王 謙

（山煤集團鹿臺山煤業(yè)有限公司，山西 晉城 048299）

鹿臺山煤業(yè)投入了一條多輸送機協(xié)調配合的煤炭物料運輸系統(tǒng)，通過一臺電控設備對3條輸送機系統(tǒng)運行時的帶速進行控制。但在實際使用的過程中發(fā)現(xiàn)，控制設備對各輸送機帶速的控制精度差，無法解決輸送機系統(tǒng)在運行時的空載和半載情況下的變速運行，電能消耗大，而且各輸送機之間運量匹配性差，嚴重影響了輸送機系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。因此本文根據(jù)鹿臺山多輸送機協(xié)調運行系統(tǒng)工作時的實際情況，提出了一種新的多級帶式輸送機組聯(lián)合調速控制系統(tǒng)，利用神經網絡控制模式，實現(xiàn)對多組輸送機的協(xié)調控制。目前該控制系統(tǒng)已在鹿臺山煤業(yè)穩(wěn)定運行7個多月，表現(xiàn)出了極高的穩(wěn)定性，大幅降低了輸送機運行時的電能消耗。

1 聯(lián)合調速控制系統(tǒng)的結構

新的聯(lián)合調速系統(tǒng)的整體結構可劃分為三個部分：

（1）控制系統(tǒng)。其控制系統(tǒng)主要由聯(lián)合調速邏輯控制器構成，在工作中將第m級輸送帶的運行信號傳遞給控制中心，同時能夠根據(jù)控制指令實現(xiàn)對各輸送機運行帶速的控制，是整個聯(lián)合調速系統(tǒng)的大腦，一方面對輸送帶的運行狀態(tài)進行監(jiān)測，一方面對其運行情況進行調整。

（2）監(jiān)控系統(tǒng)。主要包括帶速監(jiān)測裝置及稱重系統(tǒng)。帶速監(jiān)測裝置主要是對輸送帶的運行速度進行監(jiān)測并將監(jiān)測信號傳輸?shù)娇刂浦行模环Q重系統(tǒng)主要用于對第一段的輸送機上的物料的流量進行監(jiān)測，用于控制系統(tǒng)對后面輸送機運行帶速進行相應的調整。

（3）執(zhí)行模塊。主要包括驅動電機以及變頻控制設備，主要為變頻控制設備接收到速度調節(jié)控制信號后對輸出的電流進行調整，從而控制輸送帶的運行速度。

優(yōu)化后的多級輸送機聯(lián)合調速控制系統(tǒng)的整體結構如圖1所示。

圖1 多級輸送機聯(lián)合調速控制系統(tǒng)結構示意圖

在該控制系統(tǒng)中，將電子稱重系統(tǒng)及速度監(jiān)測系統(tǒng)設置在多級輸送機系統(tǒng)的第一級輸送機上，用于對輸送帶上的料重和運行速度進行監(jiān)控。在第二級輸送機系統(tǒng)上同樣設置稱重系統(tǒng)和速度監(jiān)測系統(tǒng)，各個位置的監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測信號均通過系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線傳輸給控制中心。邏輯控制系統(tǒng)對各個數(shù)據(jù)信號進行邏輯處理后分別對不同的輸送機下達不同的速度調節(jié)指令，變頻控制設備接收到調整信號后，對各輸送機的控制電流進行調整，進而完成對輸送機運行速度的調整。

2 控制系統(tǒng)聯(lián)合調速控制邏輯及測速系統(tǒng)

作為聯(lián)合調速控制系統(tǒng)的核心，控制系統(tǒng)主要包括邏輯控制器和調速控制兩個部分。在實際工作時，首先根據(jù)系統(tǒng)監(jiān)測到的不同層級的輸送機的物料的運載量對后續(xù)的其他輸送機的運行速度需求進行邏輯判斷。在整個控制過程中，系統(tǒng)能夠實現(xiàn)對不同輸送機運行狀態(tài)的越級控制，根據(jù)控制中心的指令進行快速的調整。其調速控制邏輯如圖2所示。

圖2 聯(lián)合調速系統(tǒng)的判斷邏輯示意圖

測速系統(tǒng)的可靠性和數(shù)據(jù)采集準確性直接關系到聯(lián)合調速系統(tǒng)是否能進行正確的調節(jié)，因此根據(jù)鹿臺山煤業(yè)的實際情況，結合經濟性和改造可行性，本文提出了采用具有自固定式支撐結構的電磁速度測量傳感器，其在輸送機系統(tǒng)上的設置方式如圖3所示。

圖3 電磁速度傳感器安裝結構示意圖

為了降低井下高濕、高塵的惡劣環(huán)境對測速傳感器測量精度的影響，在安裝時采用將速度傳感器設置到滾輪中，形成一個密封式結構，將滾輪直接和輸送帶形成過盈接觸。輸送帶在運行時通過兩者之間的摩擦力帶動滾輪內的測速計運行，通過磁阻的改變，來顯示輸送帶的運行速度。該測速結構采用密封式，能夠承受較大的沖擊載荷作用，且采用過盈配合結構，能夠有效地降低物料輸送過程中落料沖擊給輸送帶運行造成的干擾。

3 聯(lián)合調速系統(tǒng)在鹿臺山煤業(yè)的應用

鹿臺山煤業(yè)應用該聯(lián)合調速系統(tǒng)的多級輸送機系統(tǒng)的結構如圖4所示。

圖4 鹿臺山煤業(yè)多級帶式輸送機系統(tǒng)

通過對鹿臺山煤業(yè)應用聯(lián)合調速系統(tǒng)后的多級輸送機系統(tǒng)的運行情況進行分析，輸送機對物料的運輸量由最初的800t/h提升到了1170t/h，運量提升了約46.25%；輸送機系統(tǒng)的耗電量由最初的4270kW/h降低到了目前的3468kW/h，耗電量降低了約18.8%；且在運行期間速度調節(jié)系統(tǒng)表現(xiàn)出了極高的穩(wěn)定性，大幅降低了輸送機系統(tǒng)因速度協(xié)調不同步而導致的集料、散料等異常，極大地提升了輸送機系統(tǒng)連續(xù)運行的時間和穩(wěn)定性。目前該聯(lián)合調速系統(tǒng)已廣泛推廣至鹿臺山煤業(yè)所有的多級輸送機聯(lián)合控制系統(tǒng)中，顯著地提升了集團的物料輸送效率和經濟性。

4 結論

針對鹿臺山煤業(yè)多級帶式輸送機系統(tǒng)在工作中存在的速度協(xié)調性差、耗電量大的難題，本文結合鹿臺山煤業(yè)的實際情況提出了一種新的帶式輸送機組聯(lián)合調速控制系統(tǒng)，對該聯(lián)合調速系統(tǒng)的整體結構、控制邏輯和速度監(jiān)測系統(tǒng)進行了分析，根據(jù)在鹿臺山煤業(yè)的應用情況表明：

（1）該新型的聯(lián)合調速系統(tǒng)對輸送帶運行時的帶速監(jiān)測準確性高、抗干擾能力強，能有效地解決多條輸送機系統(tǒng)聯(lián)合運行時速度不匹配而導致的輸送效率低下、耗電量大的難題。

（2）該聯(lián)合調速系統(tǒng)將鹿臺山煤業(yè)的物料運輸效率提升了46.25%，將單位時間的耗能降低了約18.8%，極大地提升了物料運輸效率，大幅提升了鹿臺山煤業(yè)物料運輸?shù)慕洕浴?/p>