CN204453674U - 煤矿井下多皮带运煤流量与皮带速度综合匹配控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种煤矿井下多皮带运煤流量与皮带速度综合匹配控制系统，由外端地面PC机、主控制器、分控制器、变频器、输送电机、速度位移传感器、电子皮带秤、声光报警器组成。所述地面PC机、主控制器、分控制器均连接在工业环网上，通过TCP/IP协议相互通信，所述输送电机与变频器连接，所述分控制器与变频器、速度位移传感器、电子皮带秤、声光报警器相连。本实用新型的煤矿井下多皮带运煤流量与皮带速度综合控制系统，通过以上方式来实现井下多条皮带运煤流量与速度自动综合匹配，最终达到矿井下各部皮带平稳出煤的效果，解决了因两个采煤工作面同时出煤且采煤机出煤不平衡而引起的皮带过载压死、欠载运行、煤流汇聚点溢煤等问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种皮带机控制系统，特别涉及一种煤矿井下多皮带运煤流量与皮带速度综合匹配控制系统。
背景技术
目前大部分煤矿均设有两个综采工作面同时采煤，各工作面采出的煤通过各自的顺槽和盘区皮带同时转运到唯一通向地面的主巷皮带上，最终通过这条主巷皮带将煤输送到地面。目前井下各部分皮带速度的大小均以人为观察皮带运煤量大小手动调节变频器参数来设定，并且皮带均以工频方式运行。由于采煤机出煤极不平衡，工频方式下皮带不能根据当前运煤流量去调整各部分皮带速度，容易造成各部分皮带过载压死、煤流交汇处皮带掩埋或皮带长时间欠载运行，直接影响生产效率。目前应用在井下皮带输送机上的集控综保系统只能起到堆煤、超温、撕带保护和皮带机逆煤流启动、顺煤流停止这种启停闭锁保护等，没有能够使得皮带速度与当前煤运量实时自动综合匹配。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题与缺陷，本实用新型目的在于提供一种煤矿井下多皮带运煤流量与皮带速度综合匹配控制系统，该控制系统在不改变原来皮带结构和原来皮带集控综保系统的前提下，仅增加了智能数字检测及控制监控装置，实现对井下多条皮带运煤流量与皮带速度综合自动匹配控制并具有远程操作功能，保证了井下皮带输送系统的平稳高效的运行。
实现上述实用新型目的所采用的技术方案是：一种煤矿井下多皮带运煤流量与皮带速度综合匹配控制系统，由外端地面PC机、主控制器、分控制器、变频器、输送电机、速度位移传感器、电子皮带秤、声光报警器组成，所述地面PC机、主控制器、分控制器均连接在工业环网上。
所述输送电机和变频器各有五个，第一输送电机安装在主巷皮带上，第二输送电机安装在二盘区皮带上，第三输送电机安装在206工作面的206顺槽皮带上，第四输送电机安装在一盘区皮带上，第五输送电机安装在106工作面的106顺槽皮带上。
所述第一输送电机与第一变频器连接；所述第二输送电机与第二变频器连接，所述第二变频器与第二分控制器连接；所述第三输送电机与第三变频器连接，所述第三变频器与第一分控制器连接；所述第五输送电机与第五变频器连接，所述第五变频器与第三分控制器与连接。
所述速度位移传感器和电子皮带秤各有三个，第一速度位移传感器和第一电子皮带秤安装在主巷皮带上，分别通过信号线与第二分控制器连接；第二速度位移传感器和第二电子皮带秤安装在一盘区皮带上，分别通过信号线与第三分控制器连接；第三速度位移传感器和第三皮带秤安装在二盘区皮带上，分别通过信号线与第一分控制器连接。
所述第一分控制器上连接有第一声光报警器。
所述第三分控制器上连接有第二声光报警器。
本实用新型煤矿井下多皮带运煤流量与皮带速度综合控制系统的工作原理：
两个综采工作面采出的煤通过刮板输送机和转载机转载到各自顺槽皮带上，由两条顺槽皮带将输出的煤传送到各自盘区皮带上，再由各自盘区皮带同时将煤传送到主巷皮带上，主巷皮带最终将煤送到地面。该技术采用三台分控制器对一、二盘区和主巷皮带上的运煤流量和煤总量实时采样监控，并将数据汇聚到主控制器，主控制器根据一、二盘区和主巷皮带上运煤流量、煤总量变化情况综合考虑后，由主控制器向各分控制器发出减速或提速命令，各分控制器通过控制与其连接的变频器来控制输送电机频率从而改变相应皮带速度。主巷皮带和一盘区皮带通常以工频方式运行。当监测到主巷皮带的运煤流量持续超过正常水平的上限值或主巷皮带上煤总量超过正常水平的上限值时主控制器发出降速指令，根据情况逐级降低206顺槽皮带、二盘区皮带速度，同时语音提示206工作面减缓采掘速度。