王大鵬

[摘? ? 要 ]皮帶運輸機在各大工廠的生產(chǎn)線中使用十分廣泛，在傳統(tǒng)的生產(chǎn)線中皮帶運輸機主要是采用了傳統(tǒng)的單片機實現(xiàn)系統(tǒng)控制，如今隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，皮帶運輸機能夠擁有變頻控制技術(shù)，能夠滿足多元化控制操作，有效提升生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。本文主要分析了變頻控制技術(shù)的理論概述，并研究了在皮帶運輸機中變頻控制技術(shù)的應(yīng)用措施。

[關(guān)鍵詞]變頻控制技術(shù);皮帶運輸機;應(yīng)用研究

[中圖分類號]TD634.1 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）11–000–03

[Abstract]The belt conveyor is widely used in the production line of major factories. In the traditional production line， the belt conveyor mainly uses the traditional single chip microcomputer to realize the system control. Now with the continuous innovation of production technology， the belt conveyor can have the frequency conversion control technology， which can meet the diversified control operation， and effectively improve the production efficiency and quality. This paper mainly analyzes the theory of frequency conversion control technology， and studies the application measures of frequency conversion control technology in belt conveyor.

[Keywords]frequency conversion control technology; belt conveyor; application research

變頻技術(shù)屬于發(fā)展比較成熟的創(chuàng)新技術(shù)之一，通過使用變頻來滿足不同的運行需求，起到節(jié)能降耗的效果。如果在工廠生產(chǎn)線的皮帶運輸機運行中結(jié)合變頻控制技術(shù)，能夠通過皮帶中貨物量有效地控制電機的運行頻率，節(jié)約環(huán)保效果良好，保障運輸機運行效率更高，提升運輸機的使用壽命，促進(jìn)企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

1 皮帶運輸機概述

皮帶運輸機由于有點較多，因此在工廠生產(chǎn)和運輸過程中使用十分廣泛，其使用簡單方便、設(shè)備的零部件非常標(biāo)準(zhǔn)化、維修起來更加漸變、整體設(shè)備結(jié)構(gòu)簡介、能夠運輸?shù)木嚯x相比起來設(shè)備都更長、運輸量比較大等特點。在生產(chǎn)和運輸過程中根據(jù)輸送工藝的不同，可以把皮帶運輸機分為多點驅(qū)動和單點驅(qū)動[1]。在傳統(tǒng)的生產(chǎn)運輸過程中單點驅(qū)動的皮帶運輸機設(shè)備使用十分廣泛，這一設(shè)備的驅(qū)動裝備主要是安裝在整體運輸機的機頭位置，并且在很多情況下由于運輸距離的限制、運輸量的限制以及使用環(huán)境的限制，該類型運輸機的應(yīng)用也會受到更大的限制。多點驅(qū)動皮帶運輸機類型能夠在中間比單點驅(qū)動擁有更多的助力，因此也被稱為中間主力多點驅(qū)動的皮帶運輸機。這一類型的運輸機在機頭和機體的位置安裝了驅(qū)動裝置，能夠有效減少運輸帶上貨物壓力產(chǎn)生的張力，有效提升了普通運輸帶的運輸效率。目前在生產(chǎn)運輸過程中多點驅(qū)動運輸機的應(yīng)用更加普遍。多點驅(qū)動運輸機具有中間滾筒卸載式的多點驅(qū)動皮帶運輸機，在傳統(tǒng)運輸機的輸送帶中間另外準(zhǔn)備驅(qū)動點，從而有效減少橡膠輸送帶上的張力。此外還有一種安裝方式是直線摩擦式，在安裝過程中在原有主機的基礎(chǔ)上，在輸送帶下方增設(shè)一臺或多臺普通的皮帶運輸機，用來輔助承托主機的輸送帶，多臺機器同步運行，能夠有效依靠摩擦來不斷減小主機輸送帶的張力。多點驅(qū)動相對于單點驅(qū)動來說運輸量更大，在工作中能夠保證穩(wěn)定的運行狀態(tài)。當(dāng)前需要研究的關(guān)鍵，就是如何在多點驅(qū)動皮帶運輸機運行的基礎(chǔ)上，應(yīng)用變頻控制技術(shù)，實現(xiàn)生產(chǎn)運輸?shù)淖詣踊\行。

