双输送带（精选5篇）
双输送带 篇1
0 引言
目前, 连续输送配料电子皮带秤在肥料、化工、建筑等行业得到广泛应用, 其称量部分安装于输送机架上, 通过检测两托辊间物料重量以及皮带速度, 计算出物料流量, 由称量控制仪表调整皮带速度, 即可达到定量配料的目的。这种称量方式受制因素较多, 会受到皮带速度、皮带长期运行松紧程度、皮带跑偏、托辊摩擦力、机架应力、环境等因素的影响, 其称量配料精度不高, 无法满足高精度、配料量程宽称量的要求。为此, 我所研发了双皮带连续配料电子秤, 供料皮带与称量皮带分为两个独立的单元, 将称量皮带单独设置, 有效地解决了上述问题, 减少影响称量的因素, 提高称量精度。
1 工作原理
如图1 所示, 双皮带连续输送配料电子秤由料仓、供料裙边皮带、称量裙边皮带等组成, 料仓物料由供料裙边皮带送出, 通过进料漏斗落入称量裙边皮带。称量裙边皮带上安装有称量传感器, 由于称量裙边皮带不与料仓接触, 减少称量干扰量, 从而提高了称量精度。供料裙边皮带由变频器控制, 称量裙边皮带定速运行。通过调整供料速度来稳定称量裙边皮带上的物料量, 以达到设定送料量的要求。
2 称量控制算法
称量控制器设定配料秤单位时间的供料量, 除以皮带上物料运行时间, 就是称量皮带的控制目标重量。在正常状态下, 调整供料皮带到一定供料速度, 就会使称量皮带上的物料到达目标重量。但事实上, 即使供料皮带的速度不变, 由于物料的流动性变化, 也会引起出料量的波动, 从而影响称量皮带上物料的重量变化。要根据称量皮带上实测的物料重量及时调整供料变频器的频率, 改变供料速度, 使称量皮带上的物料接近控制目标重量。所以, 找出控制算法成为该配料秤设计的关键。
由于称量时物料在称量皮带上运行时间较短, PID算法中的积分量并非实际的物料状态, 故PID算法不适合双皮带连续输送配料电子秤的称量控制要求。通过对配料秤的动态分析, 以每秒为单位切割供料过程, 建立数学模型, 如图2, 称量皮带上的物料是t时间内 ( t为皮带上物料运行时间) 的供料量, 而在t秒前的供料已经送出。在正确分析了供料过程后, 提出控制算法。
该算法的控制目标是供料电机的频率。通过对称量皮带上实际物料重量与控制目标重量进行对比, 实时改变供料频率, 使实际物料重量与目标重量一致, 从而达到设定物料供料量的目的。
设称量皮带上物料运行时间为t /s, 以每秒记录一次给料频率值Fi和皮带上的称量值Qi, 其频率总和Fc为
式中t—物料在皮带上运行时间 ( s) ;
Fi—每秒的供料频率 (Hz) ;
Fc—频率总和 (Hz) 。
其平均频率Fs为
式中Fs—平均频率 ( Hz) 。
平均频率的意义是: 如果按平均频率Fs的频率运行, 则在正常运行条件下该时段皮带上的物料重量为Qs值。
在给料初始阶段时的计算方法:
在给料的初始阶段, 物料输送时间为n, 其中n < t, 则平均频率Fs为
式中n—开始供料时间 ( s) , 小于t。
而控制目标重量应为
那么控制目标频率F/Hz的计算方法为
其结果与 ( 4) 式相同, 由此得出结论, 在供料开始阶段与正常阶段, 其目标频率的计算方法相同。
在计算出目标频率后, 及时向供料变频器发出频率指令, 供料皮带按新的频率供料, 直至下一个计算周期。通过不间断的修正供料频率, 保证称量皮带上的物料稳定到目标重量, 从而保证物料按设定配料量连续供料。
由于在实际供料过程中, 每秒供料量不能直接测得, 只能检测到称量皮带上的物料量。在开始称量阶段, 供料时间小于物料在称量皮带上的运行时间, 其每秒供料量通过以下方法获得
式中Qt—当前一秒的供料量 ( kg) ;
Qs—当前称量皮带上的物料量 (kg) ;
Qs-1—上一秒皮带上的物料量 (kg) 。
在正常称量阶段, 每秒钟称量皮带上有物料送出, 同时由供料皮带供料, 其每秒供料量通过以下方法获得
式中Q0—称量皮带送出的物料量。
将每秒供料量相加, 就得到出料量。当出料量达到设定值后, 停止给料皮带给料, 称量皮带再运行t /s后, 等称量皮带上的物料全部送出后停止, 一次给料过程完成。
该算法适合于不间断连续配料, 也适合于分批配料 ( 如每批配料500 kg) 的配料系统。
3 控制线路及软件设计
连续输送配料控制部分由JH358 称量控制仪、称重传感器、供料变频器、称量接触器等组成。称量皮带由接触器控制定速运行, 上面安装称重传感器, 传感器信号送入称量控制仪; 供料皮带由变频器控制, 变频器的频率由称量控制仪通过RS485 设定, 控制供料量。配料生产线一般有5 ~ 9 个料仓, 每个料仓配有独立的连续输送配料电子秤, PLC协调控制各配料秤的启动停止动作, 同时控制生产线上的输送机、提升机、混料机等。触摸屏上显示生产线上各配料秤的状态、称量值、参数, 并记录各料仓的配料量、总配料量, 统计出每天或每班的生产量、各料仓用料量等。
