华新水泥股份有限公司入厂物料运输系统，设计时曾作过铁路运输、公路运输和
带式输送机运输等多个方案比较，由于后者具有成本低、运输快、运量大的明显优势，故最后采用了大运量、长距离过湖胶带机运输物料的方案，下面对我院设计的人厂运料系统采用的新工艺、新技术和电控系统作一介绍。
1、入厂运料系统概况
华新水泥股份有限公司入厂运料系统共有带式输送机10条，其中管状输送机一条，长100m，电动机1×150kW；过湖带式输送机一条，由南岸原料区穿越张家湖至北岸生产区，长约3. 3km，配有驱动电动机3×400kW，采用可调矩液力偶合器3台，头尾两端驱动，带速2.5m/s，单向运输能力700t/h，双向运输能力1000t/h；仓下装载输送机一条，长100m，电动机1×90kW；另有7条给料输送机，每条10m左右，电动机功率5-7. 5kW不等。
2、控制系统的几个关键技术问题
(1)大运量、长距离过湖带式输送机的重量很重，在空载的条件下对胶带的强度和电动机的功率要求也很高，功率大的电动机要求胶带有高的抗拉强度，因此要求输送机启动时的加速度必须限制在一个合理的范围内，即加速度和加速时间要有可调节性。
(2)过湖带式输送机的电动机功率较大，台数较多，驱动点也不止一处，因而如何实现各电动机之间功率平衡的自动调节以及尽可能减少电动机启动时对电网的冲击是非常必要的。
(3)过湖带式输送机运输系统的运输距离较长，以公司入厂运料系统为例，装料点到卸料点的运输距离约3. 5km，其中过湖胶带输送机机长约3. 3km，在这样长的距离上任何一点发生故障时，若仅靠人工排查，那是十分困难的，所以要求控制系统具有故障地址、故障类型识别和即时报警的功能。
(4)入厂运料系统由多条带式输送机组成，要求控制系统具有安全可靠的联锁保护功能。
3、控制系统组成及功能
设计选用GE9070型PLC为主控装置，上位机为研华486工控机，设在厂区主控制室，隧道两端各设一个PLC工作分站，输送机保护采用智能显示与保护装置，故障类别及地址送入PLC，所有设备均设有自动及手动两种控制方式，可以实现以下几种功能。
(1)实现整个系统的逆料流启动，顺料流停车。传统的控制系统需要设置大量的时间及中间继电器才能实现各输送机之间的联锁及保护，既增加了操作的难度，又不便于维修，而PLC控制系统采用梯型图编程来完成全部逻辑功能，简化了控制系统、增加了动作的安全可靠性，减轻了工人的劳动强度。
(2)与可调矩液力偶合器配合共同实现过湖胶带机的软启动、慢停及各台电动机之间的功率平衡。大运量、长距离带式输送机电动机台数较多、功率很大，启动时对电网的冲击大，因此世界各国目前应用得比较广泛的有绕线式电动机转子回路串电阻器、鼠笼式电动机配变频器、鼠笼式电动机配CST、鼠笼式电动机配可调矩液力偶合器等几种方式。绕绕式电动机转子回路串电阻器的方式实现起来比较容易，缺点是设备占地面积大、启动时间不易控制、电耗大、多台电动机之间无法实现功率平衡，维护工作量大，现已一般不再采用；变频器及CST虽然调速性能好，多台电动机实现功率平衡容易，但是造价高，特别是大功率变频器和CST目前国内基本上不能生产，设备、技术尚不够成熟；相对而言，可调矩液力偶合器价格便宜，调速性能好，较易实现多台电动机之间的功率平衡。
华新水泥股份有限公司入厂运料系统的过湖胶带输送机选配3台500kW可调矩液力偶合器，在启动时，通过GE9070型PLC编程对首尾两端的电动机分时空载启动（间隔时间可以设定），这样可以最大限度地减轻启动电流对电网的冲击；在电动机都已达额定转速后，启动伺服电动机带动处于零位的勺杆（全部插入）向外抽出，待勺杆达一定位置（该位置由试验确定，对应的输出转矩略小于输送机启动转矩），启动供油泵向偶合器供油，随着勺杆的均匀抽出，偶合器内冲油量也不断增加，输出转矩增大，输送机被不断加速，直至达到额定速度，在此期间，伺服电动机由速度、加速度检测器控制开停，使输送机的启动加速度保持在0.1 - 0.3m/ S2范围内，实现软启动；制动过程恰好相反，勺杆不断插入偶合器向外排油，输送机被不断减速，直至停机，然后停电动机和油泵。
在正常运行阶段，由于3台电动机的功率因数近似相等，故只要控制3台电动机的电流即可实现各电动机之间的功率平衡，为此在3台电动机的电流测量回路设置电流变送器，将各台电动机的电流转换为4-20mA电信号输入GE9070型PLC，以3台电动机电流的平均值为基准电流（此时要求PLC判断每台电动机的电流值必须大于空载时的电流值，否则视为故障），各电动机电流与之相比较，若不在精度范围内（可设定），则由GE9070型PLC通过PID运算来控制伺服电动机带动勺杆动作0.Ss(可设定)，然后每隔0. 5s(可设定)比较一次，勺杆动作一次，若在精度范围内，勺杆不再动作。这里的参数设定以既可达到较高的精度、又不至于频繁动作为原则。调节程序框图见图1：
系统调试中，胶带输送机起动加速度及功率（电流）平衡情况见表1：
(3)公司的人厂运料系统总长>3.SkW，带式输送机有10多条，其中的任意一台设备故障，若采用人工排查的方式，不仅费时费力，而且影响正常生产，会给企业造成直接经济损失；本系统采用智能保护与显示装置，隧道两端各设一保护器主站，每一主站下设分站各16台、主分站之间串行连接，同时主站与两端的PLC工作站进行通信联络，对跑偏、撕裂、打滑、拉绳、超温、润滑油压低等故障的地址及类别分别加以识别编码，并送入PLC工作站，在上位机上就可以即时准确地显示故障点和性质，并发出报警信号，便于检查及维修。
华新水泥股份有限公司入厂运料系统在空载调试成功后装料试运行2次，每次运行约40min，运料约200t/次，自1998年底正式投产，至今运行平稳可靠。
PLC及可调矩液力偶合器在带式输送机上的应用，不仅减少了初期的投入，也降低了生产运行成本和维护费用，提高了设备的使用寿命，是大运量、长距离带式输送机驱动控制系统的优选方案。
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