帶式輸送機智能控制系統應用分析

＊許榮華 康存權

（中陽縣應急管理局 山西 033400）

帶式輸送機的優勢在于自身結構簡單，而且運行穩定性好，因此被廣泛運用于煤炭運輸的過程中，其在很大程度上影響著煤炭運輸的效率和質量。在長時間的運行過程中，帶式輸送機很容易發生故障，因此需要對其進行改進，不斷強化其性能，本文主要分析如何運用智能控制系統對其進行改進和優化。

1.帶式輸送機故障概述

帶式輸送機在運行的過程中存在的主要故障類型有六個，即膠帶跑偏、撒料、異常噪音、膠帶打滑、膠帶斷裂和減速器故障，其實際發生概率占比情況如圖1所示：

圖1 帶式運輸機故障率發生對比圖

帶式輸送機膠帶跑偏故障發生率占到37%，是帶式運輸機在運行的過程中最容易發生的故障。帶式運輸機在運行的過程中，膠帶往往會呈現出U型的狀態，而在運行的過程中如果存在膠帶受力不均勻的問題，很容易造成膠帶偏移，從而引發膠帶跑偏的故障，膠帶跑偏故障發生時往往會伴隨膠帶異常磨損等故障，嚴重的還會引發火災。

其次是撒料的故障，撒料故障發生之后引發安全事故的可能性較小，但是也會影響運輸工作正常進行。發生撒料事故的故障原因在于膠帶分布形態等存在問題。如果膠帶在運行的過程中受力發生變形，很容易造成撒料。

異常噪音也是帶式輸送機在運行的過程中存在的主要故障。如果帶式運輸機周圍環境存在高濃度的粉塵，這些粉塵進入驅動裝置之后可能會引發噪音，異常噪音雖然對運輸工作的影響較小，但是其對工作環境影響較大，而且如果大量粉塵進入驅動裝置需要對其進行維修和養護，以此來保證其使用壽命。

膠帶打滑、膠帶斷裂和減速器故障相較于上述三種故障，發生概率較小。首先膠帶打滑的主要原因在于驅動滾筒和膠帶在運行的過程中會產生一定的摩擦力，以此來帶動膠帶運轉，如果存在摩擦力不足的問題很容易會影響到膠帶正常運轉。影響摩擦力的主要原因在于驅動滾筒上存在異物或者所運送的物料過多。膠帶斷裂在帶式運輸機運行的過程中發生的概率較小，但是其發生之后往往會造成較為嚴重的影響，不僅會影響到運輸工作的正常推進，還會使得膠帶報廢。造成膠帶斷裂的主要原因為膠帶老化。最后是減速器的故障，造成減速器故障的主要原因為帶式輸送機運行時間較長、超重載荷。

2.帶式輸送機智能控制系統

(1)帶式輸送機智能控制系統原理

圖2 煤礦帶式輸送機保護系統

主機、輔機1和輔機2構成了帶式輸送機的啟動系統，主輔機之間通過CAN總線完成通信，同時由主機來實現對輔機運行狀態的控制。在運用的過程中主要運用主機來采集帶式輸送機荷載電流，并將其與不同門檻值進行對比分析，如果分析之后發現荷載電流大于輔機啟動電流，則需要向輔機發送啟動命令，反之則需要向輔機發送停機命令。使用智能控制系統的主要功能在于完成節能降耗的目的，智能控制系統在運行的過程中主要完成對投入帶式輸送機驅動電機臺數的調節和控制。此外，智能控制系統還具備節能對比功能。