我所自主研发的“JH358 称量控制仪”, 采用AVR单片机ATmega32CPU、24 位AD转换器CS1180、集成传感器电路、滤波电路、输入输出接口控制电路、RS485 接口电路、电源电路, 前面板为8 位LED数码管, 显示称量状态、称量值及参数值, 4 个按键用于修改参数和调试操作, 是一款集检测、显示、控制为一体的智能控制仪表。
JH358 称量控制仪使用AVR GCC编程语言, 编程调试环境AVR Studio 4. 16, 图3 为控制算法部分的程序框图。
如果称量皮带上物料运行时间较短, 也可以按0. 5 s分割计算, 其算法相同。
在程序中还加入缺料检测, 在出现断料情况下停机报警, 加料或处理料仓结拱后, 再次运行。
称量皮带每次运行前都进行清料置零, 保证称量准确度和系统稳定。
4 应用
使用此控制算法的一条年产10 万吨5 仓连续配料生产线和两条年产15 万吨5 仓连续配料生产线已经在陕西赛众科技有限公司、渭南举众科技有限公司运行投产, 生产线采用5 组连续配料控制秤, PLC集中控制, 触摸屏显示称量实时值、统计量, 已经运行1 年以上, 完全达到了设计要求, 用户非常满意。
5 结论
此控制算法简洁明了, 易于编程, 在实际应用中调节反应及时准确, 经检测和用户长期运行考核, 配料准确度达到0. 2 级, 也验证了控制算法符合该配料秤的称量过程, 准确有效。
摘要：对双皮带配料秤的送料过程进行了细致分析, 提出控制算法, 经检测和实际使用, 符合该配料秤的称量过程, 控制算法准确有效。现有的连续输送配料秤多采用单皮带方式, 其称量部分安装在输送机架上, 影响称量的因素较多, 精度较低。我所开发的双皮带连续输送配料电子秤, 供料皮带与称量皮带分为两个独立的单元, 供料皮带变频器控制供料, 称量皮带定速运行, 排除了供料皮带对称量皮带的影响, 提高了称量准确度, 已经生产使用。
关键词：双皮带,连续输送,配料秤,控制算法
参考文献
[1]郭玮, 曹靖.配料秤控制器的设计[J].山西农业大学学报, 2011.
[2]Atmel官网.Atmel AVR mega 32 (L) 数据手册[Z], 2012.
[3]魏银厂, 邹超, 任线妮.CS1180在自动称量装袋机中的应用[J].食品与包装机械, 2011 (4) .
矿用双层双运带式输送机产业化 篇2
核心技术、产品及服务介绍:公司现有矿山机械产品年产4万t的生产能力。公司目前主要产品:普通带式输送机、长距离带式输送机、新型环保密封输送机、矿用节能输送机;各类高效斗式提升机、螺旋输送机、链式输送机;电动漏矿车、除尘卸料车、给煤机、抛料机、园盘给料机。近年来公司为用户开发、制造了大批高技术含量、高附加值的产品, 现已被认定为省级企业技术中心, 共申请国家专利8项, 其中发明专利2项, 公司先后成功推出长距离曲线带式输送机、新型环保密封输送机、矿用双层双运带式输送机等多项达到世界先进水平的产品。
矿用双层双运带式输送机核心技术经四川省科技厅成果鉴定, 达到国内领先水平, 项目产品获得了1项发明专利、3项实用新型专利、1项科技进步奖、国家重点产品计划及四川首台套产品等荣誉。矿用双层双运带式输送机打破了带式输送机运输的传统模式, 为特种带式输送机发展指明了方向。实现了不增加土建投资的情况下将运输能力提高100%。设备应用后, 产能将提高2~3倍, 作业人员减少80%, 节约投资50%以上, 能耗降低30%以上, 施工周期减少70%以上, 同时运输的安全性也得到大大的提高。该产品具有大幅度减少土建工程量、降低基建费用、缩短施工周期、提高生产效率、实现单线路物料分类同时输送、减少安全隐患等优点, 具有较大的使用价值和较高的市场前景。
市场需求分析:带式输送机是依靠滚筒和胶带摩擦驱动实现连续运输物料的机械设备。主要由机架、输送带、托辊、滚筒、张紧装置、传动装置等组成, 它可以将物料从供料点输送到卸料点, 形成一种连续的输送流程。带输送机具有输送量大、结构简单、维修方便、成本低、通用性强等优点, 广泛应用于冶金、煤炭、交通、水电、化工等现代化工业领域, 被誉为工业领域的“血管”。带式输送机是煤矿最理想的高效连续运输设备, 与其他运输设备相比, 具有输送距离长、运量大、连续输送等优点, 而且运行可靠, 易于实现自动化和集中化控制, 尤其对高产高效矿井, 带式输送机已成为煤炭开采机电一体化技术与装备的关键设备。随着我国经济快速发展, 带式输送机行业也取得了长足的进步。2012年带式输送机行业销售额已接近1000亿元。
我国现有1.4万多家煤矿, 由于煤矿综采系统的普遍应用, 煤矿采掘能力提高了2~3倍以上, 巷道输送能力必须扩大才能将采掘的煤炭输送到地面, 因此目前国内80%以上的煤矿企业均有改造巷道提高输送能力的计划。
随着我国煤矿、矿山采掘综采系统的推广和普及, 单一采掘面产量可达到8 000 t/h, 而巷道的容量最大也只能达到8 000 t/h, 即巷道输送只能供采煤或掘矸一种工作面工作, 巷道运输的瓶颈已严重制约了煤矿产能的提升。目前绝大多数井下巷道为单线路输送系统, 井下掘进产生的矸石和采掘的原煤均是通过一条输送机分时输送, 这就造成了掘进和采掘相互影响的关系, 即采掘和掘进无法同时进行, 严重影响了生产效率。由于国内煤矿大多数是多煤层、多煤质的煤矿, 不同煤质的原煤只能混合输送出矿井, 增加了后续分选难度, 降低了煤炭品质和销售价格, 减少了煤矿企业利润。
