CST皮带控制.pdf

文章编号 1003-0794 （2005） 10-0145-03 井下 CST 顺槽带式输送机的应用 阴联民 （神华集团 神东煤炭公司设备管理中心，陕西 大柳塔 719315） 摘要神东公司在高产高效模式下， 积极引进国外先进技术和装备， CST 驱动的顺槽带式输 送机就是其中一项。利用 CST 的软启动技术， 确保了煤炭运输的连续化。利用 SLC 平台技术， 将 带式输送机的启停、 输送机的沿线保护、 CST 的张力调节和多电机的功率平衡等融合一体， 保障了 系统运输的可靠性。 关键词CST；SLC；可靠性 中图号TD528 文献标识码A 前言 神华集团神东煤炭公司开发的神府东胜煤田， 煤炭产品具有低硫、 低灰、 低磷、 中高发热量的特点。 而随着国民经济的快速增长， 国家能源需求的迅速 上升， 大能源基地建设已经正式列入国家规划。神 华集团神东公司在煤田开发建设方面经过近 20 a 的探索和实践， 已经走出了一条 “高产高效、 安全先 进” 的建设模式， 从符合国家的产业政策、 技术政策 和生产力布局等多方面考虑， 已经初步具备建设全 国特大能源基地条件。神东煤炭公司引进长壁开采 技术， 在工作面采用大功率电牵引采煤机、 电液控制 的液压支架和具有软启动功能的刮板输送机； 引进 主运输系统软启动技术， 主煤流带式运输采用 CST 软启动装置， 各种保护传感器集成在控制系统中； 引 进三层网络技术， 实现全矿井的综合自动化。 神东公司顺槽输送机运输基本上选用 CST 驱 动方式， 主要包括 CST 主机 （裸机） 、 CST 液压控制、 张紧装置 （APW） 、 伸缩储带装置、 卷带装置、 输送带 保护系统 （PROMOS） 、 供电系统 （组合开关） 、 输送带 控制系统 （见图 1） 。 图 CST 系统结构示意图 Fig.Schematic drawing of CST control system 用于易燃易爆， 有毒及昂贵的液体中或高温高压， 极 低温， 强腐蚀的液体中。浮动环式由于尺寸较大， 入 口压力大， 输送液体温度高的泥浆泵可采用。其他 形式密封中尤以组合式密封应用广泛， 它密封效果 好， 使用范围广， 在各种复杂机械广泛应用的今天越 来越被人们所重视， 随着科学技术的不断发展， 组合 式密封必将得到发展。 参考文献 ［1］ 离心泵设计基础 （第一版）［M］ .北京 机械工业出版社， 1974. ［2］ 肖兵 .一种泵用机械密封型式及其应用 ［J］ . 密封与润滑， 1995， （3） 33 - 35. ［3］ 王双全， 朱洁 .固液两相流泵机械密封的正确选型与使用 ［M］ . 北 京 机械工业出版社， 1999. ［4］ 龚洪浦 . 机械密封的失效及分析 ［J］ . 化工设备与防腐蚀， 1999， （3） 11 - 14. 作者简介张永平 （1966 - ） ， 黑龙江青冈县人， 高级工程师， 1989 年毕业于中国矿业大学， 长期从事煤矿生产安全工作 . 收稿日期 2005-05-10 The Miscellaneous Quality Pumps of Seal Competely with Apply ZHANG Yong - ping1，SHAO Zhi - mei2，ZHANG Bao - zhong1 （1.Heilongjiang Provincial Jubao Safety Environmental Protection uation Co.， Ltd.， Harbin 150020， China； 2.Heilongjiang Science and Technology Institute， Harbin 150027， China） Abstract This text describes primarily of is an application that the characteristics that the miscellaneous quality pump stalk seals is a place the variety seals completely the and leak the path， and aim at the every kind of sealing com- pletely the introduces slightly its in miscellaneous quality pump， the combinative actual circumstance summary ex- plained at the same time in association with the type seals completely the in miscellaneous quality pump seal com- pletely of development foreground. Key words miscellaneous quality pump；seal completely；leak 5412005 年第 10 ══ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ 期煤矿机械 CST 电气控制系统 基于 PLC 的控制系统可对每台 CST 装置进行 监视、 控制和操作， 并提供用户接口， 使顺槽输送机 的控制纳入整个矿井的自动化控制系统中， 实现了 在矿井地面调度室对输送带的起、 停控制和实时状 态监测。