào)警值。6）記錄起、停時(shí)間，運(yùn)行時(shí)間，故障時(shí)間，故障時(shí)變頻器電流，頻率等故障數(shù)據(jù)。7）自動(dòng)、手動(dòng)控制功能和檢修功能。8）變頻柜、給煤機(jī)、破碎機(jī)、振動(dòng)篩、其他皮帶之間的連鎖控制功能。9）速度的無(wú)級(jí)控制。10）低速驗(yàn)帶控制。411）皮帶綜保系統(tǒng)及上、下級(jí)皮帶控制系統(tǒng)的接口連鎖控制。1

6、2）計(jì)算和自動(dòng)生成最佳啟動(dòng)曲線(xiàn)。13）皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的聯(lián)動(dòng)和控制。14）煤倉(cāng)煤位的檢測(cè)，根據(jù)煤倉(cāng)的煤位調(diào)整和控制相關(guān)皮帶的啟停。（三）顯示調(diào)度屏的選擇1) 選用計(jì)算機(jī)屏幕進(jìn)行顯示控制。2) 選用大屏幕通過(guò)計(jì)算機(jī)通訊進(jìn)行顯示控制。（四）配置序號(hào)名稱(chēng)型號(hào)單位數(shù)量備注1操作臺(tái)體臺(tái)不銹鋼2觸摸屏（計(jì)算機(jī)）PWS-3261-TFT臺(tái)3可編程序控制器FX2N-128MR臺(tái)4模擬輸入模塊FX2N-8AD臺(tái)5模擬輸出模塊FX2N-4DA臺(tái)開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊FX2N批612V 本安電源KDW27臺(tái)724V 本安電源KDW27米8數(shù)顯表XMT500塊9轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)個(gè)10按鈕個(gè)11指示燈個(gè)12中間繼電器JQX-2

7、2個(gè)13接觸器3TF4022個(gè)14熱繼電器3UA4052個(gè)15空開(kāi)DZ47-32A個(gè)16安裝附料批（四）臺(tái)體尺寸及面板圖外形尺寸 L × H× W 1400× 1100× 65051#電流表2#電流表彩色顯示控制屏電壓表帶速表送話(huà)按鈕位送話(huà)器信號(hào)聯(lián)絡(luò)選擇開(kāi)關(guān)運(yùn)行開(kāi)關(guān)故障復(fù)位緊急停車(chē)電源開(kāi)關(guān)山西科達(dá)自控工程技術(shù)有限公司2 4 實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)的在線(xiàn)檢測(cè)功能( 一) 系統(tǒng)介紹1） 皮帶機(jī)在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)的組成：該系統(tǒng)是針對(duì)檢測(cè)膠帶機(jī)運(yùn)行的狀況開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品，系統(tǒng)主要由以下部分組成：上位機(jī)、打印機(jī)、檢測(cè)專(zhuān)用模塊、電源、檢測(cè)用傳感器、電纜附材等。2）皮帶機(jī)在線(xiàn)檢測(cè)的檢測(cè)參數(shù)a

8、) 檢測(cè)三臺(tái)電機(jī)的電機(jī)溫度（ 3 個(gè)）、軸承溫度（ 6 個(gè)），兩臺(tái)減速器的軸承潤(rùn)滑油油溫（ 6 個(gè)）、減速器潤(rùn)滑油油溫（ 3 個(gè)），三個(gè)滾筒的軸溫（ 6 個(gè)），兩個(gè)備用傳感器和檢測(cè)窗口。b) 電機(jī)震動(dòng)（ 3 對(duì)），減速器震動(dòng)（ 3 對(duì)）。c) 電機(jī)電流（ 3 個(gè)）、電機(jī)電壓（ 3 個(gè)）電機(jī)功率（ 3 個(gè)）。6d) 電機(jī)的工作狀態(tài)（ 3 個(gè)）。e) 閘瓦間隙檢測(cè)和保護(hù) (4 ×3) 。（二）系統(tǒng)完成的功能通過(guò)上位機(jī)1) 實(shí)時(shí)顯示以上參數(shù)的數(shù)值。2) 可方便設(shè)置每個(gè)參數(shù)的報(bào)警值。3) 運(yùn)行過(guò)程中可隨時(shí)彈出當(dāng)時(shí)報(bào)警的畫(huà)面 （包括參數(shù)名稱(chēng)、 實(shí)際測(cè)量值、設(shè)定值等）4) 在上位機(jī)中分別定時(shí)記錄