根据数据统计西南地区煤层1 m厚度内的储量占到总储量的54%以上, 采空区巷道周围的煤炭占煤炭开采量的12%, 随着资源的枯竭和开采技术的进步, 薄煤层开采和采空区回采已成为提高煤矿产能重要手段, 也是提高资源利用率的唯一办法。这些技术都是需要掘进和采掘同时进行, 使矿用双层双运带式输送机需求量将进步加大。
同时煤矿在井下转运过程中会产生大量粉尘, 严重污染了井下空气, 在粉尘浓度聚集的地方甚至会发生爆炸, 据统计矿井中粉尘80%来自于输送转运过程产生的粉尘, 每输送1 t煤将有10 g煤粉产生、一个年产100万t的煤矿每年会产生10 t煤矿粉尘, 转运粉尘已经严重影响井下作业的人身安全以及矿井的开采工作。随着国家节能环保的深入实施, 对煤矿矿山等高能耗、高粉尘的企业监管力度加强, 节能环保技术势必得到更加广泛的推广和应用。该设备具有的节能环保的优势使得其应用前景更加广阔。
煤矿、矿山企业迫切需要一种能够有效节约空间、环保性能高、运量大、能实现煤炭和掘进矸石同时运输、减少巷道施工、简化输送线路的带式输送机。目前国内煤矿迫切需要解决不改造巷道提升输送能力和煤炭、矸石同时输送的技术难题, 特别是老旧煤矿巷道几乎不能改造, 巷道输送能力严重制约了产能的扩大, 甚至影响到煤矿企业的发展和生存问题。“矿用双层双运带式输送机”为我国煤矿建设提供了一种符合煤矿发展需求的高效集约型优质节能产品, 符合我国采矿产业发展战略及国家产业政策, 是大型矿山、煤矿向机械化方向发展、形成综采机械化或矿井高效集约化、自动化生产的模式的关键性产品。
近年来公司已了解矿用双层双运带式输送机的需求信息越来越多, 预计未来2017年全国双层双运带式输送机需求量将达到100亿元, 双层双运带式输送机因其显著的特点被越来越多的企业采用。
市场渠道营销:公司经已在四川、云南、新疆、重庆、贵州、内蒙古、山西等国内多个省市建立了销售网络, 现已有川煤集团、云天化煤矿、庆华集团、中电投集团、扎西能源、鲁能集团等直接客户上百家, 具有很强的市场基础优势。项目产品的营销策略如下。
自主营销策略:本公司从事带式输送机等生产销售有30多年的历史, 近年来, 公司销售部门通过点、线、面布局, 直销 (销售部、地区办事处) 与经销 (地区代理) 结合, 细分区域市场、加强渠道管理, 组建了完善的销售网络, 公司顺利打开四川、云南、贵州、湖北、陕西、重庆、新疆、内蒙古等省市市场及东南亚的国外市场。
合作销售策略:与国内著名的销售公司合作, 形成战略合作伙伴销售模式。
网络营销策略:在国内大型商业网站创建本公司的网页, 开创网络销售渠道。
出口贸易策略:公司通过国内市场的锻炼, 逐渐形成了专业的技术服务队伍, 通过公司近几年对国际市场的了解, 逐步对国际市场拓展, 大力开展成套设备的出口贸易。
行业地位及与竞争对手竞争优势:四川东林矿山运输机械有限公司是专业从事散状物料输送成套设备研发、制造及销售的装备制造企业。公司从事矿山运输机械设备制造已有30多年历史, 是中国重机协会带式输送机分会理事单位、公司属内江市“十强”企业、国家起重运输机械行业中的重点企业、中国重型机械工业协会先进单位, 连续几年被四川省评为“守合同、重信用”企业、省级质量管理先进企业、投资先进企业、省级“科学技术进步奖”、四川名牌产品“东林牌”、省级最佳文明单位、省级技术中心、工业纳税“先进企业”“先进党支部”。公司产值和销量排名西部地区第二位, 全国行业综合实力排名前茅。公司的生产规模、厂区规模属西部最具竞争力、最具影响力、最具潜力、最具代表性的带式输送机制造企业。公司已成为西部生产散状物料输送设备的一面旗帜, 是四川省、内江市打造川南中心城市、成渝经济区新高地总体布局中重点扶持的民营企业。企业竞争优势如下。
1) 技术优势。项目产品获得了1项发明专利、3项实用新型专利、1项科技进步奖、国家重点产品计划及四川首台套产品等荣誉, 通过了四川省科技厅组织的成果鉴定, 鉴定委员会认为该项目总体技术达到国内领先水平, 具备授权专利技术先进性和垄断性竞争的比较优势。
2) 生产条件优势。公司生产胶带输送机的专业化程度高, 标准产品的主要零部件均采用专用机械设备、专用工装、专用模具生产, 保证了产品质量。工厂目前占地面积120余亩, 建筑面积56 000 m2;拥有各类主要生产设备160余台 (套) , 其中精密大型设备49台 (套) , 拥有台车式燃气炉、QXY4500表面预处理线、70×3000卷板机、60 mm剪板机、4 m立车、数控镗床及500 mm外圆磨床等大型加工设备。公司下设滚筒、托辊、铆焊、热处理、抛丸、喷涂、总装、成品等八大车间, 拥有年产4万t矿山机械产品各类输送设备的生产能力。
