皮带机电控技术方案

带式输送机低压变频电控系统技术说明

一、总体说明

皮带机全数字化低压变频电控系统符合下列标准的规定和要求： 1.1 《煤矿安全规程》（2011）

1.2 《金属非金属地下矿山安全规程》（GB16424-1996） 1.3 《煤矿安全质量标准化标准》 1.4 《煤安标委【2009】15号》

1.5 现行国家电工委员会及其它有关标准； 1.6 进口电气设备遵守国际电工委员会IEC标准；

1.4电控装置的静动态性能指标完全满足皮带机的运行要求； 1.5电控装置能够承受皮带机和通风机运行时的地坪振动； 1.6电控装置的电磁兼容性符合有关规定要求； 1.7安全回路等关键电路采用冗余结构设计； 1.8井筒电气设备满足防水、防爆要求； 1.9电控装置设置柜内照明；

1.10电控系统可编程控制器等关键设备为原装进口产品。

二、主要技术数据

原始数据：原煤粒度小于300mm,散状密度0.95t／m3 ,输送量200t／h,带式输送机安装角度21o,输送机长L=905m，提升高H=324.32m.原有主斜井带式输送机：带宽B=800mm,带速V=2.0m/s,机长L=905m,输送能力Q=200th,带强为1600Nmm,电动机：Y315L1-4，380V,160KW；减速器：ZL1300-16-3；偶合器：YOTGC560B；制动器：YWZ5-400／121.本次设计对原有输送机进行了校核计算。

三 、系统功能

1、系统稳定可靠，保证生产连续性，可长时间低速（1m/s）运行（至少4小时）。实现低速到额定转速的连续可调及负载变化情况下的转速可调功能。

2、在整个频率调节范围内，被控电动机均能保持正常运行。在最低输出频率时，应能持续地输出额定电流。在最高输出频率时，应能输出额定电流或额定功率。

3、起、制动可控功能，系统可有效地控制输送机按合理优化的起、制动速度曲线起动和制动。调速系统的加减速时间在0.1-3200秒可设定，零到额定转速时间及高转速到低转速时间现场可调整。

4、具备低速验带功能。

5、转矩和速度控制精确平滑，保持皮带动态张力最小，减少对负载机械的冲击。

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6、对于多机驱动系统，提供精确的负载分配控制，控制精度≤0.1%，功率不平衡度≤2%。

7、变频装置可输出正弦波形的电压和电流。

8、采用标准化的元件和模块化的设备设计，以适合设备使用时更换的需要。用于保护、控制、联锁与报警的部件，开关量仪表选用质量好、动作准确与可靠性好的产品，如PLC、中间继电器、开关、指示灯等等。

9、为便于用户现场维护，系统能够显示变频器所有参数/变量、报警细节、故障分析结果。可对变频器进行系统调试、各种控制操作及参数设置等，并具有电流、电压、频率、力矩、功率、变频器自身的温度等显示功能。

10、必要的硬件、软件的抗干扰措施（隔离、滤波、合理的结构及布线），确保整个系统不受电磁干扰、供电电源的干扰，并对其他设备不产生危害性的干扰；

11、本电控系统具有先进性、经济实用、安全可靠、故障率低、维护方便等特点。

四 、 主要电控设备配置成套范围

4.1、低压电源控制柜 5台 低压电源380/220V，双回路进线。~380V供电系统为中性点直接接地系统。详见低压系统图。

包括稳定可靠的皮带机电控系统和信号系统的直流电源，并提供相应的电源设备。

馈出回路包括：

——提升系统附属设备～380V低压负荷：包括控制电源、液压站、润滑油站、电机冷却风扇等（由电控系统按要求配置）

——提升信号电源～380V或～220V（按提升信号要求配置） ——皮带机房其它低压负荷

1、皮带机房照明配电箱，一回，～380V，40A 2、皮带机房空调配电箱，一回，～380V，60A ——备用回路 1、～380V，60A两回 2、～380V，40A两回

柜面装有电压测量仪表及各电源回路工作灯指示.

