摘 要：本文介紹了開灤錢家營(yíng)礦業(yè)公司對(duì)井下平運(yùn)二部皮帶技術(shù)改造，主運(yùn)皮帶根據(jù)電流變化實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)整的探索與實(shí)踐，闡述了KJD5控制器的基本構(gòu)造、編程方式以及如何通過(guò)與智能300A開關(guān)通訊，分析電流數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)整，并對(duì)這一技術(shù)對(duì)于節(jié)能降耗的重要意義進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：主運(yùn)皮帶；KJD5；智能300A開關(guān)；節(jié)能降耗

皮帶運(yùn)輸機(jī)在礦井原煤運(yùn)輸中應(yīng)用較為普遍，因?yàn)槠鋼碛邪踩咝Э旖莸膬?yōu)勢(shì)，但是由于主運(yùn)皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸距離遠(yuǎn)，單條皮帶運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)輸長(zhǎng)度較長(zhǎng)，驅(qū)動(dòng)力要求較大，因此多采用多臺(tái)大功率電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式，造成電力消耗在礦井生產(chǎn)成本中占有的比重很大，特別是在當(dāng)前煤炭行業(yè)形勢(shì)嚴(yán)峻的情況下，如何通過(guò)技術(shù)改造，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗成為煤炭技術(shù)人員研究的課題。針對(duì)這一課題，結(jié)合錢家營(yíng)礦業(yè)公司運(yùn)輸系統(tǒng)實(shí)際，對(duì)平運(yùn)二部皮帶運(yùn)輸機(jī)控制方式進(jìn)行了優(yōu)化改造，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)電流變化動(dòng)態(tài)調(diào)整電機(jī)啟動(dòng)數(shù)量，有效降低了皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的電力浪費(fèi)。

1 錢家營(yíng)礦業(yè)公司平運(yùn)二部皮帶概況

1.1 平運(yùn)二部皮帶基本情況

平運(yùn)二部皮帶位于錢家營(yíng)礦業(yè)公司井下負(fù)600水平，皮帶運(yùn)輸距離1124m，皮帶運(yùn)行速度2.24m/s，電力拖動(dòng)采用四機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)型號(hào)：YBK2315L1—4，動(dòng)率：160kW，供電電壓：660V，弗蘭德減速器型號(hào)：B3SH11，傳動(dòng)比：i=35.5，主機(jī)控制開關(guān)：采用無(wú)錫東亭礦山機(jī)電廠生產(chǎn)的智能300A真空磁力起動(dòng)器。

1.2 平運(yùn)二部皮帶控制系統(tǒng)

平運(yùn)二部皮帶控制開關(guān)采用的是天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司的KJD5型礦用本質(zhì)安全型可編程控制器。

1.2.1 KJD5控制器基本構(gòu)造

KJD5控制器是一種適合工業(yè)控制用的智能裝置，它采用梯形及語(yǔ)句表作為編程語(yǔ)言，機(jī)芯內(nèi)插有主板1塊、開關(guān)量板1塊、頻率量板1塊、位置板1塊、繼電器板1塊，并且可以通過(guò)RS485傳輸協(xié)議實(shí)現(xiàn)與其他設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，并對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

1.2.2 KJD5控制器工作過(guò)程

它采用循環(huán)掃描的工作方式，完成整修處理過(guò)程為一個(gè)掃描周期，一個(gè)掃描周期最長(zhǎng)限制為1.5s，如果用戶程序編寫有誤，導(dǎo)致掃描周期超過(guò)1.5s，則礦用PLC將自動(dòng)復(fù)位。用戶板的故障也會(huì)使KJD5控制器的微控器對(duì)用戶板產(chǎn)生復(fù)位。在通訊處理階段，CPU板與顯示板通過(guò)串行口通訊，響應(yīng)鍵盤的命令，更新液晶顯示器顯示內(nèi)容。KJD5控制器處于編程方式時(shí)，不執(zhí)行用戶程序和輸出處理，在運(yùn)行方式時(shí)，執(zhí)行有效的用戶程序（有效的用戶程序是指通過(guò)程序傳送命令菜單2傳送的有END指令的程序）。

輸入處理以掃描方式順序讀入所有輸入端的狀態(tài)（開關(guān)量及頻率量），并將狀態(tài)存入相應(yīng)的映象存儲(chǔ)器，在程序執(zhí)行期間，即使輸入狀態(tài)發(fā)生變化，相應(yīng)的映象存儲(chǔ)器中的內(nèi)容也不會(huì)發(fā)生改變，只有在下一個(gè)掃描周期的輸入處理階段才會(huì)被讀入。

輸出處理將用戶程序執(zhí)行的結(jié)果輸出到輸出板的輸出鎖存器，通過(guò)隔離電路向外輸出控制信號(hào)，這是KJD5控制器的實(shí)際輸出。