2 高壓變頻器的技術(shù)優(yōu)勢分析

在皮帶運輸機的應(yīng)用過程中結(jié)合高壓變頻器技術(shù)的應(yīng)用，能夠幫助實現(xiàn)全啟動皮帶運輸機的目的，結(jié)合變頻控制技術(shù)的應(yīng)用，緩慢地啟動機械設(shè)備電機，能夠幫助把機械設(shè)備中皮帶的內(nèi)部力量充分發(fā)揮出來，減少機械受到的損傷，提升交代的工作壽命和工作效果[2]。高壓變頻器的應(yīng)用還能夠有效減少皮帶運輸機的皮帶強度，保持機械設(shè)備在1h內(nèi)完全啟動，一部分演唱出來的機械設(shè)備部分，啟動時間用來減少對于皮帶強度的要求，這樣能夠有效地減少皮帶運輸機當(dāng)中皮帶的維護(hù)保養(yǎng)成本和采購成本，優(yōu)化機械設(shè)備管理質(zhì)量。高壓變頻器技術(shù)的應(yīng)用能夠從抵押變頻控制系統(tǒng)實現(xiàn)多電機共同驅(qū)動的轉(zhuǎn)矩平衡問題。變頻器驅(qū)動電機的應(yīng)用能夠有效節(jié)省更多的能耗，更好地控制皮帶運輸機在生產(chǎn)和運輸過程中的運行速度，能夠根據(jù)在生產(chǎn)運輸過程中皮帶運輸機傷的負(fù)載變化而進(jìn)行運行頻率的變化，節(jié)省更多的能源消耗。

3 電動機選型

在皮帶運輸機的運行過程中應(yīng)用比那品控制技術(shù)，需要科學(xué)合理的根據(jù)電力拖動系統(tǒng)選擇電動機[3]。工作人員需要確定出電動機的不同種類，了解電動機擁有哪些不同的型號，計算出電動機的額定電壓和額定電率之后，進(jìn)行科學(xué)合理地選擇。在運行過程中要結(jié)合額定功率的應(yīng)用不能超過規(guī)定的數(shù)據(jù)值要求。電動機的選擇需要符合機械設(shè)備特性要求，在機械設(shè)備處于一定的負(fù)載之下，能夠擁有更加穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速，也要具備良好的啟動和制動性能。在選擇電動機結(jié)構(gòu)過程中，要根據(jù)設(shè)計安裝要求和工作環(huán)境進(jìn)行選擇。電動機的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)電力拖動系統(tǒng)完成拖動生產(chǎn)機械相關(guān)的工作。由于生產(chǎn)機械設(shè)備的種類非常多，生產(chǎn)工藝水平不同，因此也會出現(xiàn)不同的電動機分類。在選擇的過程中想要確保選擇的種類更加合理，一是重視電動機的性能，二是了解生產(chǎn)工藝的特點，確保選擇的電動機能夠準(zhǔn)確地完成工藝要求。

4 變頻器的選擇

4.1 變頻器的控制和分類

要想確保皮帶運輸機實現(xiàn)變頻變壓，正確地輸送平滑規(guī)則的正弦波形，需要利用變頻器來提升驅(qū)動性能。UCF控制電壓和頻率之間的比例，控制電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加簡單方便，成本比較低，機械性能相對來說比較優(yōu)越，能夠滿足普通傳播過程中平滑調(diào)速的運行要求。通過使用轉(zhuǎn)差頻率更好地控制電動機的轉(zhuǎn)速，通過控制電動機和發(fā)動機的速度，來有效地控制逆變器輸出頻率，實現(xiàn)滑移速度控制運行模式。矢量控制主要是用于分量的計算，針對電流磁場和轉(zhuǎn)矩分量進(jìn)行計算，實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩控制，從電流磁鏈的簡介控制轉(zhuǎn)變成為直接控制。