4.2变频调速装置 2套

变频器采用ABB系列低压变频器两台。采用一拖一的配置方式 变频器的主要保护功能

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1）进线侧:

欠压保护、过压保护、过流保护、接地故障保护、过载保护。 2）系统自保:

驱动板欠压保护、控制电源欠/过压保护、过温保护、信号丢失保护。

3）电机侧:短路保护、过载保护、过压保护、超速保护、过温保护、中性点过压保护。并能联跳输入侧高压开关。

变频器的故障自诊断功能

1）系统有开机自检功能和故障记忆功能，可以方便地诊断出变频器当前状态正常与否。如果自检未通过， 系统将在显示屏上或通过通讯口指出故障点所在位置。

2）系统有趋势跟踪功能，能够捕捉八个参数在故障发生前后一段时间之内的相互关系，以便于变频器进行故障自诊断（故障查询/故障原因分析）。趋势缓存的长度是100个采样数据，采样时间间隔可设置0至20,000ms之间的任何数值，故障触发模式可定义。在显示主菜单上，按诊断键，可进入诊断菜单。

3）功率模块和主控制板上应装有状态指示灯，方便故障点查找。 4.3 主斜井带式输送机控制、保护、通讯 1. 使用条件和基本参数 带宽：B=800mm； 带速：V=2.0m/s； 运量：Q=200t/h； 带长：L=905m； 带强：2000N/mm； 倾角：21 o；

电机,：Y315L1-4，380V,N=160kW； 减速器：ZL1300-16-3； 制动器：YWZ5-400/121； 液力耦合器：YOTGC560B 2. 技术要求

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2.1 带式输送机起动设备 2.1.1 系统工作方式

系统应具有远程集中自动运行、就地单机运行、手动检修等多种工作方式。能对主皮带运输线的上下游设备实现逆煤流起动、顺煤流停机的联锁控制。

a．集中自动运行：接收来自主站的起动和停止指令，自动按顺序完成起动、运行、联锁及停机全过程的控制、保护与监测功能。

b．自动运行：由本胶带操作人员根据生产调度要求发出起动、停机指令，自动按顺序完成起动、运行、联锁及停机全过程的控制、保护与监测功能。同时将信息上传给胶带机监控系统。

c．手动运行：人工手动操作，不需闭锁，用于检修试车。 2.1.2 系统控制方式（以单机自动运行为例）

a．起动：首先自动发起动预告，预告时间可调；然后控制松闸、张紧皮带，然后实现起动，皮带开始以额定速度运转后，主皮带给煤机等方可起动。在起动过程中同时监测各信号是否正常。

b．正常停机：先自动停止主皮带给煤机（顺煤流停车），延时一段时间，待主皮带上的煤运完后，控制制动器制动，实现全部停机。

c．故障停机：当主皮带机出现紧急停车故障时，如急停、堆煤、烟雾等，则先发出闭锁信号给井下给煤机等设备，同时停止主电机，同时控制制动器制动，实现紧急停机。

2.1.3 系统的控制、监测与保护 2.1.3.1 控制信号： a．主皮带电机的起停控制； b．张紧绞车的起停控制；

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c．制动器的松闸控制；

d．与井底煤仓或给煤机煤位闭锁控制； 2.1.3.2 监测与保护信号：

a．带速监测保护：选用速度传感器，胶带机驱动附近安装一台，用于检测带速，防止打滑、过速。

b．防跑偏保护：选用跑偏传感器，用于胶带机跑偏检测和保护用，成对使用。安装在带式输送机头部、尾部。当一级跑偏动作时，只报警不停机，但能显示跑偏位置；当二级跑偏动作时，报警并执行急停命令。

c．沿线急停保护：机头、机尾手动急停，沿线每隔80m左右设置1台拉线急停开关，用于胶带输送机沿线紧急闭锁保护。当拉线开关动作，控制器报警并发急停命令，同时显示故障部位。

d．纵向撕裂保护：选用纵撕传感器，每个受料点处安装一台，用于防止胶带纵向撕裂。当胶带发生纵撕故障时，传感器动作，控制器报警并发急停命令。

e．堆煤堵塞监测保护：选用堆煤传感器，用于检测带式输送机系统中的头部漏斗、溜槽是否发生堵塞。溜槽内发生堵塞时，发出报警或停机信号，现场操作人员可及时采取措施，以防事故发生。