3) 产品优势。矿用双层双运带式输送机实现了不改造安装基础的情况下将运输能力提高一倍。该产品将普通的单承载面变为双承载面, 实现了单线路物料分类同时运输的功能。同时将下运过程中设备产生的动能转换为电能, 并予以充分利用。可大幅度减少土建工程量、降低基建费用、缩短施工周期、提高生产效率、实现单线路物料分类同时输送、减少安全隐患等优点, 对中小煤矿、矿山、钢铁等特别是老旧输送巷道改造、新建巷道布局有极高的应用价值。采用矿用双层双运带式输送机后, 产能将提高2~5倍, 输送线路作业人员减少80%, 运输成本降低30%以上。节约投资40%以上, 施工周期减少40%以上, 输送过程利用下坡再生能量发电节能25%以上, 同时运输线路的安全性也得到大大的提高。同时该产品在输送物料时基本不消耗电能而且还能利用设备发电, 在节约能源的基础上还能发电产生效益。
4) 市场优势。公司经已在四川、云南、新疆、重庆、贵州、内蒙古、山西等国内多个省市建立了销售网络, 现已有川煤集团、云天化煤矿、庆华集团、中电投集团、扎西能源、鲁能集团等直接客户上百家, 具有很强的市场基础优势。
5) 管理优势。公司管理层创新意识高、开拓能力强, 是一支具有多年研发、生产、销售经验的优秀团队。公司重视公司文化培训, 树立了“技术引领未来、创新促进发展”经营观念;同时, 公司建立了部门间信息沟通渠道, 重视经营管理的综合效果。
6) 售后服务优势。公司非常重视售后服务, 建有一支正规、高效的销售队伍。产品销售后, 通过销售反馈体系, 公司销售队伍主动询问客户使用效果, 并对用户设备应用问题进行及时分析和解答, 保证用户正常生产。同时, 本公司还建立用户反馈机制, 收集反馈意见, 打通公司与客户之间沟通渠道, 以改进产品和生产, 满足不同用户需求, 更好地为客户服务。
双输送带 篇3
1 改造原则
(1) 保留原美国AB500系列PLC控制系统。
(2) 保留原控制系统胶带输送机各种安全保护装置。
(3) 保留原控制系统供电电源, 通过万能转换开关转接, 实现新老系统相互切换。
(4) 新增1台低压配电柜, 为新电控系统提供电源。
(5) 新增1台PLC控制柜, 安装西门子300系列PLC模块、模拟量模块、数字量模块、以太网模块、控制继电器、供电电源等, 胶带的新电控各类传感器、保护系统各自独立。
(6) 新增1套工业电视监控服务器, 安装云台工业电视监控设备2套, 定向摄像机4套, 用于胶带输送机运行时实时监控。
(7) 新增万能转换开关8个, 用于西门子300系列PLC控制系统与美国AB500系列PLC控制系统之间的切换。
(8) 新老系统互为备用, 并且独立使用。
2 胶带输送机保护接线方式的选择
主斜井胶带输送机电控系统改造保留了原有的美国AB公司的电控系统, 新增了1套西门子300系列PLC电气控制系统、该系统基于数字化、自动化、信息化、网络化等先进技术, 采用数字定位综合保护系统和视频在线监测监控系统, 改造接线过程中共列出3种胶带输送机保护接线方式。 (1) 继电器隔离分接法接线方式。以跑偏动作为例, 当跑偏保护动作后, 继电器吸合, 继电器触点5、9和8、12由常开变为闭合, 5、9作为接入原PLC的端子通电, 原PLC接收到跑偏动作信号, 同时8、12作为接入新PLC的端子通电, 新PLC也能接收到跑偏动作信号, 这样新老PLC可以同时使用 (图1) 。优点:用继电器分接后, 接线简单。缺点:需要1个单独给保护供电的24 V电源;每一个保护都需要一个继电器, 共计需要15个继电器;线路较多故障查询较慢。 (2) 端子并接法。优点:在原PLC柜内, 各种保护接线端子上并一根线通向新PLC柜, 接线简单, 施工较快。缺点:新PLC柜工作时, 老PLC柜不能带电, 需要做新、老PLC柜的电源闭锁。 (3) 万能转向开关隔离法。优点:将各种需要并接信号经万能转向开关分接到新老PLC中, 通过旋转万能转向开关旋钮实现新老PLC信号的采集切换, 具有切换方便、完全隔离、互不干扰的特点。缺点:需要5路万能转换开关8个, 并在PLC柜门板上开孔固定。
经过综合对比分析, 最终选择操作接线工艺简单、可实施性强、稳定性和安全性高的万能转向开关隔离转接法[1]。
3 传感器接入方法
3.1 各种保护概况
此次改造接入各种保护情况, 新增西门子300系列配备的PLC包含64个开关量输入、32个开关量输出、24个模拟量输入 (其中4个电机占用20个点, 速度和液压站压力各使用1个) , 其中4种保护和原厂家保护一样 (分别为撕裂、烟雾、堆煤与洒水) , 区别如下:
(1) 跑偏保护。 (1) 新增跑偏保护, 具备寻址区分功能, 自带有通信模块, 采用RS-485通信传递给PLC, 具备某个详细位置的保护报警功能区分, 例如说机尾跑偏动作或机头跑偏动作。 (2) 原厂家跑偏保护直接接入PLC开关量输入模块的对应点内, 当无法区分动作保护位置。
(2) 沿线急停。 (1) 新增沿线急停保护, 具备寻址区分功能, 自带有通信模块, 采用RS-485通信传递给PLC, 具备某个详细位置的保护报警功能区分, 且只占用1个开关量通道。 (2) 原厂家沿线急停保护直接接入PLC开关量输入模块的对应点内, 沿途共计安装8个沿线急停保护开关, 占用8个开关量输入通道[2]。
