[发明专利]煤矿胶带机运输系统的自动调速控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电气自动控制领域，具体涉及一种煤矿胶带机运输系统的自动调速控制方法。

背景技术

近年来，由于国内煤炭行业发展快速，采用大功率（驱动电机的功率为几百甚至上千千瓦）胶带运系统输成为煤矿运输的主要方式，由于煤矿多采用每天2班、每年300天的生产模式，胶带机运输系统在整个煤矿电力消耗中所占比例非常高。同时，很多新建或扩建煤矿在建设前期对未来几年产能的提升提出了超前规划的方案，即新建系统能够满足未来若干年后整个矿井的产能提升所要求的负载能力，例如，某矿井的政府批准的产能为60万吨每年，但矿方在设计时要求设备的最大负荷能力为90万吨每年标准，甚至更高，矿方的出发点是如果在某一时期，市场需求较大且经济效益较好，可以开足马力尽可能多的生产，从而最大化的获取效益。由此引出一个问题：在煤矿先期运行的一段时间，煤矿的产能不能达到当前煤矿设计的最大产能，例如只能达到30到40万吨每年，更不能达到未来若干年后的产能，期间如果受到经济环境或政策影响，将有可能长期处于初期设计产能阶段。在此情况下，整个矿井的胶带机运输系统将长期处于空载或轻载运行，造成电能的浪费以及设备的损耗。

如图1所示，现有的胶带机运输系统是通过多级独立的胶带运输机一级级首尾搭接，将工作面生产出来的煤运输至地面预先设计的存储地。具体方式为：工作面的采煤机将煤层剥离脱落，脱落的煤落入采煤机下部的刮板运输机中，通过刮板运输机将采下的煤托运至与刮板运输机搭接的1#胶带机机尾，通过安装在1#胶带机机尾的整流溜槽，使煤完全、稳定的落在1#胶带机带面上；1#胶带机通过安装在其头部的电机驱动胶带机驱动滚筒，使胶带机的带面水平或有一定倾角的位移，从而将附着在其上的煤运输至2#胶带机机尾的整流溜槽处，如果胶带机运输系统还包括由2级以上的胶带机，则2#胶带机在将煤托运至3#胶带机，以此类推，直至将煤运输至设计的存储地。

目前，煤矿胶带机采用的控制方式主要有：1、通过胶带机保护系统控制设备的启停方式实现设备流程控制，当设备依次启动完毕之后，将一直按照最高转速和最大输出功率运行，此方式不对设备的运行状态进行任何检测及调整，完全没有节能措施；2、通过加装软启动装置控制设备的启停，只是实现了设备的软启动，降低了设备启动瞬间的启动电流，将其启动电流控制在额定电流的3倍以内，使设备能够平滑的启动，从而达到减小对电网的冲击，减小对机械设备的冲击的目的。但该启动方式也只是解决了在设备初始启动过程的控制，当设备正常启动并稳定运行后，还是按照最高转速和最大输出功率运行，此方式也不对设备的运行状态进行任何检测及调整，故也没有节能效果；3、通过加装PLC（可编程控制器）、变频器控制设备的启停。我们知道，PLC具有强大的逻辑控制功能，能根据预先设定好的程序稳定、可靠的执行，从而有效的解决了人工操作带来的繁琐、疲劳等问题；变频器具有优异的驱动性能，能够实现设备的软启动（即变频器用电缆与电机相连，变频器安照预先设定的参数，通过其内部的功率调节模块经过整定，并输出到相应的与电机连接的输出端），将设备的启动电流控制在2倍额定电流以内，实现运行速度的整定、输出功率、输出转矩的整定等。但是，PLC和变频器都只是偏重与解决某一方面的问题，其两者的配合只能够通过人工判断胶带机的来料情况，在上位计算机上实现设定一目标值，再通过PLC输出后传送至变频器执行。该方式对现场操作人员的经验及责任心有很高的要求。我们经常发现很多矿井在采用PLC和变频器驱动设备后，一直按照设定速度运行，几乎不做调整，故此种方式也仅仅只是实现很有限的节能。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种煤矿胶带机运输系统自动调速控制方法，该方法控制胶带机运输系统根据实际生产情况实时自动调节胶带机运行速度，有效降低胶带机运输系统的能耗，达到节能减排的目的。

为了实现上述任务，本发明采用如下技术方案予以解决：

一种煤矿胶带机运输系统的自动调速控制方法，包括如下步骤：

步骤1、在胶带机运输系统中的1#胶带机上增加一个电子皮带秤；在2#胶带机上安装一个综合保护控制器；

步骤2、系统启动，电子皮带秤将采集的1#胶带机的来料瞬时量M1_S实时传送至2#胶带机综合保护控制器；2#胶带机的综合保护控制器实时读取M1_S；

步骤3、利用下式实时计算得到2#胶带机上的物料累计量：