Автоматизированный электропривод конвейеров (стр. 2 из 4)
Основные положения по автоматизации конвейерного транспорта
В различных отраслях промышленности широко внедрено централизованное автоматизированное управление процессами пуска-остановки конвейерных линий с обеспечением автоматической защит от аварий. В основу централизации управления положен принцип автоматического пуска конвейера в линии в последовательности, обратной движению грузопотока, с контролем момента пуска каждого конвейера по скорости предыдущего и остановки конвейерной линии одновременным отключением аварийного конвейера и всех последующих, доставляющих груз на аварийный.
Дальнейшее качественное совершенствование автоматизации конвейерных линий должно развиваться в направлении повышения централизации управления на базе использования специализированных ЭВМ и микроконтроллеров, что позволит повысить оперативность управления за счет обработки большого объема информации о работе конвейеров, причинах аварийных ситуаций, вести работу конвейеров в оптимальных режимах, увязанных с работой очистных забоев или других источников грузопотока.
Автоматизация конвейерного транспорта предусматривает оснащение средствами автоматического контроля и зашиты каждого конвейера и управление, как отдельными конвейерами, так и всей линией.
Под автоматизированной конвейерной линией понимается такая линия, конвейеры которой объединены общей системой управления, обеспечивающей соблюдение необходимых блокировок и защит, а также автоматическую реализацию законов пуска, остановки и дозапуска конвейерной линии.
Основными факторами, влияющими на процесс автоматизации конвейерных линий, являются: разнообразие технологических схем конвейерных линий по конфигурации, длине, числу конвейеров и ответвлений; разнотипность конвейеров по их технологическому назначению, производительности, конструктивному исполнению, длине и динамическим характеристикам; разнотипность приводов конвейеров по числу и типу двигателей и т.д.
Системы автоматизации конвейерных линий с учётом современного уровня совершенствования конвейеров должны обладать функциональными возможностями, обеспечивающими:
- управление конвейерной линией с пульта управления;
- автоматический пуск конвейеров в линии в направлении против грузопотока с помощью пускового устройства;
- возможность, как выбора, так и раздельного пуска любого маршрута разветвленной конвейерной линии;
- автоматическую подачу звукового предупредительного сигнала перед пуском конвейерной линии;
- при запуске отдельных маршрутов разветвленной конвейерной линии подачу звукового сигнала только по этому маршруту;
- возможность до запуска части конвейерной линии при остальных работающих конвейерах;
- автоматический контроль скорости движения ленты или скребковой
цепи конвейера;
- включение на пуск каждого последующего конвейера только после достижения предыдущим конвейером заданной скорости;
- включение дополнительных маршрутов без остановки работающих: включение системы орошения только на работающем конвейере и при наличии на нем груза;
- оперативное отключение всей конвейерной линии с пункта управления;
- автоматический возраст схемы в исходное положение после оперативного отключения с пункта управления;
- экстренное прекращение пуска и экстренную остановку любого конвейера из любой точки по его длине;
- автоматическое аварийное отключение конвейера при следующих нарушениях: отсутствии сигнала о достижении заданной скорости при пуске, снижении скорости во время работы несущего полотна или тяговой цепи до 75% номинальной при неисправности привода конвейера, недопустимом перегреве приводных барабанов, масла в турбомуфтах; сходе ленты в сторону; завале мест перегрузки и неисправностях цепей управления и контроля:
- возможность наложения тормозов при оперативном и аварийном отключении ленточных конвейеров только при скорости ленты меньше 0,5м/с;
- для конвейеров с автоматической натяжной станцией при снижении скорости ленты до 75% номинальной включение натяжной станции на увеличение натяжения ленты;
- экстренное отключение конвейера с наложением тормозов в момент отключении конвейера или при обрыве ленты или цепи, при экстренном прекращении пуска или экстренной останове конвейера из любой точки по его длине, при завале перегрузочного устройства и превышении номинальной скорости ленты на 8% для конвейеров, устанавливаемых на наклонных выработках;
- сигнал аварийного или экстренного отключения конвейера, сохраняются до ручной деблокировки его по месту аварии во всех случаях, кроме завала перегрузочного устройства или схода ленты;
- одновременное автоматическое отключение всех конвейеров, транспортирующих груз на остановившийся конвейер;
- отключение системы орошения при остановке конвейера;
- блокировку, не допускающую повторное включение остановившегося из-за аварии конвейера, без ручного возврата системы защиты в исходное состояние;
- блокировку, запрещающую запуск конвейерной линии при отсутствии возможности приема груза в месте разгрузки;
- возможность перевода на местное управление любого конвейера линии без нарушения процесса автоматизированного управления остальными конвейерами;
- сигнализацию на пульте управления о числе конвейеров, работающих в линии, маршруте;
- сигнализацию на блоках управления о неисправном состоянии и причине неисправности конвейера;
- двустороннюю телефонную связь с возможностью звукового кодового вызова;
- информацию о состоянии конвейерной линии в систему оперативного диспетчерского контроля и управления шахты.