为了保证控制系统的控制精度和安全可靠 性， 系统内所有的传感器和变送器都是监控对象。 1998 年引进的首条顺槽带式输送机的控制系 统配套设备有 KE1004 型供电开关、 PROMOS 输送 带保护系统和带式输送机控制系统。KE1004 开关 为整个系统提供电源， 主电机和辅助电机的起停由 PLC 输出模块控制， 输出信号在 PLC 防爆箱内经本 安隔离输出。PROMOS 系统提供整条输送带的保护 系统， 与 PLC 的连接方式是硬接线， 主要信号有 PLC 输出的系统预警信号， PROMOS 返回的急停和系统 健康信号。控制系统的平台为 Rockwell 公司 SLC 系 列， 处理器采用 SLC504 处理器。主要包括 SLC7 槽 机架、 本安箱、 就地箱、 绞车控制箱、 绞车就地箱和 PanelView 显示屏。 SLC7 槽机架放置于 PLC 防爆箱内， 满足矿井对 控制设备安全性的要求， 防爆标志为 Ex - d。内部 安装有 SLC 机架、 电源、 信号转换器、 中间继电器和 安全栅等电子设备和元件。并在防爆箱正面开设玻 璃窗， 安装有 PanelView， 便于操作员查看输送带运 行参数、 报警和对系统参数进行修改。玻璃窗侧边 安装 5 个按钮， 分别是系统故障复位按钮、 显示画面 上翻按钮、 显示画面下翻按钮、 光标移动按钮和参数 修改确认按钮。 SLC7 槽机架配置的模块有 SLC504 处理器、 控 制网扫描模块、 数字量输入、 输出模块和模拟量输出 模块。机架内插的模块分别是 SLC504 处理器、 控制 网扫描模块、 16 点的输入模块 （24 VDC） 、 8 点的继电 器输出模块、 16 点的输出模块和 4 通道的模拟量输 出模块 （见图 2） 。 图 PLC 系统模块示意图 Fig.Schematic drawing of PLC control system “CST 液压控制系统 CST 液压控制系统可分为 3 个部分（1） 给离合 器提供控制压力的主控制系统；（2） 给各传动轴轴承 提供强制润滑的润滑系统；（3） 给湿式离合器冷却降 温的循环冷却系统。 （1） 、（2） 部分， 由 1 台安装于减速器一轴端的双 联双向齿轮泵来提供动力油源， 分别经过一级高压 过滤器后， 润滑系统通过软管分别将油送至各轴承 润滑点， 此部分的系统流量约为 20 L/ min， 离合器控 制系统的流量约为 4 L/ min， 离合器控制系统液压油 从高压过滤器出来， 进入集成液压阀块， 通过一固定 节流阀， 再经过电液比例溢流阀， 最后送入离合器环 形油缸， 通过电液比例溢流阀实现对离合器的压力 控制。起动及功率调整导致离合器打滑， 产生大量 的热， 离合器冷却系统是一个独立的回路， 流量较 大， 约为 600 L/ min， 由单独的电机带动离心式油泵 供油， 油的冷却是 1 台独立的风冷却器， 油被送入离 合器前经过了一级提篮式过滤器过滤。 张紧绞车 APW 绞车和 PLC 控制器设计用于控制输送带 张紧段 （储带仓） 中输送带的张力，APW 绞车利用湿 式盘形离合器通过保持、 卷入或放出钢丝绳来控制 输送带张力。 PLC 控制 APW 去操作离合器或闸， 通过使用测 绞车钢丝绳张力的直接测力传感器， PLC 可读到输 送带张力， 该控制器综合了所有的逻辑， 完成了定时 和顺序控制， 必要时启动绞车驱动电机， 操作运行绞 车离合器和闸， 且当完成启动顺序后， 可将绞车张力 下降到一个合适的张力处， 然后该控制器保持设置 的张力， 而不管输送机如何影响或进料发生如何变 化。 顺槽带式输送机 CST 控制系统分析 主要包括 3 个部分 冷却系统控制、 离合压力控 制和输送带运动控制。下面分别对这 3 个部分的控 制逻辑关系进行分析 （1） 冷却系统的控制每 1 台 CST 冷却系统都 包括冷却油泵、 冷却压力开关、 润滑压力开关、 冷却 风扇、 油温传感器和油位开关等设备和元件。 只要 CST 运行， 冷却泵必须运行。在 PLC 发出 冷却运行的指令 1 000 ms 之内， 泵电机的接触器必 须返回， 否则 PLC 会发出冷却泵接触器故障的报 警。冷却系统主要由冷却压力开关、 润滑压力开关、 油位开关和温度传感器来监视系统运行情况。在泵 启动过程中， 10 s 之内冷却压力和润滑压力开关必 须闭合， 否则 PLC 会发出冷却压力故障和润滑压力 故障的报警。在正常运行过程中， PLC 会把报警触 发延时减小到 1 s。 如果油位开关打开 1 s 后， PLC 会发出油位过低 的报警。 冷却风扇会在输送带起车或油温超过 45 ℃时 开始转动， 等到温度降到低于 40 ℃时， 冷却风扇自 动停止工作。在 PLC 发出冷却运行的指令 1 000 ms 641井下 CST 顺槽带式输送机的应用 阴联民2005 年第 10 期 之内冷却风扇电机的接触器必须返回， 否则 PLC 会 发出冷却风扇接触器故障的报警。 （2） 离合压力控制CST 的液压离合系统包括 离合压力传感器和离合压力比例控制阀。离合压力 的改变可以改变 CST 的输出扭矩， 而离合压力的改 变是通过改变比例阀的输出。如果离合压力在 2 ～ 20 mA （即高低限） 的范围之外 1 s， PLC 会发出压力 传感器故障的报警。 离合压力在带式输送机起车时必须低于 100 kPa， 否则不允许起车。如果离合压力在带式输送机 停车后 5 s 内未能降低到 100 kPa 以下的压力值， PLC 会发出离合压力过高指令， 无法再次起车。 