3.2 模拟量读数接线方式
模拟量共分为电机温度、胶带速度、液压站压力。由于模拟量信号传输不具备并接条件, 只能供给1个PLC使用, 所以此次改造采用以下方案: (1) 胶带速度。新安装一个电光厂家提供的速度传感器。 (2) 电机温度。由于原PLC温度巡检仪故障, 不能正确读数, 此次改造将电机温度 (前轴、后轴、前端子、中端子、后端子) 接入新PLC内。 (3) 液压站压力。压力传感器安装个, 此次改造中也接入了新PLC内, 在液压站测量压力管路上安装1个三通, 新增加一个压力传感器, 供给新PLC使用。
3.3 工业电视改造接入方式
由于原电控系统配备的工业电视系统采用模拟信号传输, 新增工业电视系统采用数字高清IP摄像机, 为了将模拟信号传输的摄像机图像也通过海康服务器传输至监控电视墙上, 采用网络交换技术、网络共享技术和VGA分屏器配合使用达到模拟信号传输画面和数字信号传输画面共享效果, 同时, 经过使用人机操作界面的IFIX软件编写相应程序对网络摄像机控件进行参数设置后, 可以直接在人机界面中调取摄像机视频, 实现视频联动功能。
3.4 远程监测监控接线方式
新电控系统与环网通信采用远程监测监控接线方式。新电控系统采用PLC控制新技术装备, 采用S7-300系列PLC控制系统, 并增加以太网模块, 直接形成总线结构, 通过合理的程序和通信结构将以太网模块用网线接入矿井综合自动化控制环网交换机, 实现新电控系统远程的集中控制和一键式开停。
4 改造效果
改造完成后, 原电控系统与新电控系统通过万能转换开关进行切换使用, 保留了原控制系统胶带输送机安全保护装置, 不仅满足新、老系统相互备用, 还具有以下独特功能:
(1) 故障自诊断。 (1) 网络故障自诊断。当网络由于发生断线、干扰等传输问题时, 网络会自动侦测到, 并发出报警。 (2) PLC故障自诊断。PLC的扫描器和适配器发生故障时, 系统会通过网络的通信情况判断故障, 并发出报警;PLC的I/O模块发生故障时, CPU会通过I/O模块的状态位侦测到故障及故障内容后, 通过系统发出报警。 (3) 传感器和信号线故障诊断。模拟量的传感器或信号线发生断线故障时, PLC通过测量值判断故障并发出报警。
(2) 多功能显示。 (1) 工况图显示。工况图动态显示整个系统胶带机、给煤机、转载胶带运行的工况, 以及主要保护、煤炭产量 (需配备相关称重设备) 有关参数信息。 (2) 信息图显示。实时显示胶带机、给煤机开/停状态和煤仓煤位高度。如胶带机开停状态、检修状态及运行速度、拖动电机电压、电流、开机时间、停机时间等参数。 (3) 故障及保护显示。当系统出现故障或保护动作时, 工况图上会直接报故障信息, 便于操作人员及时采取措施进行处理。 (4) 信息查询。在综合集控中心可以查询电机电流、电机温度、带速等的历史趋势图, 以及相关数据报表显示和历史数据查询。 (5) 控制模式。集中控制 (远控) 方式下, 操作人员只需在综合集控中心操作键盘或鼠标, 控制井下各条胶带机和给煤机的起、停以及故障解除等。并且通过计算机语音系统发布开车提示命令。就地控制 (就地) 是在日常检修或故障处理以及特殊需要时, 操作人员可分别在各条胶带机头通过矿用隔爆兼本安型可编程控制器控制胶带机的起、停。检修状态下由现场操作人员在各设备的就地操作箱上操作 (不经过PLC系统) , 起、停单台设备以便检修。
(3) 其他。 (1) 系统结构形式。配置上位机丰富显示和存储功能;该系统内采用控制器与端口实线方式连接。 (2) 控制策略。具备远程、就地、检修等多种操作方式。 (3) 保护功能。具有模拟量输入功能, 可检测关键机电设备的运行参数;具备保护传感器的动作定位功能;具备对设备运行状态的检测;具备视频联动功能。 (4) 系统维护。支持通过编程工具, 进行面向端口的底层程序编制。
5 结语
为了确保主井一部电控系统安全、可靠运行, 西门子300系列PLC电控系统安装后, 制订了美国AB厂家PLC与西门子300PLC切换使用方案, 规定电控系统切换周期、切换操作步骤、注意事项等措施, 并对操作人员进行实操培训, 从而提高主斜井胶带电控系统的稳定性、可靠性, 保障主斜井提升系统的安全运行。改造完成后, 主斜井正常提升方式变为新系统与原电控系统不仅可以互为备用, 而且满足定期切换使用需要, 提高了主斜井胶带电控系统的稳定性、可靠性, 增强了主井提升的安全系数。
摘要：郑煤集团白坪煤业主斜井胶电控系统采用美国AB500系列PLC控制, 目前已经使用7 a, 原美国AB500系列PLC的备品备件不再生产, 给设备的维护工作带来不便。从提升设备运行安全性、维护便利等方面考虑, 增设西门子300系列PLC控制系统与原电控系统互为备用, 以期实现主斜井胶带机电控系统冗余升级改造。介绍了改造的方法及实际的效果, 对类似的改造有一定的借鉴意义。
关键词：主斜井胶带,双电控系统,电控系统
参考文献
[1]刘尚启.35°大倾角强力皮带机平稳运行的优化设计[J].科技创新导报, 2011 (9) :82-83.