9、每臺(tái)電機(jī)運(yùn)行時(shí)皮帶的歷史數(shù)據(jù)，技術(shù)人員可通過(guò)輸入密碼進(jìn)行瀏覽。5) 通過(guò)打印機(jī)安班次或時(shí)間進(jìn)行打印存檔。（三）系統(tǒng)配置序號(hào)名稱(chēng)型號(hào)單位數(shù)量備注1上位機(jī)P臺(tái)2打印機(jī)HP臺(tái)3電源24V 3A臺(tái)4檢測(cè)模塊WB臺(tái)5柜體KD臺(tái)7電纜RVVP米8安裝附料KD批2 5 電視監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)明斜井裝載點(diǎn)、 井口房、膠帶走廊、卸載點(diǎn)、振動(dòng)篩、破碎機(jī)等地點(diǎn)（根據(jù)用戶(hù)要求設(shè)定）安裝防爆攝像頭，采用光纜傳輸?shù)膶?shí)時(shí)數(shù)字監(jiān)控錄像系統(tǒng)，選用 8（或多路）路視頻輸入。具有多畫(huà)面瀏覽和切換功能。主要設(shè)備簡(jiǎn)介：7嵌入式網(wǎng)絡(luò)硬盤(pán)錄像機(jī)DS-8016HS系列產(chǎn)品概述本設(shè)備是專(zhuān)為安防領(lǐng)域設(shè)計(jì)的一款優(yōu)秀的數(shù)字監(jiān)控產(chǎn)品。 它采用了嵌入式處理器和

10、嵌入式操作系統(tǒng)，結(jié)合了 IT 領(lǐng)域各項(xiàng)最新技術(shù)，如視音頻壓縮 / 解壓縮、大容量硬盤(pán)記錄、 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，代碼固化在 FLASH中，使得系統(tǒng)運(yùn)行更穩(wěn)定。本設(shè)備同時(shí)具備數(shù)字視音頻錄像機(jī)（ DVR）和數(shù)字視音頻服務(wù)器（ DVS）的特性，既可本地獨(dú)立工作，也可連網(wǎng)組成一個(gè)強(qiáng)大的安全監(jiān)控網(wǎng)?？蓱?yīng)用于銀行、電信、電力、司法、交通、小區(qū)、工廠、倉(cāng)庫(kù)、資源、水利設(shè)施等各領(lǐng)域、各部門(mén)的安全防范。留有通訊接口和以太網(wǎng)接口， 可以很方便的與礦調(diào)度室工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)連接。8KD6005B礦用隔爆型光纖攝像儀防爆型式Ex d 供電電壓AC127V±10%工作電流200mA環(huán)境溫度-20+60外形

11、尺寸415(長(zhǎng))x150( 寬)x160( 高) mm內(nèi)徑尺寸250(長(zhǎng))x60( 寬)x75( 高) mm重量10kg特點(diǎn)全不銹鋼、防腐、防塵、防水、可裝定焦鏡頭、適用于有瓦斯或煤塵爆炸危險(xiǎn)的煤礦井下2 6 變頻裝置的功能（690V 變頻控制系統(tǒng)）（一）系統(tǒng)介紹1、無(wú)速度傳感器控制技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)針對(duì)長(zhǎng)距離膠帶輸送機(jī)剛性和柔性相結(jié)合的特點(diǎn)， 采用矢量控制的變頻器是最合適的。西門(mén)子公司是國(guó)際自動(dòng)化行業(yè)最具實(shí)力的公司， 尤其是變頻調(diào)速技術(shù)更是行業(yè)的樣板。矢量控制技術(shù)就是西門(mén)子公司發(fā)明并不斷發(fā)揚(yáng)光大的控制理論，現(xiàn)已被世界上 90%變頻器廠家所使用。矢量控制是通過(guò)電磁矢量對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制，以達(dá)到高調(diào)速精度，

12、高力矩，高響應(yīng)速度的。矢量控制發(fā)展現(xiàn)在已非常成熟, 在實(shí)際使用中，可分“帶速度傳感器矢量控制”和“無(wú)速度傳感器矢量控制”。尤其是“無(wú)速度傳感器”矢量控制技術(shù)，在很多工業(yè)控制場(chǎng)合均得到了廣泛應(yīng)用。9在本項(xiàng)目中，因?yàn)榈退衮?yàn)帶和大力矩重載啟動(dòng)，都需要很好的控制技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。而其它的控制技術(shù)必須通過(guò)有速度傳感器的速度閉環(huán)來(lái)控制，否則就會(huì)出現(xiàn)低速脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使皮帶出現(xiàn)振顫現(xiàn)象, 無(wú)法進(jìn)行低速驗(yàn)帶工作，也會(huì)降低啟動(dòng)力矩。而皮帶工作環(huán)境相對(duì)較差，增加速度碼盤(pán)就增加了一個(gè)故障點(diǎn)，使系統(tǒng)可靠性下降。 “無(wú)速度傳感器矢量控制技術(shù)”正好適合于該應(yīng)用場(chǎng)合，即可解決低速驗(yàn)帶和重載啟動(dòng)問(wèn)題，又可使系統(tǒng)更簡(jiǎn)化，減少故障點(diǎn)，提高