4.2 變頻器的選擇

在生產(chǎn)運輸過程中皮帶運輸機的應(yīng)用時間比較長，因此機械設(shè)備的電動機長時間處于低速高扭矩的旋轉(zhuǎn)過程中[4]。PLC匹配變頻器屬于矢量型變頻器類型，機械設(shè)備的動態(tài)性能十分良好，能夠保持低速高轉(zhuǎn)矩輸出。該變頻器的操作面板能夠進(jìn)行手動調(diào)整，配備有多個不同的固定頻率，機械設(shè)備的固定頻率值是功能碼來設(shè)定的，并且機械設(shè)備的頻率番位可以選擇外部終端。但是由于這種操作模式受到了頻率數(shù)量的限制，因此這種方式并不經(jīng)常使用。該變頻器的應(yīng)用選擇了模擬頻率模式，內(nèi)部設(shè)置有模擬輸入端子，能夠在電流或者是電壓出現(xiàn)變化之后，在一定的范圍內(nèi)改變反相器的輸出頻率。在運行過程中PLC可以拓展出模擬輸出模塊。頻率轉(zhuǎn)換器擁有一個網(wǎng)絡(luò)接口，能夠跟網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行對接，通過開展通信模式，接受頻率控制的指令?？梢栽O(shè)置成為由指令需要的頻率進(jìn)行輸出，利用一個通信線路把PLC連接到轉(zhuǎn)換器當(dāng)中。

5 變頻控制皮帶運輸機設(shè)計方案

5.1 變頻器

通過在運輸機的運行過程中采用變頻控制技術(shù)，能夠結(jié)合變頻器的應(yīng)用來改變原有電機的工作電源頻率，更好地控制交流電。變頻器包含有未處理單元、驅(qū)動單元以及制動單元等，可以更好的控制電流頻率的應(yīng)用，實現(xiàn)電機工作交流電的運行狀態(tài)。在皮帶運輸機的運行過程中，結(jié)合現(xiàn)場的實際生產(chǎn)情況，了解到應(yīng)該提供的供電頻率，然后調(diào)整頻率滿足現(xiàn)場的生產(chǎn)要求，達(dá)到節(jié)能的效果[6]。根據(jù)變頻器運行過程不同，可以將其分為兩種不同的類型，交–交變頻器和交–直–交變頻器2種。第一種類型是把工頻的交流轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率可以調(diào)整的交流電壓，也被稱為是直接式變頻器。

第二種變頻器則是首先把工頻交流轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷?，然后再利用整流器的操作，把直流變換為頻率電壓，實現(xiàn)交流的可調(diào)整目的。這種變頻器的運行過程屬于間接式的，稱為是間接式變頻器。在生產(chǎn)運輸過程中第二種變頻器的應(yīng)用十分廣泛。

5.2 多點驅(qū)動

結(jié)合多點驅(qū)動的方式，能夠緩解在皮帶運輸機的運行過程中，輸送帶張力逐漸增大的情況，確保在負(fù)荷量不斷提升、輸送的距離也逐漸的加長情況下張力也會隨之增加的情況，結(jié)合多點驅(qū)動的生產(chǎn)運輸方式，把輸送帶原本承擔(dān)的張力輸送到不同的輸送過程中，有效地減少輸送帶的張力。在運輸機的運行過程中可以設(shè)置多個不同的驅(qū)動裝置，作為逆止器的作用避免輸送帶在運輸過程中出現(xiàn)斷帶的情況，確保皮帶運輸機的穩(wěn)定運行。