双输送带 篇4
带式输送机以其运输能力大, 动行阻力小, 耗电量低, 运行平稳, 易于实现自动化控制, 在运输过程中对物料的损伤小等优点。在生产中得到了广泛地应用。因此, 提高带式输送机的运输能力, 扩大适用条件和范围, 具有十分重要的意义。
1 提高运量的方法
对于带式输送机目前传统的结构为两辊式或三辊式, 其运输能力计算普遍采用的方法为:
Q=3600×F×V×γ×C[1]
式中:Q——运输能力 (t/h) ;
F ——货载断面积 (m2) ;
V ——带速 (m/s) ;
γ ——货载的散集容重 (t/m3) ;
C ——输送机的倾角系数。或者采用公式:
Q=K×B2×V×γ×C[2]
式中:K——物料断面系数;
B——带宽 (m) 。 (其他符号意义同前)
可以看出, 运输能力与货载的散集容重γ, 倾角系数C, 带速V, 带宽B及货载断面积F或物料断面系数K有关。对于某一具体使用场合, 运输能力仅与带速、带宽、货载断面积或物料断面系数有关。对于提高带速和带宽的方法受到使用条件和使用成本的限制, 而通过改变物料断面形状, 进而提高物料断面系数K的方法, 可使运输能力得到提高, 或者在可能的情况下, 选型时使胶带规格下降, 从而实现增加运量, 降低成本的目的。即将两辊式或三辊式输送机制成如图1所示由多个托辊组成的深槽形的断面形式, 则一方面可增大散料间的摩擦力, 从而增大输送机的倾角, 另一方面可以增大运量。但如何确定一个合理的托辊布置形式, 即选择适宜的托辊长度和角度, 从而使货载断面积为最大, 也就是通过选择合理的布置方式, 使断面系数为最大成为问题的关键。
2 断面系数的确定
如图2所示, 取有效带宽b=0.9B-0.05 (m)
设:下V型托辊长度为L (m) , 倾角为φ1 (°) , 则上V型托辊承载长度为b/2-L (m) 。倾角为φ2 (°) 动堆积角为ρ (rad) , 圆弧半径为 (m) 。则:总面积:F=F1+F2+F3
式中:F1——弓形面积;
F2——梯形面积;
F3——三角形面积
根据分析可知, 最大面积:Fmax=Kmax×b2[3]。其中:
undefined
则最大运量Qmax=3600V×γ×C×Fmax= 3600V×γ×C×Kmax×b2[3]
因当φ1, φ2取不同值时对应有一个不同的n值和一个不同的最大断面系数Kmax, 因此, 为便于设计和计算, 这里给出了不同φ1, φ2值所对应的n值和Kmax值, 如表1和表2所示。
3 结语
根据分析可知, 带式输送机采用双V型槽型结构, 通过合理选择托辊布置形式, 在同等条件下, 不用改变带速和带宽, 就可使带式输送机运量增加5%左右[3]。这对于提高带式输送的运输能力不失为一种行之有效的方法。文中所提供的参数在优化设计和确定参数时可作为参考。
参考文献
[1]陈泽洪, 张国柱.矿山运输机械[M].北京:煤炭工业出版社出版, 1980.
[2]杜竟贤, 于学谦.矿井运输提升[M].徐州:中国矿业大学出版社出版, 1988.