13、可靠性，使整個(gè)系統(tǒng)故障停運(yùn)時(shí)間大大減少。所以矢量控制技術(shù)是皮帶傳動(dòng)的最佳技術(shù)方案。2、力矩平衡控制方式組內(nèi)變頻靠變頻器內(nèi)部“主- 從”功能實(shí)現(xiàn)力矩及速度平衡。主傳動(dòng)以閉環(huán)速度控制模式，從傳動(dòng)則為閉環(huán)力矩控制。主從傳動(dòng)之間通過(guò)通訊連接，并對(duì)變頻器參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，當(dāng)主傳動(dòng)進(jìn)行維護(hù)或出現(xiàn)故障時(shí)，通過(guò)變頻器間的控制聯(lián)鎖，其中一臺(tái)從傳動(dòng)變頻器自動(dòng)升為主傳動(dòng)，以確保傳輸帶仍能在降負(fù)荷下工作。即通過(guò)參數(shù)設(shè)置及工程軟件組態(tài), 可將任意一臺(tái)驅(qū)動(dòng)設(shè)為速度閉環(huán)主驅(qū)動(dòng) ,其余為轉(zhuǎn)矩閉環(huán)從驅(qū)動(dòng)，PLC和各主從驅(qū)動(dòng)間采用PROFIBUS-DP實(shí)現(xiàn)通訊，組成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的多機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)。每臺(tái)變頻器拖動(dòng)一臺(tái)電機(jī)并配有制動(dòng)單元和制

14、動(dòng)電阻。組與組之間采用西門(mén)子公司PLC構(gòu)成光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行時(shí)間及力矩總體平衡，統(tǒng)一規(guī)劃各組狀態(tài)。由PLC協(xié)調(diào)處理。3、 西門(mén)子變頻器樣本1011（二）系統(tǒng)功能1）解決多臺(tái)電機(jī)力矩及速度平衡問(wèn)題每一組電機(jī)內(nèi)部力矩平衡是多電機(jī)驅(qū)動(dòng)要解決的最主要問(wèn)題，負(fù)載變化，電機(jī)參數(shù)及皮帶松緊等因素，都會(huì)對(duì)電機(jī)的速度和出力產(chǎn)生擾動(dòng)性影響，為了使系統(tǒng)穩(wěn)定地工作，幾臺(tái)電機(jī)必須保持一致的速度，同時(shí)盡可能保持均勻的出力，這要靠變頻器內(nèi)部特殊軟件和控制系統(tǒng)軟件來(lái)共同實(shí)現(xiàn)。使功率平衡度控制在 5%以下 .2）皮帶重載啟動(dòng)問(wèn)題12在皮帶工作中， 可能會(huì)因各種原因， 使皮帶突然停車(chē)， 這時(shí)皮帶上就會(huì)有很重負(fù)載，如果這時(shí)啟動(dòng)皮帶，就會(huì)

15、使電機(jī)的出力超出正常出力，必須做到，低速、緩慢啟動(dòng)，減少加速度以便不使皮帶打滑或撕裂，這需要控制系統(tǒng)軟件根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況和傳感器的測(cè)量值來(lái)控制變頻器完成。3）解決低速驗(yàn)帶問(wèn)題在皮帶安裝初期，或在檢修期間，要檢查皮帶質(zhì)量，如果以高速運(yùn)行，對(duì)檢修人員安全不利，也不利于對(duì)皮帶進(jìn)行認(rèn)真檢驗(yàn)，應(yīng)該使皮帶工作速度降到0.2 米/ 秒以下，可有利于人工驗(yàn)帶。4）具有 150%過(guò)載能力，和過(guò)欠電壓，過(guò)電流，接地保護(hù)5）把解決液壓盤(pán)式制動(dòng)器與變頻器工作配合問(wèn)題變頻器工作時(shí)，液壓盤(pán)式制動(dòng)器要松閘，而變頻器停車(chē)時(shí)，要及時(shí)抱閘，在緊急情況下，還要利用液壓盤(pán)式制動(dòng)器幫助變頻器快速停車(chē)，所以這要靠 PLC進(jìn)行準(zhǔn)確協(xié)調(diào)的控

16、制。（三）系統(tǒng)配置序號(hào)名稱(chēng)型號(hào)單位數(shù)量備注1變頻器 800KW/690V6SE71臺(tái)3西門(mén)子2輸入電抗器套3西門(mén)子輸出電抗器套3西門(mén)子3編碼器板只3西門(mén)子4高級(jí)操作面板OP1S套3西門(mén)子5通訊光纜米50西門(mén)子6PROFIBUS通訊板臺(tái)3西門(mén)子7安裝附材批1國(guó)名優(yōu)內(nèi)824V 電源220/24個(gè)1北京9中間繼電器個(gè)6OMRON（四）變頻柜尺寸1500× 2000× 600 （單位： mm）132.7 主斜井皮帶高、低壓配電柜( 一)簡(jiǎn)介從兩路 660V 母線(xiàn)上取得 660V 電壓，經(jīng)過(guò) 1 號(hào)到 5 號(hào)配電柜以雙路供電的方式， 分別送到 1 號(hào)、 2 號(hào)、 3 號(hào)和 5 號(hào)柜，

