李美龍

（山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)錦瑞煤業(yè)有限公司， 山西 呂梁 033000）

引言

隨著皮帶輸送機(jī)不斷向長(zhǎng)距離、高帶速、大運(yùn)量的方向發(fā)展，輸送機(jī)在運(yùn)行過程中的靈活性受到了極大的限制，而機(jī)尾自移裝置作為皮帶輸送機(jī)的一個(gè)重要組成部分，在提升皮帶輸送機(jī)運(yùn)行靈活性和穩(wěn)定性方面具有重要的作用。現(xiàn)有的輸送機(jī)機(jī)尾自移裝置主要包括機(jī)頭、機(jī)身和尾部三個(gè)部分，在自移裝置的機(jī)頭處設(shè)置有調(diào)節(jié)角架，角架上設(shè)置有調(diào)節(jié)托輥組，通過對(duì)托輥組的調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)跟隨皮帶輸送機(jī)的移動(dòng)，滿足不同地形條件下的物料運(yùn)輸需求，但目前對(duì)于機(jī)尾自移裝置角度的調(diào)整仍然需要依靠井下作業(yè)人員進(jìn)行調(diào)控的方式，需要多人配合在井下狹窄的地形環(huán)境下調(diào)整，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大、調(diào)整效率低，而且還極易導(dǎo)致調(diào)節(jié)角架的變形，影響自移裝置的工作可靠性[1]。

1 機(jī)尾自移監(jiān)控系統(tǒng)主體概述

該皮帶輸送機(jī)尾部自動(dòng)調(diào)整監(jiān)控系統(tǒng)的核心實(shí)質(zhì)上是對(duì)尾部自動(dòng)調(diào)整機(jī)械結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)，該皮帶輸送機(jī)的尾部自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)以液壓控制系統(tǒng)為核心，因此，該監(jiān)控系統(tǒng)主要采用行程傳感器、壓力傳感器、視頻監(jiān)控設(shè)備等對(duì)該調(diào)整裝置工作過程中的動(dòng)作情況進(jìn)行監(jiān)控，將各類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭訮LC為核心監(jiān)控系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)皮帶輸送機(jī)尾部自動(dòng)調(diào)整的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制，該皮帶輸送機(jī)機(jī)尾的調(diào)整流程[2]如圖1所示。

由圖1可知，當(dāng)控制人員發(fā)出前移的控制指令后，控制中心發(fā)出動(dòng)作指令，控制執(zhí)行油缸的活塞桿伸出，使尾部調(diào)整系統(tǒng)的導(dǎo)軌推向地面，此時(shí)整個(gè)皮帶輸送機(jī)尾部自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的重量均集中在了與地面接觸的導(dǎo)軌上，當(dāng)行程限位開關(guān)發(fā)出到位的動(dòng)作信號(hào)后，系統(tǒng)將控制執(zhí)行油缸的活塞桿停止動(dòng)作，系統(tǒng)進(jìn)入到保壓狀態(tài)，然后系統(tǒng)整體再控制推移電磁換向閥的閥芯進(jìn)行換向，系統(tǒng)向推移執(zhí)行油缸內(nèi)供油，推動(dòng)滾輪的滾動(dòng)運(yùn)行，進(jìn)而推動(dòng)整個(gè)皮帶輸送機(jī)尾部調(diào)整系統(tǒng)的向前運(yùn)動(dòng)，在這個(gè)過程中位移傳感器和壓力傳感器等會(huì)對(duì)調(diào)整機(jī)構(gòu)的動(dòng)作情況和系統(tǒng)壓力變化情況進(jìn)行監(jiān)控，確保調(diào)整的精確性和安全性。

