CN102530510A - 多级皮带联合调速节能系统 - Google Patents
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Abstract
多级皮带联合调速节能系统,属于皮带运输节能技术领域;解决的技术问题是提供一种实现多级皮带系统中每一条皮带运量与带速的优化匹配的控制系统;采用的技术方案是:一级皮带传输机与所有次级皮带传输机首尾相连形成一条运输线,一级皮带传输机上安装有皮带秤,所有次级皮带传输机上均安装有速度传感器,皮带秤通过导线与称重显示器相连,称重显示器通过网线与HUB相连,每个速度传感器上均通过导线连接有一个速度显示器,速度显示器通过网线与HUB相连,HUB通过网线与上位控制器相连,上位控制器与PLC相连,所有皮带传输机的传动滚筒均通过变频电机驱动,所有变频电机均与PLC相连;本发明适用于各种多级皮带组成的运输系统。
Description
技术领域
本发明多级皮带联合调速节能系统,属于皮带运输节能技术领域。
背景技术
目前煤矿、焦化、电力等企业都有着各自完善的多级皮带运输系统,皮带机在设计时都留有一定余量,它们绝大多数时间运行在负载与带速匹配不合理的情况下,但是牵引电机却始终额定功率运行,造成很大电能浪费;现在,很多变频器厂家可以做到对单条皮带的软启动及停止控制,也有少数厂家可以做到对单条皮带带速与运量的匹配控制,但对多级皮带速度与运量的优化匹配控制仍旧空白。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足,所要解决的技术问题是:提供一种实现多级皮带系统中每一条皮带运量与带速的优化匹配的控制系统。
为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:多级皮带联合调速节能系统,包括:一级皮带传输机、多个次级皮带传输机、皮带秤、速度传感器、上位控制器和PLC;所述一级皮带传输机与所有次级皮带传输机首尾相连形成一条运输线,一级皮带传输机上安装有皮带秤,所有次级皮带传输机上均安装有速度传感器,所述皮带秤通过导线与称重显示器相连,称重显示器通过网线与HUB相连,每个速度传感器上均通过导线连接有一个速度显示器,所有的速度显示器通过网线与HUB相连,HUB通过网线与上位控制器相连,上位控制器通过串口线与PLC相连;
所述一级皮带传输机与所有次级皮带传输机的传动滚筒均通过变频电机驱动,所有变频电机均与PLC相连。
所述多级皮带联合调速节能系统的控制过程为:
第一步,皮带秤采集一级皮带传输机瞬时流量Q和带速v,并将采集的一级皮带传输机瞬时流量Q和带速v信息存储和发送至上位控制器;
第二步,上位控制器通过模糊控制程序对皮带秤发送来一级皮带传输机瞬时流量Q和带速v信息进行处理,并将处理结果发送至PLC;
所述模糊控制程序的控制方法为:皮带秤发送来的一级皮带传输机瞬时流量Q与存储在上位控制器中的瞬时流量 相对比,以确定所属区间,据此来确定当前带速v是否与最优相等,如果相等,则对输出不做更改;如果不相等,则查询模糊控制表寻找对应每个变频电机的输入频率f、输入电压u、调整时刻t,并将每个变频电机的相关参数信息将其发给PLC;
第三步,PLC接收上位控制器发送来的每个变频电机的输入频率f、输入电压u和调整时刻t的相关参数信息,并在每个变频电机相应的调整时刻调整变频电机的输入频率和输入电压。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
一、本发明将皮带运输系统作为一个整体来统一调控,有效避免了现有的多条皮带调速不协调问题,进一步增强了皮带运输系统的稳健性,多台设备的同时控制远远优于对独立的对其中每一个控制;
二、本发明对多条皮带进行实时监测,优化了每一条皮带的运力与带速的匹配,使得每一条皮带每时每刻都处在较优的运行状态,有效地提高了电能的使用效率,达到了对大功率电机的节能控制。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1是本发明的结构示意图;
图2为本发明中模糊控制程序的流程图。
图中:1为一级皮带传输机、2为次级皮带传输机、3为皮带秤、4为速度传感器、5为上位控制器、6为PLC、7为称重显示器、8为HUB、9为速度显示器、10为变频电机。
具体实施方式
如图1所示,本发明多级皮带联合调速节能系统,包括:一级皮带传输机1、多个次级皮带传输机2、皮带秤3、速度传感器4、上位控制器5和PLC6;所述一级皮带传输机1与所有次级皮带传输机2首尾相连形成一条运输线,所述次级皮带传输机2的数量由现场条件而定,最少为两条,一级皮带传输机1上安装有皮带秤3,所有次级皮带传输机2上均安装有速度传感器4,所述皮带秤3通过导线与称重显示器7相连,称重显示器7通过网线与HUB8相连,每个速度传感器4上均通过导线连接有一个速度显示器9,所有的速度显示器9通过网线与HUB8相连,所述称重显示器7和速度显示器9分别显示皮带秤3和速度传感器4所测得数值;所述HUB8通过网线与上位控制器5相连,上位控制器5通过串口线与PLC6相连;所述一级皮带传输机1与所有次级皮带传输机2的传动滚筒均通过变频电机10驱动,所有变频电机10均与PLC6相连。