17、給變頻器供電。 6 號(hào)配電柜提供控制室、配電室等的其他 380V用電設(shè)備的供電。見(jiàn)附圖 3（二）配置1、 2、 3、 5 號(hào)柜（單臺(tái)配置）序名稱(chēng)型號(hào)單位數(shù)量備注號(hào)1空開(kāi)660V 1200A臺(tái)1常熟2中間繼電器只4OMRON3指示燈只4施奈德4電源24V只1北京5電壓表只1施奈德6電流表只3施奈德7互感器只3施奈德8母排批1太原9柜體臺(tái)1天津10安裝附材批1國(guó)內(nèi)名優(yōu)144、 7、 8 號(hào)柜（單臺(tái)配置）序名稱(chēng)型號(hào)單位數(shù)量備注號(hào)1空開(kāi)660V 3000A臺(tái)1常熟2中間繼電器只4OMRON3指示燈只4施奈德4電源24V只1北京5電壓表只1施奈德6電流表只3施奈德7互感器只3施奈德8母排批1太原9柜體臺(tái)

18、1天津10安裝附材批1國(guó)內(nèi)名優(yōu)6 號(hào)柜（單臺(tái)配置）序名稱(chēng)型號(hào)單位數(shù)量備注號(hào)1空開(kāi)660V 380A臺(tái)1常熟2空開(kāi)380V100A臺(tái)5常熟3中間繼電器只4OMRON4指示燈只4施奈德5電源24V只1北京6電壓表只1施奈德7電流表只3施奈德8互感器只3施奈德9柜體臺(tái)1天津10母排批1太原11變壓器臺(tái)1太原12安裝附材批1國(guó)內(nèi)名優(yōu)15（三）柜體尺寸：與變頻柜配套（單位： mm）三、 系統(tǒng)功能框圖16配電柜1#2#3#變變變頻頻頻器器器一號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)二號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)三號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)2 號(hào)制動(dòng)器2 號(hào)變頻風(fēng)機(jī)1 號(hào)制動(dòng)器1 號(hào)變頻風(fēng)機(jī)3 號(hào)制動(dòng)器3 號(hào)變頻風(fēng)機(jī)操作控制臺(tái)皮帶綜合保護(hù)系統(tǒng)低壓供電系統(tǒng)示意圖176KV

19、 母線(xiàn)6KV/660V3500KVA660V/3000A7 號(hào)660V 母線(xiàn)660V660V660V3000A1200A1200A4 號(hào)3 號(hào)1 號(hào)至至聯(lián)3 號(hào)1 號(hào)絡(luò)變變柜頻頻柜柜附圖 36KV/660V3500KVA660V/3000A8 號(hào)660V 母線(xiàn)660V660V1200A1200A2號(hào)5號(hào)至備2 號(hào)用變頻柜其他設(shè)備照制操用備明動(dòng)作配用站臺(tái)電柜380V/100A6 號(hào)說(shuō)明： 1、虛線(xiàn)框所示配電柜可根據(jù)具體情況決定是否選用。2 、實(shí)線(xiàn)框所示配電柜（ 16 號(hào)柜）是本系統(tǒng)必須選用的。三 、采用高壓變頻器的控制方式181系統(tǒng)組成1.1膠帶輸送機(jī)主要參數(shù) :運(yùn)輸量 (t/d)輸送機(jī)長(zhǎng)度 (

20、m)帶速 (m/s)驗(yàn)帶速度 (m/s)0.5 ( 可調(diào) )帶寬 (mm)帶強(qiáng)ST xxxx傾角 ( )xx °負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性T =constant功率平衡< 2%功率3 x 710KW額定轉(zhuǎn)速 (約 )1488rpm電動(dòng)機(jī)額定電壓6kV環(huán)境溫度0 to 40 oC海拔高度1000 m1.2系統(tǒng)組成在綜合考慮用戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行特點(diǎn)和產(chǎn)品技術(shù)的先進(jìn)性、可靠性以及高性能價(jià)格比，采用西門(mén)子羅賓康完美無(wú)諧波系列高壓變頻裝置對(duì)用戶(hù)的帶式輸送機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和控制的方案。西門(mén)子羅賓康完美無(wú)諧波系列高壓變頻器采用先進(jìn)的矢量控制技術(shù)構(gòu)成高性能交流調(diào)速裝置，經(jīng)實(shí)踐證明可長(zhǎng)期可靠地應(yīng)用于長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)等恒