5.3 PLC控制器

PLC是可編程邏輯控制器的英文縮寫，能夠通過多點驅(qū)動來實現(xiàn)皮帶運輸?shù)淖冾l控制，把多點驅(qū)動皮帶運輸機和控制技術(shù)有效地結(jié)合在一起，解決皮帶運輸機工作中操作控制不方便的問題[7]。PLC分為監(jiān)測系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。其中監(jiān)測系統(tǒng)通過在機械設(shè)備不同位置的傳感器運行中，實時了解輸送機的工作狀態(tài)。傳感器能夠把自己實時監(jiān)測得到的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給PLV計算機進(jìn)行處理?？刂葡到y(tǒng)則是在設(shè)備處理監(jiān)測數(shù)據(jù)技術(shù)之后，采集信號進(jìn)入到控制系統(tǒng)，分析檢測信號之間的強度和間隔，出現(xiàn)斷鏈和掉鏈的運行故障能夠自動報警。在實際的生產(chǎn)過程中在皮帶運輸機的機頭位置和中部位置都安裝了保護(hù)裝置，保護(hù)裝置能夠更好地避免物料和開關(guān)發(fā)生碰撞，確保開關(guān)能夠更加靈敏。

5.4 安裝布置

想要有效的實現(xiàn)多點驅(qū)動系統(tǒng)電頻同步運行，需要做好安裝設(shè)計工作，在設(shè)計的布置過程中，按照順序來啟動2臺電動機，啟動的間隔時間設(shè)置為8s，輸出的電流值按照誤差控制進(jìn)行計算，確保電機能夠在過載和空載的情況下都平穩(wěn)安全地運行[8]。PLC產(chǎn)品的種類型號非常多，不同的產(chǎn)品不同的性能、不同的容量、不同的系統(tǒng)指令、不同的結(jié)構(gòu)和不同的變成方式。因此需要結(jié)合功能要求來選擇PLC機型設(shè)備，盡可能地滿足生產(chǎn)的適用性。在選擇過程中要采用科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)形式和安裝方式，滿足系統(tǒng)可靠性和響應(yīng)速度要求。在生產(chǎn)運輸過程中結(jié)合變頻控制皮帶運輸機的應(yīng)用，能夠提升生產(chǎn)運輸效率，避免在空載和滿載的情況下出現(xiàn)電頻不平衡的情況，減少對電機產(chǎn)生的損傷，減少輸送帶的磨損，提升運輸機的使用壽命，讓輸送機更加安全可靠地運行。

6 結(jié)束語

在生產(chǎn)運輸過程中皮帶運輸機的工作環(huán)境比較特殊，運輸距離非常遠(yuǎn)、運輸量非常大，并且要求運輸速度要快，在復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)境中會對機械設(shè)備的電動機運行產(chǎn)生影響。通過采用變頻控制技術(shù)能夠優(yōu)化帶式輸送系統(tǒng)，提升運輸機的運行可靠性、安全性，提升生產(chǎn)效率。

參考文獻(xiàn)

[1] 張孝峰.變頻控制技術(shù)在皮帶運輸機改造中的應(yīng)用[J].機械管理開發(fā)，2020，35（4）：128-129.

[2] 徐中俊.PLC控制技術(shù)在皮帶運輸機中的應(yīng)用研究[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2019（33）：164-165.

[3] 王俊峰.變頻控制技術(shù)在皮帶運輸機的應(yīng)用探討[J].機電工程技術(shù)，2019，48（10）：186-188.

[4] 閆曉棟.變頻技術(shù)在礦用皮帶運輸機調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].能源與節(jié)能，2019（5）：74-75.

[5] 張自飛，蘇秦.變頻控制技術(shù)在皮帶運輸機的應(yīng)用研究[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2018（23）：61，110.

[6] 趙娟琴.變頻技術(shù)在皮帶運輸機調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用分析[J].能源與節(jié)能，2018（6）：153-154.

[7] 宋昌興.變頻技術(shù)在礦用皮帶運輸機調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2017（14）：16，38.

[8] 王玉濤.遠(yuǎn)程集中控制技術(shù)在皮帶運輸機上的應(yīng)用[J].山東煤炭科技，2013（1）：251-252.

[9] 李敏.淺談變頻調(diào)速技術(shù)在煤礦皮帶運輸機中的應(yīng)用[J].機電信息，2019（17）：68-69.

[10] 閆曉棟.變頻技術(shù)在礦用皮帶運輸機調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].能源與節(jié)能，2019（5）：74-75.