灵泉煤矿主运皮带集中控制和变频驱动的实现探讨

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论文字数:**** 论文编号:lw202334285 日期:2023-07-22 来源:论文网

本文是一篇机械论文,灵泉煤矿井下主运系统安设地面远程集中监控和变频控制系统之后,将可以使灵泉煤矿具有以下几个优势: (1)、提高灵泉煤矿井下皮带机的机械自动化程度,有利于我矿的减员增效,减轻工人的劳动强度,远程控制可以实现井下皮带运输无人值守的功能。
1.引言
1.1选题的背景及意义
我国现在的大型现代化矿井,原煤从井下到地面的运输方式普遍采用的设备是带式输送机。原煤的运输从综采工作面一直到地面装车地点,几乎全部由各类带式输送机传输,所以除了对输送机的质量有相当高的要求以外,还必须与之相配套机械自动化较高的皮带集中控制系统,以实现胶带机群的集中控制及保护。
集中控制系统是将视频监控系统、皮带机综合保护系统和工业电视系统等,构成一个完整的监视网络、自动运行、故障报警的系统,实现对井下原煤运输系统在地面进行监控、操作和故障查询功能,达到降低事故率、提高生产效率、减少处理故障时间提高运输系统机械自动化程度和提高全矿井总体经济效益的目的。
变频器在煤矿皮带运输系统的应用是我国大型煤矿实现节能降耗的一个重要途径,也是煤矿皮带运输系统改造的一大趋势。


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1.2本课题的国内外发展现状
带式输送机的应用技术在国外的工矿企业发展非常迅速,带式输送机的优势可以从以下两个方面进行阐述:一是在适用范围上,带式输送机在工矿企业中的应用越来越广,从小倾角到大倾角、运输能力从小到大,增加了多重多样的应用可选择性和扩大大适用范围,并且具备的功能性也越来越复杂、越来越完善;二是带式输送机的长距离、大运量、高速度等使其已成未来发展的一种必然趋势,带式输送机自身的核心技术和安全稳定性有了很大的提高。在运用了监控和动态分析方面的核心技术之后,带式输送机运行的可靠性和稳定能有了长久可靠的保证。
我国自主生产的带式输送机在核心技术和竞争力上与国外专门的大型带式输送机生产公司有着很大差距,缺少与之相应的竞争力。所以我国目前带式输送机技术的基本任务是要开发与研究核心技术,生产与国外与之相匹配的高尖端有竞争力产品。
在物料的带式运输过程中有以下多方面优势:
(1)输送物料种类广泛; (2)输送能力范围宽;(3)输送线路的适应性强; (4)能实现单点或多点受、卸料; (5)可靠性和安全性高; (6)费用低。
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2.集中控制系统的平台建设
2.2 功能要求
1) 系统容量:系统可采集64*1024个监控点,最多可扩展12*64*1024。
2) 操控界面:界面友好,图形缩放技术、全汉字图形组态,支持动画技术等,实时显示图形、数据、曲线,可以同时多画面进行切换。
3) 监控功能:能准确实时地采集各皮带的运行参数,以组态画面和图表的形式展现出来,不同岗位的操人员有不同的权限,根据不同的操作权限监控设备的运行和显示参数。
4) 打印功能:能实时或按历史时间打印出各皮带系统相关设备的运行状态和运行参数。
5) 实时管理界面的功能:管理界面具有参数设置、编辑和运行三种方式,在参数设置方式下可修改一些动态变量,在编辑方式下可修改一些系统的用户的消息类别、文本内容、报警数值,在运行方式下只能实时地对数据进行监控。
6) 历史事件记录功能:按时间顺序,记录下各台皮带的历史动作时间、顺序,已备事后统计分析。
7) 实时报警功能:监控各皮带系统的监控平台在设备数据模拟量超限或皮带有故障时,显示报警地点、故障设备名称及数值。
8) 控制功能:具有本地和远程的启动、停止功能。
9) 故障自诊断功能:系统出现异常或故障时,在人机交互界面可以准确、自动地显示故障所在的位置、类型,并能发出声音报警。
10) 系统维护和可扩展性:可以在工程师站上进行组态编程,可以方便地因监控需求变化调整子系统。同时,留下更多的设备和数据接口,方便其他功能性组态的建立。
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2.3 硬件技术指标
1)工程师站及操作员站
2)2台optiplex 9020MT 商用台式机电脑
3)品牌:DELL
4)类型:商用台式机电脑
5)主要硬件:
6)CPU:i7-4790
7)内存:4GB;
8)硬盘:500G SATAII 7200转 8M缓存高速防震硬盘;
9)光驱:DVD-RW;
10)1G高性能独立显卡;
11)显示器:24寸宽屏液晶显示器;
12)扩展接口: PCI Express*1;
13)键盘鼠标:USB接口键盘; USB、鼠标;
14)其他:220V/200W高可靠电源,预装Windows 7 Professional(专业版)正版操作系统
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3.集中控制系统的实现研究 ......................... 11
3.1 设备现状 ............................... 11
3.2 改造内容 .............................. 11
4 .变频控制的实现研究 ............................ 18
4.1变频控制系统简述 ................... 18
4.2防爆变频技术简述 ......................... 18
5.结论 ............................... 44
4 .变频控制的实现研究
4.1变频控制系统简述
目前国内的带式输送机控制未能普通采用变频驱动控制的软启动方式,我国变频器的核心逆变技术与国外的ABB等大型变频器公司还有着较大的差距。当带式输送机的电动机未采用软启动时,一般电动机的启动电流为额定电流的5~7倍,瞬间启动电流过大,对电动机的内部电路冲击和外部机械震动较大,严重影响了电动机的稳定性和使用寿命。
当采用变频驱动启动带式输送机的电动机时,由于变频是软启动,在电动机启动时启动电流一般为额定电流的1.15~1.25倍,对电动的冲击较小。而且变频器由于其结构原理,可以在电动机的运行过程中对电动机的运行速度进行实时调控。由于变频器良好的整流、逆变电路,使其对电动机的速度控制具有平滑的控制特性,而且对电能的转换效率较高,能实现安全稳定,经济节能的效果。
如图4-1所示:变频控制系统依据可靠的矿用本安型物位传感器检测出的皮带上物料截面高度,再结合带速来算出以秒为单位的平均实际运量单位为“t/s”。来判断煤量将数据传输到PLC进行数据分析和处理结合电机电流,前、后级皮带运行情况进行综合分析最终对皮带变频器进行速度调整方案。综合数据分析出来后PLC为变频器发出调速指令使变频器进行升、降速调整使皮带上煤量运输保持在一个最合理的范围内。


机械论文参考

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5.结论
灵泉煤矿井下主运系统安设地面远程集中监控和变频控制系统之后,将可以使灵泉煤矿具有以下几个优势:
(1)、提高灵泉煤矿井下皮带机的机械自动化程度,有利于我矿的减员增效,减轻工人的劳动强度,远程控制可以实现井下皮带运输无人值守的功能。
(2)减少事故发生率、提高设备使用寿命,节能降耗。
(3)使井下运输系统,实现全自动化,有利于管理,让原煤运输系统整体技术达到一个新的层面。
参考文献(略)

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