21、轉(zhuǎn)矩負(fù)載，具有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，過(guò)載能力強(qiáng)等特點(diǎn)。可在輕載、 重載等各種工況下可靠、有效地控制帶式輸送機(jī)柔性負(fù)載的軟啟動(dòng)/軟停車(chē)整個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，并在全過(guò)程中實(shí)現(xiàn)各膠帶機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間的功率平衡和速度同步，并提供可調(diào)驗(yàn)帶速度，由此降低快速起動(dòng)/快速停車(chē)過(guò)程對(duì)機(jī)械和電氣系統(tǒng)的沖擊，避免灑料與疊帶， 有效抑制膠帶輸送機(jī)19動(dòng)態(tài)張力波可能對(duì)膠帶和機(jī)械設(shè)備造成的危害，延長(zhǎng)輸送機(jī)使用壽命，增加輸送系統(tǒng)的安全性和可靠性。變頻調(diào)速裝置采用一體化設(shè)計(jì)，集成隔離變壓器和變頻器兩部分，隔離變壓器采用可靠性極高、絕緣等級(jí)為H 級(jí)、免維護(hù)設(shè)計(jì)的干式變壓器，變頻器選用羅賓康完美無(wú)諧波高壓變頻器。電機(jī)選用國(guó)產(chǎn)防爆電機(jī)。皮帶機(jī) 三機(jī)

22、驅(qū)動(dòng) 800kW皮帶頭部三個(gè)驅(qū)動(dòng)針對(duì)本系統(tǒng)中驅(qū)動(dòng)功率，提供如下方案：采用三臺(tái) 800kW/6000V 西門(mén)子羅賓康完美無(wú)諧波變頻器， 三臺(tái)變頻器采用一拖一方式運(yùn)行， 即用三臺(tái)完美無(wú)諧波高壓變頻器分別驅(qū)動(dòng)三臺(tái)電機(jī)，一臺(tái)變頻器為速度控制，為主傳動(dòng)，其余二臺(tái)變頻器為轉(zhuǎn)矩控制，為從傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)主從控制方式，一臺(tái)做主，另二臺(tái)做從，采用最新的主從控制功能，確保變頻器的之間的功率平衡、速度同步。配置： 3*800KW變頻器（含干式變頻變壓器）+ (國(guó)產(chǎn)防爆 )710kW 電機(jī)，配一套PLC 主從控制器主回路原理框圖如下所示：PLC 主從控制器 (內(nèi)置西門(mén)子研發(fā)的變頻器主從控制軟件)，保證三臺(tái)電機(jī)同步、功率平衡

23、、皮帶平穩(wěn)啟停。變頻器輸出6.0 - 6.6KV ，輸出波形近似正弦波，由DV/DT 引起的電壓降可以忽略不計(jì)，電機(jī)額定20電壓 6KV，系統(tǒng)配置留有足夠的裕度，不影響電機(jī)的額定輸出。變頻器及主PLC 柜均安裝在地面配電室，皮帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與PLC 之間通訊通過(guò)總線(xiàn)通訊來(lái)實(shí)現(xiàn)?？刂葡到y(tǒng)原理系統(tǒng)的控制是基于PLC 邏輯控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，綜合起來(lái)，主要完成以下功能：1） 帶式機(jī)故障檢測(cè)及保護(hù)系統(tǒng)具有完善的故障保護(hù)功能，可對(duì)帶式輸送機(jī)處的堆料、跑偏、溫度過(guò)高、縱撕等情況進(jìn)行保護(hù)，保護(hù)信號(hào)由膠帶機(jī)電控系統(tǒng)給出。2） 變頻器故障檢測(cè)變頻器具有單元過(guò)電壓、過(guò)電流、欠電壓、缺相、過(guò)熱、變頻器過(guò)載、電機(jī)過(guò)載、輸出

24、接地、輸出短路保護(hù)以及對(duì)隔離變壓器各種保護(hù)等功能。正常情況下，當(dāng)上述故障發(fā)生時(shí)，變頻器會(huì)自動(dòng)根據(jù)故障級(jí)別給出報(bào)警或者保護(hù)停機(jī)，為了增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性，系統(tǒng)又將這些故障信號(hào)引入PLC 系統(tǒng)，經(jīng)其判斷綜合后，使系統(tǒng)發(fā)出信息或保護(hù)停機(jī)。3） 電機(jī)的速度給定控制給定控制根據(jù)用戶(hù)要求，可以采用兩種方式：變頻器分級(jí)給定PLC 無(wú)級(jí)調(diào)速給定4） 建立與上位機(jī)系統(tǒng)的通訊，增強(qiáng)系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，降低勞動(dòng)量。上位機(jī)系統(tǒng)配置的工業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)能完成如下功能：監(jiān)視變頻裝置運(yùn)行狀態(tài)電機(jī)速度顯示電機(jī)電流監(jiān)視顯示皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸全過(guò)程運(yùn)輸統(tǒng)計(jì)、管理故障現(xiàn)實(shí)列表和故障歷史查詢(xún)故障報(bào)表輸出建立故障排除系統(tǒng)，使用戶(hù)在電腦系統(tǒng)的指引下