(2)帶式輸送機智能控制系統結構

帶式輸送機智能控制系統的主要結構包括監測模塊、中央處理模塊和執行模塊。其中監測模塊指運用超聲波傳感器來完成對落料點落料情況的監測和分析。在運輸的過程中需要明確影響帶式輸送機輸送帶煤量的因素，主要為落料點速度、落料量等等，因此在實際運行的過程中可以通過監測落料點落料情況來確定煤量。傳統的監測方式為在落料點設置皮帶秤，這種方法準確性較低，而在對帶式輸送機進行智能化改進的過程中會運用到超聲波傳感器來完成對落料情況的監測工作。收集帶式輸送機運行狀況之后會將具體結果傳輸到中央處理模塊，在此基礎上對系統運行情況調整參數進行分析，并將分析結果傳輸到各個變頻器，從而實現控制帶式傳輸機運行效率的目的。帶式輸送機智能控制系統主要運用模糊匹配控制邏輯。在運行的過程中該系統主要完成對獲取的輸送機運行帶速的分析工作。

(3)帶式輸送機智能控制效果分析

通過對帶式輸送機進行智能控制，能有效降低輸送機的平均耗電量，同時能實現對帶速的管理和控制。在運行的過程中主要運用模糊匹配控制邏輯時間對帶式輸送機的管理和控制，在此基礎上完成智能調節的工作。多電機功率平衡技術能夠實現對主電機運行情況的監測和管理，在此基礎上實現輸出調節控制信號的目的，以此來實現對帶式運輸機的智能調節，從而實現節能降耗的目的。通過分析帶式運輸機的實際控制效果發現智能控制能有效降低運輸機的耗電量，同時實現優化帶速的目的，而且通過控制能有效降低撒料等情況發生的可能性，從而提高帶式運輸機運行的安全性和穩定性。此外，通過對帶式輸送機進行智能控制還有效提高了控制的智能化和自動化水平。實現智能控制之后能有效降低帶式輸送機管控工作中對工作人員的依賴程度，以此來實現勞動力資源的合理配置，同時有效降低管理控制工作中的人力資源投入。

3.帶式輸送機智能化升級改造方案

帶式輸送機智能控制系統優勢在于成本較低而且易于操作，因此其在煤礦生產過程中的運用不斷拓展，而且智能控制系統有著十分廣闊的運用前景，同時智能控制系統的設計理念也能被運用于礦井掘進中，以此來提高礦井掘進的效率和質量，同時能有效提高煤礦開采的安全性和穩定性，保證煤礦生產工作順利推進，以此來保證煤礦健康穩定發展。

上述主要分析了運行智能控制系統對帶式輸送機進行智能化管理和控制的成效，在此基礎上明確了智能控制系統運用的優勢，其不僅能有效提高帶式輸送機運行的安全性和穩定性，大大降低故障發生的可能性，而且還能實現對帶式輸送機的改進和優化，以此來實現節能降耗的目的。因此在帶式輸送機實際運行的過程中需要完成對其的智能化升級改造，下面主要分析帶式輸送機智能化升級改造方案：

要明確帶式輸送機智能化升級改造之后其主要的系統架構，主要有四大層次：執行層、控制層、傳輸層和監控層。首先是執行層，其主要完成對帶式輸送機運行情況的監測和管理，收集數據的工作主要由傳感器完成，如果發現帶式輸送機在運行的過程中發生了膠帶跑偏等故障需要下達停止運輸的指令，以此來避免造成更嚴重的后果。其次是控制層，其主要完成對輸送機的控制工作，在這個過程中主要運用PLC來完成控制程序的編寫工作，以此來實現對輸送機的控制。再次是傳輸層主要包含各種交換機，在此基礎上形成閉合的環網，以此來實現井上、井下信息互通。最后監控工作主要在地面監控中心完成，主要功能在于實現對帶式輸送機運行情況的實時監測和管理，在此基礎上實現對帶式輸送機的統一管理和調度。帶式輸送機在實現智能化改造之后完成了各個位置的傳感器布置工作，通過布置傳感器來提高實時監測輸送機的效率和質量，而且強化了輸送機開啟報警、語音通信等功能。

4.小結

本文主要分析如何對帶式輸送機進行智能化改進與更新，在這個過程中首先需要明確帶式輸送機智能控制系統的原理和結構，在此基礎上明確其進行智能化改造的成效。通過運用智能控制系統能實現對帶式輸送機的智能化控制和管理，以此來提高帶式輸送機運行的安全性和穩定性，從而保證煤炭運輸的效率。