自动控制在煤矿皮带运输系统中的应用

自动控制在煤矿皮带运输系统中的应用

李浩,丁童生

陕西省宝鸡市麟游县郭家河煤矿 陕西省宝鸡市721000

摘要：随着工作面综采设备的应用，采煤的效率越来越高，同时煤炭行业对煤炭运输的效率和可靠性要求也越来越高。电子皮带秤、变频器和皮带综合保护装置等设备不断被应用到带式输送机的控制系统中，带式输送机不仅仅是具有手动操作功能的煤炭运输机电设备，更发展成为一种集各类自动化技术为一体的综合自动控制系统，具有保护完善、节省电能的优点，因此在以后的发展趋势中，对带式输送机进行自动化改造具有显著意义。

关键词：自动控制；煤矿；皮带运输系统；应用

1自动控制技术的概念

自动控制技术是一种应用工程学和信息技术的技术体系，通过传感器、执行器和控制器等设备，对系统的输入、输出和中间过程进行检测、判断和调整，以实现系统的自动化运行和控制。其目标是提高系统的性能、安全性和效率，并减少人工干预和错误。自动控制技术主要包括以下几个方面：（1）传感器和测量技术。通过传感器获取系统的输入和输出信号，如温度、压力、速度等物理量，实现对系统状态的实时监测和测量。（2）控制器和执行器。根据传感器获得的反馈信号，通过控制器对执行器进行控制，如调节阀门、电机等，控制系统的输出。（3）控制算法和策略。设计和实现控制器的算法和策略，根据系统的模型和特性，进行控制参数的计算和调整，以实现对系统的精确控制。（4）人机界面和监控系统。通过人机界面，让用户可以对系统进行参数设定和监控，以及接收系统的报警和故障信息，保证系统的安全和稳定运行。（5）数据通信和网络技术：实现控制系统的远程监控和数据共享，提高系统的灵活性和可扩展性。

2自动控制在煤矿皮带运输系统中的应用

2.1变频器柜

变频器柜是整个自动控制系统的执行单元，其主要功能是根据操作控制台的指令，将电网的电源进行频率变换，以供给带式输送机的头、尾电机使用，并改变其转速。具体来说，变频器柜通过控制电源的频率，可以实现对电机的调速控制。在使用带式输送机进行物料输送的过程中，根据需要调整输送速度是非常重要的。通过变频器柜，可以根据操作控制台的指令，调整变频器的输出频率，进而改变电机的转速，从而控制带式输送机的运行速度。变频器柜能够根据实际需求进行频率变换，可以实现对电机的精确控制，提供更加灵活和高效的运行方式。此外，变频器柜还能够监测电机的运行状态，实时反馈给操作控制台，以便及时发现和处理故障情况。

2.2皮带秤

皮带秤是自动控制系统中用于检测物料质量的重要组成部分。它通常安装在带式输送机上，用于实时监测物料的质量和流量。皮带秤的检测准确性直接影响到控制系统的精度和稳定性。皮带秤通过称重传感器或负荷细节，测量物料在输送过程中的重量。它可以根据物料的重量变化，实时反馈给控制系统，提供准确的物料质量数据。控制系统可以根据这些数据进行实时调整，控制带式输送机的速度，以实现对物料流量和质量的精确控制。皮带秤的准确性对于自动控制系统的稳定性和精度非常重要。如果皮带秤的测量精度不高，可能会导致控制系统误判物料流量和质量，造成生产过程中的偏差和问题。因此，在选择和安装皮带秤时，需要保证其具有高精度和可靠的性能。为了确保皮带秤的准确性，需要进行定期的校准和维护。定期校准可以保证皮带秤的测量结果与真实物料质量的一致性。同时，对皮带秤进行维护和清洁，保持其正常工作状态，也是保证准确性的重要措施。

2.3操作控制台

操作控制台是自动控制系统的核心组件之一。它是人机交互的接口，用于操作和监控整个自动控制系统的运行状态。操作控制台通常具有自动和手动两种工作模式，以适应不同的控制需求。在自动模式下，操作控制台通过预设的控制逻辑和算法，自动执行系统的控制指令。它可以根据传感器反馈的数据，对系统进行实时监测和分析，通过控制器发送控制命令，实现对各个执行单元（如变频器柜、电机、阀门等）的控制。自动模式下，操作控制台能够实现系统的自动化运行，提高生产效率和精度。而在手动模式下，操作控制台允许操作员手动控制系统的各个部分。在这种模式下，操作员可以根据需要手动调整参数、开关设备或执行其他操作。手动模式通常用于系统的调试、维修和特殊情况下的控制需求。操作控制台通常配备有显示屏、按钮、旋钮、触摸屏等人机交互设备，以便操作员可以方便地进行操作和监控。操作控制台也可以与其他控制设备、传感器和执行器进行数据通信，实现对整个系统的集中控制。

2.4综合保护系统

在皮带输送机运行过程中，各种传感器和综合保护装置起着重要的作用。这些传感器可以实时采集皮带输送机的数据，如电机转速、皮带张力、温度、振动等。这些数据会被传输到综合保护装置中进行逻辑判断和分析。综合保护装置会根据事先设定的保护逻辑和阈值，对采集到的数据进行实时监测和判断。如果发现皮带输送机出现异常或故障，综合保护装置会立即向操作台发出报警或故障信息。操作台上的显示器或报警灯会显示相应的警告或故障信息，提醒操作员及时采取措施。这种实时监测和保护机制可以及时发现和处理皮带输送机的异常情况，以防止进一步的损坏或安全事故的发生。操作员可以根据报警或故障信息，采取相应的措施，如停机检修、调整操作参数或寻找故障原因等，以确保皮带输送机的正常运行和安全性。在本系统中，综合保护装置KHP108-K可以对以下物理量进行检测，并发出相应的报警信息：（1）带速。通过安装速度传感器，检测皮带机的运行速度。当皮带机的运行速度超过或低于设定的范围时，KHP108-K会发出报警信号，提醒操作人员注意并采取相应的措施。（2）温度。通过安装温度传感器，检测皮带机和轴承的温度变化。当温度超过设定的安全范围时，KHP108-K会发出报警信号，以防止设备的过热和损坏。（3）烟雾。通过安装烟雾传感器，检测皮带机周围的烟雾浓度。当检测到异常的烟雾浓度时，KHP108-K会发出报警信号，以提醒操作人员可能存在的火灾风险。（4）煤量。通过安装煤量传感器，检测皮带机上的煤量。当检测到煤量超过或低于设定的范围时，KHP108-K会发出报警信号，以避免因煤量异常而导致的设备故障或安全事故。（5）胶带位置。通过安装位置传感器，检测皮带机的胶带位置。当胶带位置偏移超过设定的范围时，KHP108-K会发出报警信号，以避免胶带脱落或卡住导致的事故。

3结语

对带式输送机自动控制系统的结构和各组成装置的功能和原理进行了分析，对带式输送机自动控制系统改造进行了方案设计。变频器柜、皮带秤、操作台和综合保护装置是自动控制装置的主要组成部分，各部分的选型和设计需要结合皮带机的具体型号进行，力求达到功能先进、可靠实用的改造目的。

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