25、逐步排除故障2系統(tǒng)技術(shù)方案要點(diǎn)和系統(tǒng)特點(diǎn)2.1 技術(shù)方案中的要點(diǎn)變頻器容量的配置211）容量選擇已知驅(qū)動(dòng)電機(jī)的單機(jī)功率為710KW ，皮帶機(jī)軸功率為3×5000kW ，選用三臺(tái)8000kW 西門(mén)子羅賓康完美無(wú)諧波系列高壓變頻器，而且變頻器的的功率單元的電流值選為140A，完全滿(mǎn)足要求，變頻器型號(hào)為 PH-6-6-800 ，輸出電壓范圍為 0 6600V 。2） 驅(qū)動(dòng)電機(jī)羅賓康變頻器對(duì)被控電機(jī)無(wú)特殊要求，普通防爆電機(jī)(含軸承、定子測(cè)溫元件和脈沖編碼器)即可，從功率匹配、容量裕量上考慮，顯然變頻器的選擇是合理的。拖動(dòng)電機(jī)的控制方式由于帶式輸送機(jī)的三臺(tái)電機(jī)中，皮帶頭部二臺(tái)電機(jī)同軸聯(lián)結(jié)，另一

26、臺(tái)電機(jī)就近安裝，既要速度同步，又要保持功率平衡。因此，三臺(tái)電機(jī)的控制方式不是獨(dú)立而是彼此相互關(guān)聯(lián)的。若三臺(tái)電機(jī)的傳動(dòng)都作為獨(dú)立的速度控制，則在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，三臺(tái)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩難于調(diào)整。為了滿(mǎn)足既要保證整個(gè)系統(tǒng)速度同步，又要確保三臺(tái)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩平衡，我們采用PLC 控制器 (內(nèi)置西門(mén)子研發(fā)的主從控制軟件)，這樣一臺(tái)變頻器為速度控制模式，其余二臺(tái)為轉(zhuǎn)矩控制模式，跟隨主電機(jī)的速度同步運(yùn)行，同時(shí)以主電機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出為依據(jù)，保證三臺(tái)電機(jī)之間實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩平衡。制動(dòng)系統(tǒng)推薦采用機(jī)械或其他方式制動(dòng)，變頻器本身未作特殊的考慮。但是，變頻器提供軟停機(jī)功能，停機(jī)時(shí)，先把帶式輸送機(jī)速度調(diào)下來(lái)，當(dāng)速度降到一定值時(shí)，再把變頻器退出，制

27、動(dòng)器抱閘。動(dòng)態(tài)負(fù)荷檢測(cè)與速度控制通過(guò)使用皮帶秤和壓力突變檢測(cè)儀來(lái)檢測(cè)負(fù)載，我們可以根據(jù)實(shí)際負(fù)載的大小來(lái)確定帶式輸送機(jī)的實(shí)際運(yùn)行速度，即根據(jù)負(fù)荷的變化來(lái)調(diào)整系統(tǒng)速度給定信號(hào)。按照實(shí)際情況要求，可以采用兩種方式：變頻器分級(jí)給定、PLC 無(wú)級(jí)調(diào)速給定。1） 變頻器分級(jí)給定整個(gè)速度可以被有級(jí)的分為多級(jí)（視用戶(hù)需求而定） 。此時(shí)整個(gè)分級(jí)控制是由變頻器自身完成的，需要實(shí)際負(fù)載的檢測(cè)和壓力突變檢測(cè)儀輸出為開(kāi)關(guān)量信號(hào)作為變頻器開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)。變頻器內(nèi)部設(shè)有八個(gè)給定值，分別對(duì)多級(jí)速度給定。當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，皮帶秤輸出開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)閉合，所對(duì)應(yīng)的給定值改變。需要說(shuō)明的是，低速給定值可根據(jù)用戶(hù)要求設(shè)定為0。為了減少對(duì)機(jī)械的沖

28、擊，降低速度上升過(guò)程對(duì)皮帶的損傷。我們采用限流加速，這是因?yàn)椋_賓康高壓變頻器采用矢量控制技術(shù)，具有轉(zhuǎn)矩控制功能和快速電流限制功能，即使轉(zhuǎn)速指令設(shè)定成階躍指令，變頻器本身也能把電流限制在允許值范圍以?xún)?nèi)，就是說(shuō)可以用變頻器的允許最大轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)盡可能快的起動(dòng)過(guò)程，而起動(dòng)中電流可以被限制在人為設(shè)定的范圍以?xún)?nèi)。2） PLC 無(wú)級(jí)調(diào)速給定22這種情況下，給定控制由PLC 的模擬量輸出口決定，需要實(shí)際負(fù)載的檢測(cè)信號(hào)為模擬量信號(hào)。當(dāng)空載時(shí)，負(fù)載檢測(cè)輸入信號(hào)很小，帶式輸送機(jī)可以根據(jù)很低的速度維持運(yùn)轉(zhuǎn)（或根據(jù)用戶(hù)要求停止），隨著負(fù)荷的增加，給定速度相應(yīng)增加。電機(jī)速度、皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)速度也相應(yīng)增加，反之亦然。當(dāng)壓力突變

