主运带式输送机控制系统的研究及的设计.doc

主运带式输送机控制系统的研究及的设计 　　摘 要：阐述以ROCKWELL公司 ControlLogix5000 PLC作为核心的带式输送机控制系统的组成、结构，性能分析、运行情况等。 　　关键词：带式输送机；ControlLogix5000 PLC；控制系统 　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.15.241 　　1 引言 　　带式输送机（belt conveyor）广泛应用于家电、电子、电器、机械、烟草、注塑、邮电、印刷、食品等各行各业。本文以宝鸡市郭家河煤矿输煤带式输送机控制为例，研究分析带式输送机PLC控制系统的组成和应用设计。 　　2 带式输送机控制系统分析 　　2.1 带式输送机PLC控制系统组成： 　　（1）系统高压供电为10KV，采用两台10KV/3800KVA变压器向6KV高压变频供电。（2）变频器采用美国ROCKWELL公司的PF7000高压变频装置，2台变频器安装在地面，采用一拖二方式通过输出电缆连接井下电机。（3）系统以ROCKWELL公司 ControlLogix5000 PLC作为主控制器。 　　2.2 带式输送机系统功能设置 　　（1）根据实时煤量进行调速的控制由井下PLC系统完成。 　　（2）两台变频器的功率平衡控制由地面PLC系统完成。 　　（3）能够实现自动控制及故障自诊断功能。 　　（4）系统具有打滑、堆料、超温、烟雾、纵撕、洒水、速度、跑偏、煤位等检测控制与保护功能。 　　（5）系统具有煤量自动检测系统。 　　（6）实现任一台变频器的单独运行，并可灵活切换和单双台的选择。 　　3 变频器拖动系统分析 　　AB PF7000变频器 2台，性能及特点如下： 　　（1）变频器额定电压6000V，额定功率2800kW，过载能力1.5倍1分钟，效率： 98%。满足2台1250kW带式输送机电机的拖动要求。 　　（2）逆变器采用脉宽调制（PWM）技术和选择谐波抑制（SHE）技术，在整个调速）变频器主回路采用交-直-交电流源型拓扑结构，能实现四象限运行。电流源型变频器能有效拟制负载侧短路所造成的电流冲击，无需加熔断器。 　　（3）整流器采用由SCR组成的串联18脉冲整流电路，有效地降低了电源侧的谐波含量，使电源侧总的谐波畸变率THD小于5%，功率因数在0.96以上，满足IEEE519-1992谐波抑制标准。 　　（4）和负载范围内，输出的电压和电流波形近似正弦波，无dv/dt及di/dt产生，对拖动电机及输出电缆无特使要求。变频器到电机之间的电缆长度可达15公里。 　　（5）18脉冲高压变频器是由18只SCR组成6kV整流器，18只SGCT组成6kV逆变器，变频器输出直接为6kV，系统结构简单，可靠性高。 　　（6）采用全中文操作终端，对变频器进行参数设置和状态监视更加方便。 　　（7）采用带测速反馈的全矢量控制，起动转矩可达到150%，最低运行频率为1Hz。 　　（8）整流及逆变触发信号采用光纤隔离。 　　4 带式输送机PLC控制系统设计 　　4.1 地面PLC控制系统设计 　　（1）ROCKWELL公司的ControlLogix作为主控制器，和井下控制器间用以太网光纤连接。地面控制柜作为井下控制系统向两台变频器发送和反馈信息的媒介。 　　（2）地面PLC柜内置功率平衡控制单元（ROCKWELL提供），完成两台变频器的功率平衡控制。 　　（3）实时PLC运行参数监测。各监控系统实时采集生产工况参数，可以采用图形、报表的形式显示系统的实时工况及仓位等。 　　（4）实时过程控制。PLC分析采集的参数，各系统自动完成过程控制，生产实时监测数据均可存贮于生产实时数据历史数据库中，可实现历史回显、历史趋势分析，随时查询、打印实时趋势以及任意时间段的历史趋势进行综合分析。 　　4.2 井下PLC控制系统设计 　　（1）采用ROCKWELL公司的ControlLogix作为主控制器，与地面系统共同形成全分布式控制结构。 　　（2）PLC地面控制系统和井下控制器间用以太网光纤连接。通过交换机与全矿综合自动化系统连接。 　　（3）PLC自动调速功能：该系统包含可靠的电子皮带称重装置，自动调速的依据以电子皮带称重装置的重量累计数据为基准，将电子皮带称的重量累计数据分成若干档位，每个档位对应着不同的运行速度，空载时对应最低运行速度，满载时对应额定运行速度，从而实时调节皮带运行速度，当煤量大的时候快速运行，当煤量小的时候调慢皮带的速度。同时减少皮带空运的时间。大大降低系统的机械损耗，节约电能。 　　（4）诊断功能 ：CPU的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件，例如：超时，模块更换等等。