2 數(shù)據(jù)采集與分析

2.1 數(shù)據(jù)通訊安裝與調(diào)試

為使四臺(tái)智能300A真空磁力起動(dòng)器與KJD5型皮帶集中控制機(jī)分站之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊功能，需要將智能真空磁力起動(dòng)器的電流數(shù)據(jù)傳輸給KJD5型皮帶集中控制機(jī)，現(xiàn)場(chǎng)將智能真空磁力起動(dòng)器與皮帶集中控制機(jī)之間通訊電纜接好（智能開關(guān)主板具有數(shù)據(jù)通訊功能），并設(shè)置好各臺(tái)智能開關(guān)的通訊地址，確保KJD5型皮帶控制機(jī)準(zhǔn)確采集數(shù)據(jù)。

用電流型卡表，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量電動(dòng)機(jī)空載與滿載狀態(tài)下的電流數(shù)據(jù)，并與智能開關(guān)所顯示數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行比較查找是否存在誤差，同時(shí)觀察KJD5皮帶控制機(jī)顯示屏顯示的電流數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)是否存在誤差。

2.2 數(shù)據(jù)分析

對(duì)平運(yùn)二部皮帶進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際觀察，記錄皮帶運(yùn)輸機(jī)在空載、輕載、滿載狀態(tài)下電流變化范圍，確定平運(yùn)二部皮帶做負(fù)荷動(dòng)態(tài)調(diào)整時(shí)的切換電流數(shù)值，并根據(jù)平運(yùn)二部皮帶運(yùn)輸機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，確定平二皮帶電動(dòng)機(jī)負(fù)荷做動(dòng)態(tài)調(diào)整時(shí)切除電動(dòng)機(jī)的臺(tái)數(shù)及調(diào)整控制哪臺(tái)電動(dòng)機(jī)。

3 確定改造方案

3.1 基本原理

在KJD5皮帶集中控制機(jī)程序中，添加相應(yīng)的PLC控制程序，在控制程序中規(guī)定，當(dāng)皮帶運(yùn)輸機(jī)在啟動(dòng)時(shí)，四臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)參與工作，待皮帶正常起動(dòng)后，再進(jìn)行電流參數(shù)比較，并將1、3號(hào)電動(dòng)機(jī)作為切除或投入對(duì)象，2、4號(hào)電動(dòng)機(jī)作為長(zhǎng)時(shí)工作，實(shí)施負(fù)荷動(dòng)態(tài)調(diào)整。

3.2 具體方案

依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際觀測(cè)結(jié)果，在控制機(jī)程序中確定用2、4號(hào)電動(dòng)機(jī)的工作電流，與程序中電流切換數(shù)值下限62A及電流切換數(shù)值上限90A進(jìn)行比較，當(dāng)2、4號(hào)電動(dòng)機(jī)工作電流都小于或等于62A時(shí)，程序設(shè)定延時(shí)180s進(jìn)行跳轉(zhuǎn)，將1、3號(hào)電動(dòng)機(jī)切除，由四臺(tái)電機(jī)變?yōu)閮膳_(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。皮帶運(yùn)行過(guò)程中當(dāng)2、4號(hào)中任何一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的工作電流大于90A時(shí)，程序中設(shè)定延時(shí)30s后進(jìn)行跳轉(zhuǎn)，投入1、3號(hào)電動(dòng)機(jī)，進(jìn)行四臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，根據(jù)2、4號(hào)電動(dòng)機(jī)的工作電流變化，確定運(yùn)轉(zhuǎn)情況，如果出現(xiàn)某種原因造成無(wú)工作電流輸出時(shí)，立即將1、3號(hào)電動(dòng)機(jī)投入，可以保證平運(yùn)二部皮帶的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

在程序中還設(shè)置有空載與滿載狀態(tài)下的判斷過(guò)程，即當(dāng)程序判斷皮帶在空載狀態(tài)下程序跳轉(zhuǎn)的條件，當(dāng)1號(hào)機(jī)在“開”狀態(tài)下有效、程序跳轉(zhuǎn)，進(jìn)行切換，當(dāng)程序判斷皮帶在滿載狀態(tài)下程序跳轉(zhuǎn)的條件，當(dāng)1號(hào)機(jī)在“停”狀態(tài)下有效、程序進(jìn)行跳轉(zhuǎn)。

4 效益分析

錢家營(yíng)礦業(yè)公司通過(guò)使用現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了平運(yùn)二部皮帶在軟件上實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)負(fù)荷做動(dòng)態(tài)調(diào)整，僅此一條皮帶可節(jié)省電費(fèi)開支近40萬(wàn)元，此項(xiàng)技術(shù)革新開辟了主運(yùn)皮帶節(jié)能新途徑，對(duì)煤炭行業(yè)運(yùn)輸系統(tǒng)降低電力成本的研究具有重要意義。

作者簡(jiǎn)介：古硯輝，男，河北武邑人，職業(yè)：機(jī)電技術(shù)員，發(fā)展方向：電氣自動(dòng)化。