双输送带 篇5
钢轨整形是对铁道线路大修时换下的旧轨,进行去除表面疲劳层的一种切削加工工艺,这种工艺可使旧轨得到重复使用,它对于提高钢轨利用率,节约铁道线路铺设成本和节能减排具有重要作用。以往对旧钢轨整型加工进给的输送,多采用多轴滚轮同步输送的方式[1],这种输送方式存在较多不足,主要体现在两个方面:一方面,若轨底存在浮锈或轨身不均匀,容易引起送轨过程不均匀扰动,经过长期运行,这种扰动会使滚轮磨损不一致,导致输送滚轮作用力不均匀,从而导致电机间负载不一致,有的甚至超载运行,影响系统稳定;另一方面,为了提高列车行驶的平稳性和运行速度,250m的无缝焊接钢轨的使用已得到越来越重视,但钢轨变长使送轨过程所需推力大,焊接钢轨不可避免存在焊接头,导致滚轮的同步输送控制难度增大。
本文针对焊接长钢轨的整形加工进给方式新要求,以SIMODRIVE 611D为电机驱动控制系统,设计了一种基于推拉交替式的双机械手钢轨整形进给输送系统,给出了机械手结构原理,探讨了推拉过程中两机械手的换手原理,围绕进给过程的送轨方法展开论述,最后给出这种输送系统具体实现效果。
1 送轨过程基本原理
1.1 自适应机械手结构
1-机械手主体;2-抓手夹紧油缸;3-左侧抓手;4-轨顶定位油缸;5-上工作台;6-抓手夹紧油缸;7-右侧抓手;8-伺服电机;9-齿轮;10-减速器;11-高低锁定油缸;12-下工作台;13-压轨传感器;
为满足在送轨过程中自动抓取钢轨的要求,本文设计了如图1所示的自适应机械手。当需要抓轨时,机械手的上工作台向下运动,下工作台向上运动,当压轨传感器检测到钢轨时,上工作台停止运动,左右抓手开始动作并以设定的压力抓住钢轨,下工作台在动作一段时间后停止运动以锁定钢轨。钢轨的进给力为抓手与钢轨间的静摩擦力,在静摩擦系数不变的情况下,静摩擦力取决于抓手与钢轨间的正压力,该压力可通过液压系统设定。在送轨时,若钢轨出现弯曲,无法顺利在出轨滚道线上送出时,机械手与钢轨即打滑以保护送轨系统。结构中伺服电机通过减速器带动齿轮与齿条相对转动,实现机械手进给运动。
1.2 SIMODRIVE 611D驱动系统
为了保证送轨过程的稳定可靠,选用SIMODRIVE 611D数字驱动系统(简称,611D系统)来驱动机械手。611D系统是Siemens推出的新一代数字控制总线驱动的交流驱动,该驱动系统可与数控装置NCU构成全数字式控制系统。
611D系统的伺服驱动控制实现包括速度控制环,电流控制环,位置控制环,控制信号流程是通过位置环控制器到速度环控制器,再到电流环控制器,最终到伺服电机;伺服电机则将电流和速度信号反馈给电流环控制器和速度环控制器,伺服电机中的编码器将位置反馈信号传给位置环控制器,通过这种方式611D系统实现了对机械手的快速、准确和实时的闭环控制进给[2]。为了实现送轨过程中对机械手速度和位置的监控,选用系统中具有MPI通讯接口的监控单元PCU50来实现其与控制系统的数据交互。
1.3 机械手同步原理
两机械手在换手过程中必须保持同步运动以保证换手过程钢轨进给无扰动。选用611D系统的“耦合运动TRAILON”功能,来实现两机械手的同步。TRAILON指令的基本功能是将几根轴组成一个“耦合轴组”,一个“耦合轴组”可以有一个主导轴和几个耦合轴,主导轴运动时,耦合轴跟随主导轴一起运动[4]。
6 1 1 D系统中,耦合指令“T R A I L O N”、“TRAILOF”是一组模态指令,它们共同完成一组耦合轴的激活和撤销。其语法格式为:
TRAILON(耦合轴,主导轴,耦合系数)
TRAILOF(耦合轴,主导轴,耦合系数)
在机械手换手的应用中,耦合系数选为1,即使主导轴与耦合轴绑定为同步轴组。
2 送轨控制原理
2.1 系统的协作机制
正常的送轨过程包含多个环节:1)设置合理的轨位传感器,实现对钢轨位置的检测;2)机械手的运动控制;3)夹紧油缸的夹紧与松开控制;4)操作指令的干预等。为实现这些环节的有效协同需要系统内部有一个合理的协作机制,具体的协作机制如图2所示。
图2中所示,轴运动的NC程序和PLC程序共同组成了送轨程序,两者之间存在实时数据交互。611D系统提供了一个公共存储器用于NCK和PLC的数据交换[3],对于这一公共区域,NCK和PLC都可对其进行读写访问,该公共区域即系统变量$A_DBB[n],PLC程序通过调用系统功能块FC21可以实现系统变量$A_DBB[n]与PLC的M寄存器之间的数据交互[5]。基于611D的控制系统可以在PLC程序中读写NC变量(NCVAR)以实时获取机械手的坐标值和进给倍率[6]。PLC程序通过调用系统功能块FB2将NC变量读到PLC,通过调用FB3改写NC变量[5]。人机交互指令以DDE(Dynamic Data Exchange)动态数据交换的方式,实现其与系统R参数、NC变量和PLC寄存器之间的数据通信。
2.2 轨位划分方法
为了适应实际加工工艺对质量、效率、稳定的要求,送轨方法根据钢轨位置的不同而不同。图3给出了输送系统中钢轨位置传感器布置方法,根据这种布置方法,可把轨位划分成5个阶段:
阶段1空进轨阶段:钢轨通过Z4夹紧台之前的进轨,图中Z4信号触发则空进轨结束。
阶段2初进轨阶段:空进轨结束到钢轨通过N4台的进轨,图中传感器N42信号触发则初进轨结束。
阶段3正常进轨阶段:初进轨结束到“准轨尾”出现的进轨,图中传感器C1信号消失则正常进轨结束。