圖1 輸送機(jī)尾部自移動(dòng)作流程示意圖

2 輸送機(jī)尾部自移監(jiān)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

皮帶輸送機(jī)的尾部自移監(jiān)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)主要由各類檢測(cè)電路、監(jiān)控單元、電磁閥控制電路、數(shù)據(jù)輸出與控制通信接口等構(gòu)成，該監(jiān)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的核心在于STM32單片機(jī)系統(tǒng)，主要用于根據(jù)各類動(dòng)作指令來控制電磁閥的換向和動(dòng)作時(shí)間，實(shí)現(xiàn)精確控制機(jī)尾自移裝置的精確動(dòng)作，滿足調(diào)整裝置在各類工況下的動(dòng)作。位移傳感器和傾角傳感器主要用于對(duì)調(diào)整裝置動(dòng)作過程中的姿態(tài)情況進(jìn)行監(jiān)控并對(duì)執(zhí)行情況進(jìn)行閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)，對(duì)尾部自動(dòng)調(diào)整裝置的動(dòng)作精確性和及時(shí)性進(jìn)行監(jiān)控，閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)在于能夠不斷的對(duì)系統(tǒng)動(dòng)作情況進(jìn)行監(jiān)控，并與數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的調(diào)整狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行不斷的對(duì)比、修正，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸送機(jī)尾部自動(dòng)調(diào)整裝置動(dòng)作情況的監(jiān)控，滿足高精度遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)與控制的需求，該輸送機(jī)尾部自動(dòng)調(diào)整監(jiān)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示[3]。

圖2 輸送機(jī)尾部自動(dòng)調(diào)整監(jiān)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)示意圖

3 自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的PID控制原理

PID控制主要包括比例控制、積分控制和微分控制三部分構(gòu)成。系統(tǒng)的比例控制主要用于加快系統(tǒng)對(duì)信號(hào)激勵(lì)的響應(yīng)速度，降低系統(tǒng)在調(diào)整過程中的誤差，比例常數(shù)越大，系統(tǒng)的響應(yīng)速度就越快，但易產(chǎn)生超調(diào)現(xiàn)象，因此需合理制定比例系數(shù)。積分調(diào)節(jié)主要是用于降低系統(tǒng)在應(yīng)用過程中的靜態(tài)誤差，積分環(huán)節(jié)的調(diào)整精度與時(shí)間常數(shù)有關(guān)，時(shí)間常數(shù)越大系統(tǒng)的調(diào)整時(shí)間越長(zhǎng)，調(diào)節(jié)精度就越低。微分環(huán)節(jié)主要用于改善該調(diào)整監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)整穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)特性，能夠有效的反應(yīng)出輸送機(jī)尾部自動(dòng)調(diào)整裝置在工作過程中的偏差變化情況，能夠及時(shí)將該偏差變動(dòng)量反饋給PLC控制系統(tǒng)，是整個(gè)閉環(huán)反饋的核心，有效的提升整個(gè)調(diào)整控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)精確性，該調(diào)整監(jiān)控系統(tǒng)的PID控制流程如圖3所示[4]。

圖3 輸送機(jī)尾部自動(dòng)調(diào)整監(jiān)控系統(tǒng)PID控制流程

圖中：r（k）表示輸入數(shù)據(jù)信號(hào)，e（k）表示調(diào)整后的輸出信號(hào)，u（k）表示經(jīng) PID數(shù)據(jù)修正后的信號(hào)，u（t）表示數(shù)據(jù)放大后的比例放大信號(hào)，y（t）表示調(diào)整完成后的控制信號(hào)。

4 結(jié)論

1）皮帶輸送機(jī)尾部自動(dòng)調(diào)整監(jiān)控系統(tǒng)的核心實(shí)質(zhì)上是對(duì)尾部自動(dòng)調(diào)整機(jī)械結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)，以PLC為核心監(jiān)控系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)皮帶輸送機(jī)尾部自動(dòng)調(diào)整的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制；

2）皮帶輸送機(jī)的尾部自移監(jiān)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)主要由各類檢測(cè)電路、監(jiān)控單元、電磁閥控制電路、數(shù)據(jù)輸出與控制通信接口等構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸送機(jī)尾部自動(dòng)調(diào)整裝置動(dòng)作情況的監(jiān)控，滿足高精度遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)與控制的需求；

3）PID控制主要是主要包括比例控制、積分控制和微分控制三部分構(gòu)成，夠有效提升整個(gè)調(diào)整控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)精確性。