f．烟雾检测：选用烟雾传感器，安装在机头驱动滚筒的斜上方（顺风流方向）。当胶带和滚筒打滑冒烟时，传感器动作，控制器报警并发急停命令，同时起动自动洒水装置。

g．自动洒水灭火：选用自动洒水灭火装置，由控制器自动控制洒水灭火。 h．电机温度监测保护：通过嵌入在电机定子绕组和轴承中的Pt100电阻测量的电机温度，监测电机运行，当超温报警时，控制器报警并发急停命令。

i．电机监测：监测胶带电机的运行状态及工作电流。

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g．煤仓煤位监测：监测井底煤仓煤位状态。 k．前后方胶带、监测顺槽胶带机运行状态。 2.1.3.4 显示（汉显功能）

系统应具有状态显示、故障显示及监测参数显示。

a．状态显示：显示系统自身工作状态、电机的工作状态、张力正常指示、制动器松闸及闸磨指示等；

b．故障显示：显示胶带机打滑、跑偏、急停、纵撕、堆煤、烟雾、电机故障等故障信号，同时具有报警功能。

c．监测参数显示：显示胶带速度、电机电流、电机温度、张力信号、煤仓煤位等信号。

d. 所有的监测参数可上传到调度中心或预留有传输接口。 2.1.3.5 语音通讯

系统应配有扩音电话设备，同时具有胶带沿线起动预告、打点联络、故障报警等功能。后备电池供电，保证在断电的情况下仍能正常工作。

2.2 主要设备清单 控制系统主要设备清单 序号 1 2 3 4 5 6 7 名称 规格及型号 数量 单位 1 10 10 1 10 1 1 6

备注 含双PLC（西门子300系列）控制皮带控制装置 器、操作台、上位机（力控组态软件）、电源和输入输出接口等 扩音电话 智能闭锁急停开关 速度传感器 跑偏传感器 纵撕传感器 堆煤传感器 套 满足后期驱动要求 套 台 台 对 台 台

8 9 10 11 烟雾传感器 料位传感器 洒水电磁阀 附件及软件 量程为35m 1 1 1 1 只 台 套 套

六.成套设备一览表： 序号 1 2 设备名称 低压进线柜 低压变频调速装置 主斜井带式输送机控制、保护、通讯 数 量 型号规格及说明 备注 安装在出现柜内 5台 包含2台进线柜，3台出线柜 2套 采用ABB系列低压变频器，具有200%过载 3 1套 七、质量保证

1、所提供的设备符合“设备运行环境条件”、“主要技术要求”，同时应符合国家规范和行业技术的标准。

2、供应的所有合同设备/部件（包括分包与外购），在生产过程中都进行严格的检验和试验，出厂前须进行部件和/或整机总装的试验。

3、供方应提供的设备质量证明书包括：

产品合格证；设备制造、检验记录；材料合格证。

八、文件资料

1、供方提供调试、性能验收、检验、试运行、运行维护等方面的技术资料。 2、供方提供的技术资料包括技术文件、图纸、使用说明、培训指导书等，每台设备不少于6套，电子版（扩展名为dwg的AutoCAD文件）6套。 3、供方应提供的技术文件及图纸包括： 3.1原理图（带有相关电气设备的描述） 3.2控制、监测及信号系统的图纸及描述 3.3接线图

3.4电气设备布置图

3.5设备技术参数表、设备外形尺寸及设备基础载荷资料。 3.6设备安装、调试及维护要点。 3.7设备基础图和设备接口尺寸图。

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3.8设备的软件 3.9检验标准

3.10使用说明、培训指导书

九、技术服务与培训

◆设备出厂调试前通知用户派员赴厂进行第一次培训（内容包括系统介绍、PLC、全数字变频调速系统培训，并参与出厂调试）。现场培训不小于一周。

◆现场安装前，负责技术交底；用户若在施工过程中遇到设备技术问题，及时解决。系统安装完成后到现场调试，直至达到设计性能和技术要求，并同时进行第二次技术培训（即现场培训）。

◆设备无论是否在质保期内，一但发生问题，供方四十八小时内或以最快交通方式，派出人员抵达现场，先解决问题，后分清责任,决不得影响用户单位生。

2012年8月

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