Для грузолюдских конвейеров, предусматриваются дополнительные требования: предупредительная сигнализация у мест схода людей с ленты; аварийное отключение конвейера при проезде человеком места схода и при превышении скорости ленты; невозможность включения конвейера при отсутствии или неисправности сбрасывающего щитка, а также повторного включения конвейера до момента ручной деблокировки при его экстренном отключении; невозможность включения механизмов, подающих груз на конвейер; отключение системы орошения и контроль движущихся площадок схода.
В настоящее время для управления конвейерами и конвейерными линиями в промышленности применяются как отдельные устройства контроля технологических параметров конвейера, так и комплексная аппаратура автоматизации конвейерных линий. Для реализации требований к автоматизации ПТС разработаны различные датчики и аппараты [7].
В качестве примера промышленного привода приведена схема на основе преобразователя частоты CIMR-F7 фирмы OMRON-YASKAWA (Рис.3):
Режимы управления/диапазон регулирования
вольт-частотное/1:40
векторное без датчика обратной связи/1:100
векторное с датчиком обратной связи/1:1000
Функциональные возможности
управление моментом
торможение с повышенным скольжением
энергосбережение
ПИД-регулятор
Коммуникация
Modbus (встроен)
DeviceNet
Profibus
CANOpen (опции)
Серия CIMR-F7 впитала в себя все основные тенденции построения ЭП переменного тока и поэтому готова к решению задач, соответствующих специфике применения асинхронного ЭП. Многолетний опыт применения в станках, подъемниках, конвейерах подтверждает сказанное. Диапазон мощностей: от 0,4 до 300 кВт [12].
Рис. 3
3. Автоматизированные электроприводы
Условия эксплуатации:
- продолжительный режим работы без пауз за время включения;
- редкие пуски и неизменное направление вращения;
- преодоление статических моментов при трогании под нагрузкой (после внезапной аварийной остановки);
- влияние окружающей среды (перепад температур, агрессивная среда, запыленность).
Требования к электроприводу:
- повышенный пусковой момент (Мп/Мнои = 1,6... 1,8);
- плавный пуск и торможение (для предотвращения пробуксовывания ленты или раскачи-вания груза у ленточных и подвесных);
- небольшое регулирование скорости в диапазоне 1:2 (для изменения темпа работы у поточных линий);
- согласованное вращение электроприводов (для нескольких конвейеров).
Электродвигатели.
АД с КЗ-ротором и повышенным пусковым моментом, односкоростные или многоскоростные (с переключением числа пар полюсов). Примечание — Для регулирования скорости однодвигательного привода конвейера применяются дополнительные вариаторы механические или регулируемые электрические и гидравлические муфты.
АД с фазным ротором:
- на конвейерах, требующих повышенного пускового момента;
- при многодвигательном приводе конвейеров (для выравнивания нагрузок отдельных двигателей);
- при обеспечении согласованного движения конвейеров.
Многодвигательный привод применяется при большой протяженности конвейеров. Использование нескольких приводных станций позволяет избежать больших напряжений в механизмах, перегрузки участков, уменьшить габариты тягового органа и величину тяговых усилий.
При этом тяговый орган каждой приводной станции передает усилие, пропорциональное статическому сопротивлению только одного участка, а не всего конвейера.
Выбор места установки приводных станций определяется в соответствии с диаграммой изменения усилий натяжения.
Оптимальное количество приводных станций определяется техникоэко- номическими расчетами.
Приводные АД с КЗ-ротором должны иметь одинаковые параметры, у АД с фазным ротором характеристики в соответствие можно привести введением дополнительных сопротивлений в цепь их роторов.
Электропривод синхронного вращения.
Есть механизмы, привод которых состоит из одинаковых двигателей (два и более), требующих вращения с равными скоростями. Примерами могут быть механизмы башенных кранов, створов разводных мостов, ворот шлюзов, конвейеров, где требуется согласованное вращение электродвигателей, а соединение их механическим валом невозможно. В этом случае применяется электрическая связь между роторами асинхронных (АД) или синхронных (СД) двигателей, называемая электрическим валом [8].