当监测到主巷皮带的运煤流量持续低于正常水平的下限值或主巷皮带上煤总量低于正常水平的下限值时主控制器发出提速指令，提高二盘区、206顺槽皮带速度，同时语音提示206工作面恢复采掘速度。当监测到一、二盘区皮带各自的运煤流量持续超过正常水平的上限值或一、二盘区皮带上煤总量超过各自正常水平的上限值时主控制器发出降速指令，根据情况逐级降低各自对应顺槽皮带速度，同时语音提示各自对应工作面减缓采掘速度。当监测到一、二盘区皮带各自的运煤流量持续低于正常水平的下限值或一、二盘区皮带上煤总量低于各自正常水平的下限值时主控制器发出提速指令，提高各自对应顺槽皮带的速度，同时语音提示对应工作面恢复采掘速度。保证各个皮带上的煤流运量不大于也不持续小于它的额定运输能力，最终保证各部分皮带平稳运行。
本实用新型煤矿井下多皮带运煤流量与皮带速度综合匹配控制系统与现有技术相比较具有以下优点：
1) 系统对各段皮带的运行速度、运煤流量、电机频率、皮带上煤总量等参数实时的监控和记录；
2) 皮带运煤流量与皮带速度自动匹配调节，无需人为现场观察煤流量调节皮带速度；
3) 具有远程系统控制、参数调整、组态功能；
4)通过以上方式来实现井下多条皮带运煤流量与速度综合匹配，最终达到矿井各部皮带平稳出煤的效果，解决了因两个采煤工作面同时出煤且采煤机出煤不平衡而引起的皮带超载压死、欠载运行、煤流汇聚点溢煤等问题。
附图说明
图1为本实用新型控制系统的原理框图；
图2为本实用新型控制系统的结构图。
具体实施方式
图1给出了本实用新型煤矿井下多皮带运煤流量与皮带速度综合匹配控制系统原理框图，由外端地面PC机7、主控制器1、分控制器、变频器、输送电机、速度位移传感器、电子皮带秤、声光报警器组成，所述地面PC机7、主控制器1、分控制器均连接在工业环网上。
所述输送电机和变频器各有五个，第一输送电机8安装在主巷皮带19上，第二输送电机9安装在二盘区皮带20上，第三输送电机10安装在206工作面的206顺槽皮带22上，第四输送电机11安装在一盘区皮带21上，第五输送电机12安装在106工作面的106顺槽皮带23上。
所述第一输送电机8与第一变频器2连接；所述第二输送电机9与第二变频器3连接，所述第二变频器3与第二分控制器27连接；所述第三输送电机10与第三变频器4连接，所述第三变频器4与第一分控制器26连接；所述第四输送电机11与第四变频器5连接；所述第五输送电机12与第五变频器6连接，所述第五变频器6与第三分控制器28与连接。
所述速度位移传感器和电子皮带秤各有三个，第一速度位移传感器13和第一电子皮带秤16安装在主巷皮带19上，分别通过信号线与第二分控制器27连接；第二速度位移传感器14和第二电子皮带秤17安装在一盘区皮带21上，分别通过信号线与第三分控制器28连接；第三速度位移传感器15和第三电子皮带秤18安装在二盘区皮带20上，分别通过信号线与第一分控制器26连接
所述第一分控制器26上连接有第一声光报警器24。
所述第三分控制器28上连接有第二声光报警器25。
206综采工作面采出的煤通过刮板输送机和转载机转载到206顺槽皮带上，第三变频器驱动第三输送电机带动206顺槽皮带将输出的煤传送到二盘区皮带上，第二变频器驱动第二输送电机带动二盘区皮带将煤传送到主巷皮带上。同时106综采工作面采出的煤通过刮板输送机和转载机转载到106顺槽皮带上，第五变频器驱动第五输送电机带动106顺槽皮带将输出的煤传送到一盘区皮带上，第四变频器驱动第四输送电机带动一盘区皮带将煤传送到主巷皮带上，通过这样的接力传送最终由第一变频器驱动第一输送电机带动主巷皮带将从两个采煤工作面同时送来煤传送到地面。变频器既能实现对输送电机的软起动又能实现对输送电机的实时变频调速，从而实现对皮带的软起动和运行速度调节。第一、第二、第三速度位移传感器分别对主巷皮带、一盘区皮带、二盘区皮带的速度和位移进行测量，第一、第二、第三电子皮带秤分别对主巷皮带、一盘区皮带、二盘区皮带上运煤流量进行测量。第一、第二、第三分控制器分别对第三、第一、第二速度位移传感器输出的速度、位移信号和电子皮带秤输出的运煤流量信号进行采集并转化后得到二盘区皮带、主巷皮带、一盘区皮带速度值、位移值和运煤流量值，并通过计算得到二盘区皮带、主巷皮带、一盘区皮带上实时煤总量值。第一、第二、第三分控制器中所得到数据通过工业环网传输到主控制器中分析处理并由主控制器发出相应的调速命令。第一、第二、第三分控制器接受来自主控制器的发出的命令并分别控制第三、第二、第五变频器的输出频率从而改变206顺槽皮带、二盘区皮带、106顺槽皮带的速度。第一、第三分控制器分别控制第一、第二声光报警器发出报警信号。地面PC机通过工业环网对第一分控制器、第二分控制器、第三分控制器和主控制器进行实时访问和远程控制。
