任世杰

（同煤集团煤峪口矿，山西 大同 03700）

带式输送机是一种广泛应用于煤矿、电厂等领域的连续输送设备，具有运输距离长、承载能力大等优点。近些年，随着煤矿企业规模的不断加大，带式输送机也已成为了煤炭生产不可缺少的重要设备。从二十世纪九十年代起，我国就不断学习国外技术，经过大量的科研，我国带式输送机的发展有了较大的进步。但是，随着功率的不断增大，其能耗问题也越来越突出，这是由于无论轻载还是重载情况，电动机都以恒定的速度运行，工作效率很低，能源浪费巨大，并且增加了企业的用电成本。因此，带式输送机的节能方法是值得关注的问题。

1 带式输送机的节能运行分析

采煤过程中，受客观技术条件和地质条件的影响，煤炭产量是不断变化的，煤仓中的煤量也不是一个恒定不变的数值。这就导致带式输送机在运行过程中，也存在运输量的波动变化。但是，目前我国带式输送机一般是工频下，以固定速度运行，但带式输送机工作过程中不可能一直保持满载运行，还有轻载和空载状态，固定速度运行降低了电动机效率，功率因数较低，产生了大量的能量浪费。因此，为了提高带式输送机的运行效率，降低电能的损耗，就需要对带式输送机的运行方式进行调节，即根据不同的载量采用不同的带速。通过调节速度的快慢，达到节约电能，延长设备使用寿命的目的。

2 带式输送机电气节能控制方案

本文研究带式输送机的电气节能控制，以节能调节装置为核心，通过对多种测量信号（仓位、负荷重量、运行速度）的监测与计算，调节给煤机的给煤量，尽可能保证给煤量达到输送机的设计运输量，实现输送机运行效率的优化，同时给调速装置发出信号，控制调速电机控制皮带机速度。为了实现对运量的准确监测，应该在煤仓内配置料位计。

图1 控制方案结构框图

2.1 控制系统硬件设计

2.1.1 PLC

由于工作环境复杂，存在各种干扰，为了确保系统的可靠性，选择SIEMENS公司s7-300PLC作为系统核心。该系列PLC能够满足系统要求同时拥有丰富的I/O模块。可以根据实际需求进行模块的选择、扩充等。带式输送机的PLC控制系统结构示意图如图2所示。从图中可以看出，PLC的数据采集通过I/O模块输入，变频器数据通过总线接入，现场HMI通过多点接口协议接入。这样可以实现整个系统的控制要求。另外，为了提高系统的可靠性、隔离干扰，需要在输入和输出通道加入光电耦合器。

2.1.2 保护装置

保护装置主要包括以下几个方面：①智能拉线开关。其作用是为了确保当维护人员发现输送机故障时能够控制输送机停机，并通过配置拨码开关记录动作位置。②智能跑偏开关。其作用是当皮带发生跑偏时触发开关启动控制操作。③速度传感器。其作用就是为了对输送机低速打滑、超速等特殊情况进行及时控制。④温度传感器。其作用是保护电机，当温度过高时，发出信号。⑤堆煤传感器。其作用是保护皮带运输，防止机头堆积煤。当检测到煤位超限时，发出警报并停机。⑥撕裂传感器。其作用是预防输送带受外力作用而撕裂。⑦超温洒水装置。安装在带式输送机机头驱动部，当监测温度超过预设值时，启动洒水阀门，实现洒水降温。⑧烟雾传感器。其作用是监测易产生烟雾处的烟雾浓度，超限时发出报警。⑨声光报警装置。

图2 硬件设计结构框图

2.2 软件设计

本文的设计是针对带式输送机起动后，根据煤仓位置、皮带机负荷重量的动态监测，控制给煤机和带式输送机的联动控制。PLC根据负荷调节控制其运行速度。最终的效果是通过对带式输送机运载情况的监测控制运行速度，以提高运行效率，节省耗电量。如果出现空载持续运行则自动停机。主程序流程图如图3所示。

图3 主程序流程图

3 总结

（1）本文对带式输送机的特点进行了介绍，并研究了其工作过程中存在的电能浪费问题，造成电能浪费的主要原因是带式输送机不是一直保持满载运行，而运行速度却不能根据负载情况调节，使得运行效率低，电能消耗大。

（2）根据分析，建立了以西门子s7-300为控制核心的调速控制系统，绘制了结构示意图和软件流程图。通过PLC的控制能够根据不同运料情况，调节运行速度，实现节能的目的。本文是对带式输送机节能控制的初步研究，还要进一步对硬件设备的选型，系统程序的编写进行补充、完善、调试。