所述多级皮带联合调速节能系统的控制过程为:
第一步,皮带秤3采集一级皮带传输机1瞬时流量Q和带速v,并将采集的一级皮带传输机1瞬时流量Q和带速v信息存储和发送至上位控制器5;
第二步,上位控制器5通过模糊控制程序对皮带秤3发送来一级皮带传输机1瞬时流量Q和带速v信息进行处理,并将处理结果发送至PLC6;
所述模糊控制程序的控制方法为:皮带秤3发送来的一级皮带传输机1瞬时流量Q与存储在上位控制器5中的瞬时流量相对比,以确定所属区间,据此来确定当前带速v是否与最优相等,如果相等,则对输出不做更改;如果不相等,则查询模糊控制表寻找对应每个变频电机10的输入频率f、输入电压u、调整时刻t,并将每个变频电机(10)的相关参数信息将其发给PLC6;
第三步,PLC6接收上位控制器5发送来的每个变频电机10的输入频率f、输入电压u和调整时刻t的相关参数信息,并在每个变频电机10相应的调整时刻调整变频电机10的输入频率和输入电压。
图2为本发明中模糊控制流程图,首先进入开始,再进入读入一级皮带传输机1瞬时流量Q、当前带速v,然后进入计算测量值与给定值的偏差和偏差变化率,再进入是否大于设定偏差?进行判断,如果是,就进入保持当前状态;若否,就进入模糊控制程序,再进入调整后输出。
模糊控制是一种基于规则的控制,它采用语言型控制规则,将现场操作人员的控制经验或相关专家的知识变成计算机可以接受的控制模型,让计算机来代替人进行有效的控制。
模糊控制器:模糊控制器是为在电机运行时段全程控制电机转速,
E=[-1000,1000],=[-100,100],U=[-100,100]
将上述基本论域量化为模糊集论域:
由此可得:
确定模糊子集及隶属度表
对模糊子集A,B,C确定其量化论域中各元素对其的隶属度如下表所示:
表1 E的隶属度表
表3 的隶属度表
根据给料机操作经验,总结出如下模糊控制规则表4:
表4 模糊控制规则
对于上表中的7×7=49条控制规则均对应一个模糊关系,表中有×号的空格代表死区,因此我们可以得到49个模糊关系:
表5 模糊控制查询表
二、指令下发时刻设计:
指令下发时刻设计是为了实现控制多台电机,并使得每一条皮带时刻都处在运量与带速的优化配置情况下,进而来实现运输系统的整体节能;
……;……;……
Claims (2)
1.多级皮带联合调速节能系统,包括:一级皮带传输机(1)、多个次级皮带传输机(2)、皮带秤(3)、速度传感器(4)、上位控制器(5)和PLC(6);其特征在于:所述一级皮带传输机(1)与所有次级皮带传输机(2)首尾相连形成一条运输线,一级皮带传输机(1)上安装有皮带秤(3),所有次级皮带传输机(2)上均安装有速度传感器(4),所述皮带秤(3)通过导线与称重显示器(7)相连,称重显示器(7)通过网线与HUB(8)相连,每个速度传感器(4)上均通过导线连接有一个速度显示器(9),所有的速度显示器(9)通过网线与HUB(8)相连,HUB(8)通过网线与上位控制器(5)相连,上位控制器(5)通过串口线与PLC(6)相连;
所述一级皮带传输机(1)与所有次级皮带传输机(2)的传动滚筒均通过变频电机(10)驱动,所有变频电机(10)均与PLC(6)相连。
2.根据权利要求1所述的多级皮带联合调速节能系统,其特征在于:所述多级皮带联合调速节能系统的控制过程为:
第一步,皮带秤(3)采集一级皮带传输机(1)瞬时流量Q和带速v,并将采集的一级皮带传输机(1)瞬时流量Q和带速v信息存储和发送至上位控制器(5);
第二步,上位控制器(5)通过模糊控制程序对皮带秤(3)发送来一级皮带传输机(1)瞬时流量Q和带速v信息进行处理,并将处理结果发送至PLC(6);
所述模糊控制程序的控制方法为:皮带秤(3)发送来的一级皮带传输机(1)瞬时流量Q与存储在上位控制器(5)中的瞬时流量 相对比,以确定所属区间,据此来确定当前带速v是否与最优相等,如果相等,则对输出不做更改;如果不相等,则查询模糊控制表寻找对应每个变频电机(10)的输入频率f、输入电压u、调整时刻t,并将每个变频电机(10)的相关参数信息将其发给PLC(6);
第三步,PLC(6)接收上位控制器(5)发送来的每个变频电机(10)的输入频率f、输入电压u和调整时刻t的相关参数信息,并在每个变频电机(10)相应的调整时刻调整变频电机(10)的输入频率和输入电压。
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