阶段4退轨调整阶段:“准轨尾”出现到“真轨尾”出现的进轨,图中传感器C2信号消失则退轨调整结束。
阶段5最后出轨阶段:“真轨尾”出现到钢轨离开N4台的进轨,图中传感器N42信号消失则最后出轨结束。
如图3所示,在加工钢轨的头部与尾部时,钢轨处于“悬臂梁”状态,初进轨与最后出轨采用小倍率输送钢轨以保护刀具;由于每次加工钢轨的长度与进给速度可能不同,加上还可能存在不可预知的故障中途停机,钢轨尾部进给控制时,机械手X2可能来不及运行到合适位置,导致钢轨无法拉出铣削区,故增加出轨调整阶段;出轨调整阶段的作用是调整X1手与X2手的相对位置,保证在最后出轨阶段,X1手能在零位抓住钢轨尾部,从而保证X2手在可运行的行程内将轨尾拉出铣削区。
2.3 送轨过程的换手方法
机械手交替送轨的方法必然存在换手的过程,不同的轨位对应不同的换手方法具体的换手方法如图4所示。
图4中剖面线的小矩形区域为两机械手的同步交替接手环节,以X2手交替X1手为例,其步骤如下:
1)发送耦合指令(TRAILON(X2,X1)):机械手X2作为“耦合轴”跟随“主导轴”X1同步运动;
2)当耦合完成后(NC信号反馈),机械手X2抓轨;
3)机械手X2已经抓住钢轨(约2秒),机械手X1松开;
4)机械手X1松开后,发送耦合取消指令(TRAILOF(X2,X1))。
5)当耦合解除后(NC信号反馈),换手步骤完成。
其中每个轨位阶段的具体换手方法如下:
1)初进轨:图中在初进轨的初期,钢轨处于“悬臂梁”状态,故机械手X1自零位开始慢速进给;当钢轨通过机械手X2(图中交点(1))后,开始X2接替X1换手步骤;换手步骤完成后,机械手X2加速以正常加工速度进给,机械手X1回零位等待;当X2到达末端换手位置(图中交点(2)),开始X1接替X2换手步骤(X2下工作台暂不松开);换手步骤完成后,机械手X2停在末端位置,此时X2手的下工作台保持以继续锁定钢轨的高度位置;当钢轨顺利通过N4台即N42信号触发时(图中交点(3)),机械手X2松开下工作台后回零,初进轨结束。
2)正常进轨:正常进轨采用“最大等待”原则进行送轨,即尽可能的由机械手X2送轨,为出轨争取最大的可利用资源。如图机械手X2回零后立刻开始换手步骤,交替机械手X1送轨;当换手步骤完成后,机械手X1立刻回零等待直到机械手X2到达末端换手位置再次开始换手动作,短暂交替机械手X2送轨。
3)出轨调整与最后出轨:根据传感器C1信号消失时机械手X2是否在中间决策位与末端换手位之间送轨,判断是否需要调整。如图传感器C1信号消失时,机械手X2若处于区域I则需要进行调整,处于区域II不需要调整,正常送轨即可。调整方法:“准轨尾”出现后机械手X1接替X2手送轨,待机械手X2回零位后,调整结束重新执行正常进轨步骤。这样在最后出轨阶段,机械手X1可以在零位交替机械手X2送轨直到其到达末端换手位置后由机械手X2接替X1完成最后的出轨。
3 运行实现效果
该输送系统在某铁路局的250m长钢轨整形机中得到了具体应用,实现了如表1所示技术性能:
从表中可以看出,机械手在实际应用中达到了较高的进给速度与加速度,且机械手同步时间小于2s,说明送轨效率较高;另外应用激光干涉仪2D时间基准功能跟踪同步误差,误差不超过0.1mm,这说明送轨过程接手比较平稳且无扰动。
为了配合在送轨过程中系统对机械手速度和位置的监控,在监控单元PCU50中开发了如图5所示人机交互系统,图中显示了进轨过程的监控效果,区域1为机械手运行状态的报警栏;区域2为输送系统运行状态监控区,显示传感器的工作状态、换手状态及两机械手的实时坐标;区域3用于监视一些输送系统运行参数。
4 结论
本文针对长钢轨整形加工过程的进给输送存在问题,设计了一种支持推拉方式进给输送系统,论述了基于SIMODRIVE 611D系统耦合指令TRAILON的交替换手原理。探讨了感测轨位的传感器布置和轨位划分方法,给出了每个阶段中的推拉机械手的交替方法。通过对250米长钢轨的整形加工进给应用,表明给出的基于SIMODRIVE611D驱动的长钢轨双机械手推拉交替式进给输送系统,具有送轨速度快、过程平稳和接手无扰动等优点。
摘要：分析长钢轨整型加工进给输送系统现状及存在问题,设计一种基于SIMODRIVE 611D驱动的双机械手推拉交替式的长钢轨进给输送系统,给出了送轨机械手的工作结构原理,探讨钢轨输送过程中进给轨位阶段的划分办法,围绕每个阶段两机械手交替接手过程的TRAILON耦合控制绑定方法和控制过程的系统协作机制展开论述,最后给出控制方法的实现步骤及开发实现效果,通过对250m长钢轨整形加工过程的具体送轨应用表明,设计的进给输送系统具有送轨控制速度快、过程平稳和接手无扰动等优点。
关键词：长钢轨整形,进给,SIMODRIVE611D,同步
参考文献
[1]王世顺.长钢轨平移装置传动机构的设计分析[J].机械工程师,2007(5):58-59.
[2]杨诚,张为民.西门子611D驱动工程应用的优化研究[J].制造技术与机床,2008(3):53-56.
[3]顾向清.西门子802D Sl在磨床上的应用[J].制造技术与机床,2009(6):138-141.
[4]SINUMERIK 840D/840Di/810D Synchronized Actions,Siemens,2006.
[5]SINUMERIK 840D sl/840Di sl/840D/840Di Basic Funct-ions,Siemens,2006.