当监测到主巷皮带上运煤流量持续过量或煤总量过量则主控制器向第一、第二分控制器发出减速命令，第一、第二分控制器控制第三、第二变频器来执行命令，降低第三、第二变频器的频率从而降低206顺槽皮带和二盘区皮带的速度，同时第一声光报警器语音警灯提示206工作面放慢开采速度，最终降低主巷皮带运煤流量并保证皮带不被压死。当监测到主巷皮带上煤总量过小则恢复206顺槽皮带和二盘区皮带的速度，同时语音提示206工作面恢复正常开采速度，保证开采效率。
当监测到二盘区皮带上运煤流量持续过量或煤总量过量则主控制器向第一分控制器发出减速命令，第一分控制器控制第三变频器来执行命令，降低第三变频器的频率从而降低206顺槽皮带的速度，同时第一声光报警器语音警灯提示206工作面放慢开采速度，最终降低二盘区运煤流量并保证皮带不被压死。当监测到二盘区皮带上煤总量过小则恢复206顺槽皮带的速度，同时语音提示206工作面恢复正常开采速度，保证开采效率。
当监测到一盘区皮带上运煤流量持续过量或煤总量过量则主控制器向第三分控制器发出减速命令，第三分控制器控制第五变频器来执行命令，降低第五变频器的频率从而降低106顺槽皮带的速度，同时第二声光报警器语音警灯提示106工作面放慢开采速度，最终降低一盘区煤流运量并保证皮带不被压死。当监测到一盘区皮带上煤总量过小则恢复106顺槽皮带的速度，同时语音提示106工作面恢复正常开采速度，保证开采效率。
当监测到206工作面和106工作面送出的煤汇聚到大巷皮带上一点（P1点）处的煤流量持续过大则主控制器向第一、第二分控制器发出减速命令，第一、第二分控制器控制第三、第二变频器来执行命令，降低第三、第二变频器的频率从而降低206顺槽皮带和二盘区皮的速度，同时第一声光报警器语音警灯提示206工作面放慢开采速度，最终保证汇聚点处的煤流量不超限，汇聚点处煤不溢出。当监测到汇聚处点（P1点）流量持续过低时则恢复206顺槽皮带和二盘区皮带的速度，同时语音提示206工作面恢复正常开采速度，保证开采效率。
本实用新型的煤矿井下多皮带运煤流量与皮带速度综合匹配控制系统，通过以上方式来实现井下多条皮带运煤流量与速度综合匹配控制，最终达到矿井下各部皮带平稳出煤的效果，解决了因采煤机出煤不平衡而引起的皮带压死、欠载运行、煤流汇聚点溢煤等问题。
Claims (3)
1.一种煤矿井下多皮带运煤流量与皮带速度综合匹配控制系统，其特征在于，由外端地面PC机（7）、主控制器（1）、分控制器、变频器、输送电机、速度位移传感器、电子皮带秤、声光报警器组成，所述地面PC机（7）、主控制器（1）、分控制器均连接在工业环网上；
所述输送电机和变频器各有五个，第一输送电机（8）安装在主巷皮带（19）上，第二输送电机（9）安装在二盘区皮带（20）上，第三输送电机（10）安装在206顺槽皮带（22）上，第四输送电机（11）安装在一盘区皮带（21）上，第五输送电机（12）安装在106顺槽皮带（23）上；
所述第一输送电机（8）与第一变频器（2）连接；所述第二输送电机（9）与第二变频器（3）连接，所述第二变频器（3）与第二分控制器（27）连接；所述第三输送电机（10）与第三变频器（4）连接，所述第三变频器（4）与第一分控制器（26）连接；所述第四输送电机（11）与第四变频器（5）连接；所述第五输送电机（12）与第五变频器（6）连接，所述第五变频器（6）与第三分控制器（28）与连接；
所述速度位移传感器和电子皮带秤各有三个，第一速度位移传感器（13）和第一电子皮带秤（16）安装在主巷皮带（19）上，分别通过信号线与第二分控制器（27）连接；第二速度位移传感器（14）和第二电子皮带秤（17）安装在一盘区皮带（21）上，分别通过信号线与第三分控制器（28）连接；第三速度位移传感器（15）和第三皮带秤（18）安装在二盘区皮带（20）上，分别通过信号线与第一分控制器（26）连接。
2.根据权利要求1所述的煤矿井下多皮带运煤流量与皮带速度综合匹配控制系统，其特征在于，所述第一分控制器（26）上连接有第一声光报警器（24）。
3.根据权利要求1所述的煤矿井下多皮带运煤流量与皮带速度综合匹配控制系统，其特征在于，所述第三分控制器（28）上连接有第二声光报警器（25）。
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