29、檢測(cè)開(kāi)關(guān)檢測(cè)到有突然來(lái)料時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)加速，防止堆料現(xiàn)象發(fā)生，這時(shí)候，系統(tǒng)內(nèi)部的限流加速功能依然起作用。2.2 系統(tǒng)的主要特點(diǎn)完美無(wú)諧波高壓變頻器的主要特點(diǎn)全球高壓變頻知名品牌，可靠性極高，超過(guò)十年的安全運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，適合膠帶機(jī)應(yīng)用性能優(yōu)異，輸入和輸出諧波極少(36 脈沖整流、 13 電平逆變 )內(nèi)部變壓器為干式，絕緣等級(jí)為H 級(jí)，可靠性高，維護(hù)簡(jiǎn)單適應(yīng)電網(wǎng)波動(dòng)要求，電網(wǎng)電壓可下降至55%，變頻器仍能繼續(xù)工作而不跳機(jī)電壓源型高壓變頻器、幾乎在整個(gè)速度段輸入功率因素大于0.95體積 (包括變壓器在內(nèi))最小，土建成本降低高 -高結(jié)構(gòu)，直接輸出 6KV 高壓，給 6kV 電機(jī)供電中文 PC 操作界面，給

30、用戶(hù)帶來(lái)方便變頻器本體效率高，高于 98.5%防護(hù)等級(jí)高 IP31，高于普通的 IP20，對(duì)用戶(hù)的環(huán)境要求低環(huán)境濕度可達(dá) 95%西門(mén)子羅賓康在上海有服務(wù)中心和備件中心，24 小時(shí)響應(yīng)用戶(hù)西門(mén)子羅賓康同類(lèi)型變頻器在膠帶輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用業(yè)績(jī)最多。變頻設(shè)備基本部件36 脈沖二極管整流，13 電平 IGBT/PWM逆變一體式輸入干式隔離變壓器，內(nèi)部含測(cè)溫元件保護(hù)等級(jí)IP31 ，整個(gè)變頻系統(tǒng)采用空冷高壓柜門(mén)保護(hù)連鎖帶工業(yè)以太網(wǎng)和MODBUS485通訊接口變頻器基本性能變頻器為高 -高結(jié)構(gòu)， 6kV 輸入， 6KV 直接輸出，不需輸出升壓變壓器，輸出為單元串聯(lián)移相式 PWM 方式，輸出相電壓至少為13 電

31、平，線(xiàn)電壓至少為25 電平。23系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)，包括輸入干式隔離變壓器，變頻器等所有部件及內(nèi)部連線(xiàn)，用戶(hù)只須連接高壓輸入、高壓輸出、低壓控制電源和控制信號(hào)線(xiàn)即可。整套系統(tǒng)在出廠前進(jìn)行整體測(cè)試。36 脈沖整流輸入符合并優(yōu)于IEEE519 1992 及 GB/T14519 93 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電壓失真和電流失真最嚴(yán)格的要求。在 20 100% 的負(fù)載變化情況內(nèi)達(dá)到或超過(guò)0.95 的功率因數(shù) (無(wú)需功率因數(shù)補(bǔ)償裝置)。無(wú)需濾波器變頻器就可輸出正弦電流和電壓波形，對(duì)電機(jī)沒(méi)有特殊的要求，可以使用普通異步電機(jī)，電機(jī)不必降額使用。具有軟起動(dòng)功能，沒(méi)有電機(jī)啟動(dòng)沖擊引起的電網(wǎng)電壓下跌，可確保電機(jī)安全、長(zhǎng)期運(yùn)行。變頻裝置

32、輸出波形不會(huì)引起電機(jī)的諧振，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小于0.1% 。變頻器有共振點(diǎn)頻率跳躍功能。變頻裝置對(duì)輸出電纜長(zhǎng)度無(wú)任何要求，電機(jī)不會(huì)受到共模電壓和dv/dt 的影響。變頻器可在輸出不帶電機(jī)的情況下進(jìn)行空載調(diào)試，也可在沒(méi)有10KV 高壓情況下用低壓電進(jìn)行空載調(diào)試?？刂撇捎脽o(wú)速度傳感器矢量控制，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩可達(dá)膠帶機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的150% 。變頻器對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)有極強(qiáng)的適應(yīng)能力，電壓下降45% 仍可降額運(yùn)行。變頻器效率為98.5% 。控制系統(tǒng)采用全數(shù)字微機(jī)控制，有自診斷功能。電機(jī)參數(shù)自動(dòng)檢測(cè)、控制系統(tǒng)參數(shù)自動(dòng)優(yōu)化。變頻器功率單元和主控系統(tǒng)通訊采用光纖連接，具有很高的通信速率和抗干擾能力，安全性好?？刂葡到y(tǒng)具有在線(xiàn)檢

33、測(cè)變頻器輸入電壓、電流、輸入有功功率、無(wú)功功率、輸入功率因素、累計(jì)用電量、輸出電壓、電流、功率、頻率、電機(jī)轉(zhuǎn)速等。調(diào)速范圍： 0-100% 連續(xù)可調(diào)。加 /減速時(shí)間 0.1-3600 秒 (根據(jù)負(fù)載情況可設(shè)定 )。輸出頻率 0-120HZ( 根據(jù)電機(jī)情況可設(shè)定 )。變頻器抗地震能力為8 級(jí)，振動(dòng)0.5G 。臨界速度可跳過(guò)(共 3 組，可任意設(shè)定)。用戶(hù)可調(diào)的數(shù)字表，可顯示速度，電流，電壓，功率，用電度數(shù)等。變頻器控制接口(可按用戶(hù)要求擴(kuò)展)2 路 4 20mA 或 0 10V 模擬量輸入。244 路 4 20mA 模擬量輸出或010V 用以輸出電機(jī)電壓， 電流和頻率等指示信號(hào)(可程序修改 )。

34、10 點(diǎn)開(kāi)關(guān)量無(wú)源輸入：自動(dòng)起動(dòng)/停止，手動(dòng)起動(dòng)/ 停止，緊停，復(fù)位等。10 點(diǎn)開(kāi)關(guān)量無(wú)源輸出：變頻器就緒，運(yùn)行，故障等(容量 220VAC/5A) 。4 點(diǎn)開(kāi)關(guān)量無(wú)源輸出：容量220VDC/5A 。變頻器帶有MODBUS485通訊接口和以太網(wǎng)接口，可以將功率因素、輸出頻率、輸出電壓等參數(shù)通過(guò)通訊接口傳送至PLC 或 DCS 。結(jié)構(gòu)變頻器的功率單元為模塊化設(shè)計(jì)，可以從機(jī)架上抽出，移動(dòng)和更換，所有單元可以互換，更換單元不須專(zhuān)用工具，更換一個(gè)單元的時(shí)間一般小于10 分鐘。逆變器側(cè)采用高開(kāi)關(guān)頻率的IGBT 器件，保證良好的輸出波形。輸入側(cè)的隔離變壓器能保護(hù)電機(jī)不受共模電壓的影響。整個(gè)變頻系統(tǒng)采用空冷

35、。變頻系統(tǒng)正面開(kāi)門(mén)，可靠墻布置。保護(hù)變頻裝置有過(guò)電壓，過(guò)電流，欠電壓，缺相，變頻器過(guò)載，變頻器過(guò)熱，電機(jī)過(guò)載，輸出接地，輸出短路等保護(hù)功能。變頻裝置有隔離變壓器的各種保護(hù)。變頻調(diào)速系統(tǒng)的主要應(yīng)用特點(diǎn)完美無(wú)諧波系列高壓變頻器采用先進(jìn)的矢量控制技術(shù)，能與負(fù)載構(gòu)成高性能的交流調(diào)速系統(tǒng)，廣泛地應(yīng)用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載及平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載等各類(lèi)負(fù)載。矢量控制技術(shù)的采用，使得系統(tǒng)具有極高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和響應(yīng)精度，在低速下具有較大的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩過(guò)載能力，滿(mǎn)足恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載驅(qū)動(dòng)的要求。3變頻調(diào)速系統(tǒng)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)3.1皮帶進(jìn)線(xiàn)變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)序號(hào)規(guī)范單位參數(shù)備注NEMA，ANSI，1使用標(biāo)準(zhǔn)IEEE,IEC 等25序號(hào)規(guī) 范單 位

36、參數(shù)備注2型式、型號(hào)干式干式 36 脈沖3變壓器賣(mài)方及產(chǎn)地羅賓康國(guó)內(nèi)配套4安裝地點(diǎn)室內(nèi)（柜內(nèi)）室內(nèi)柜裝式5系統(tǒng)最高電壓kV7.26額定容量kVA10007額定電壓kV68額定電流A約 140A (6kV側(cè) )9額定頻率Hz50+2%10相數(shù)3 相3 相11接線(xiàn)組別UL Style 349912付邊繞組數(shù)原邊 X1 ，副邊 X6組13總損耗kW13.5阻抗電壓8%14允許偏差8%-12%調(diào)壓方式分接頭15調(diào)壓范圍+5%16絕緣等級(jí)H 級(jí)17中性點(diǎn)接地方式不接地冷卻方式強(qiáng)制空冷18冷卻風(fēng)機(jī)安裝在變壓器外殼內(nèi)還是外殼頂安裝19高壓側(cè)絕緣水平8.7 KV ClasskV6.9 KV設(shè)備最高電壓（有效值）高壓側(cè) 20 KV額定短時(shí)工頻耐受電壓（有效值）kV低壓側(cè) 10 KV20額定雷電沖擊電壓（全波峰值）kV45 KV設(shè)備最高電壓（有效值）kV6.9 KV泄漏比距2.5cm/kV>=2.5cm/KV22局部放電（ 1.5 倍最高相電壓下）小于 10pC小于 10pC26序號(hào)規(guī) 范單 位參數(shù)備注23過(guò)載能力150%24噪音水平小于 75dB變壓器可靠性指標(biāo)（平均無(wú)故障工作25時(shí)間）h26000026寬×高 ×深（ mm）1524X1092X2324變壓器外形尺寸（+596.