在带式输送机开始启动时， 控制离合器压力的 比例阀的初始输出为 0。当电机启动后的 2 s 内， 离 合压力稍微增加， 使离合压力达到 200 kPa，“预压” 压力使离合在扭矩传递之前压紧。在 “预压” 的过程 中， PLC 检测系统压力， 15 s 后系统压力低于 150 kPa， PLC 发出离合压力过低的报警。 当所有的 CST 都达到 “预压” 状态后， 比例阀输 出开始增加， 直到输送带开始移动。输送带啮合是 指输送带速度大于设定值 32 s 后， 如果 15 s 后， 没有检测到输送带移动， PLC 会发出输送带速度传 感器故障。 在输送机运行状态达到啮合后， 比例阀的控制 开始由 PID 控制。如果比例阀的输出和设定值之间 的差值超过 10， PLC 会发出 PID 偏差过大的报警。 改报警不停车， 在差值小于 10后， 报警自动复位。 离合压力由 PLC 程序中的 PID 指令控制， 范围在 200 ～ 1 400 kPa 之间。如果离合压力超过 1 900 kPa， 2 s 后， PLC 会发出离合压力过高的故障。在输送带 停车过程中， 比例阀的输出设定为 0。 （3） 输送带运行控制和输送带运行控制有关 的元件有 输送带速度传感器、 输送带张力传感器、 功率变送器、 离合压力传感器和离合压力比例阀。 输送带运行的控制是参照机头速度和张力的变化。 输送带的运行控制涉及几个 PID 算法， 主要有输送 带速度 PID （加、 减速） 、 离合压力 PID 和功率 （电流） PID。PID 在 程 序 中 实 行 闭 环 控 制， 控 制 精 度 达 2。每个 PID 可以运行在自动方式或手动方式 下。当运行在手动方式时， PID 运行在开环状态下； 当运行在自动方式时， PID 运行在闭环状态下。速 度 PID 的输出是主驱 CST 离合压力 PID 的设定值， 主驱电机功率 （电流） 值是从驱功率 PID 的设定值， 从驱自动调整功率到与主驱功率相近， 实现功率平 衡。 输送带速度传感器检测到的速度信号为速度 PID 提供了返回量。同时功率变送器和输送带张力 变送器的信号必须在 4 ～ 20 mA 之间， 否则 PLC 会发 出功率变送器故障和张力变送器故障的报警。 顺槽输送机在神东公司的广泛采用， 说明了它 在实践中已经获得认可， 无论从控制的可靠性， 还是 启停车的灵活性， 以及日常运行的可靠性和故障自 诊断的准确性， 使顺槽输送机在整个矿井的生产环 节中最可靠， 为煤矿 “高产高效” 的实现奠定了坚实 的基础。 作者简介阴联民 （1971 - ） ，陕西宝鸡人， 电气工程师， 1994 年 毕业于西安矿业学院本科电气专业， 现在神东煤炭公司设备管理中 心从事设备管理工作 .E - mailmitchellyin. 收稿日期 2005-06-29 The Application of CST Drive Underground Maingate Conveyor YIN Lian - min （Equipment Management Center，Shendong Coal Corp.，Shenhua Group，Daliuta 719315， China） Abstract Shendong Coal Corp. has positive attitude to import advanced technical and equipment from abroad under the mode of high productive and high efficient. Maingate conveyor with CST drive is the one to guarantee the coal conveying without interruption. The SLC has provided the plat to integrate the start and stop control， conveyor protection con- trol， the adjustment of the belt tension control and power share of multi - motor control into one control system，so the re- liability of the conveying system is assured. Key wordsCST；SLC； reliability 洗煤机控制系统改造 兖州矿业 （集团） 公司杨村煤矿为了提高脏杂煤选煤厂的自动化程度， 成功地应用 PC 技术对原控制系统进行了技术改 造。 该厂的洗选设备采用 LX - 18 型螺旋圆筒洗煤机， 初期控制方式为手动， 设备运行状态及洗选工艺技术参数既无监测又 无显示。新研制的控制系统有程序、 集中、 就地 3 种工作方式。在程序状态下， 由可编程序控制器预先设定的程序， 自动完成 设备的启动与停止； 在集中状态下， 通过控制柜面板上的手动按钮， 可按规定的顺序逐台开、 停被控设备； 在就地状态下， 可实 现单台设备 “一对一” 的开停， 以实现单台设备的调试及检修。通过装在洗煤介质管路上的密度计探头， 利用管内物质对γ射 线的吸收， 由二次仪表运算处理后， 实时监测系统中的介质密度值， 并通过上、 下密度值的设定， 由可编程序控制器控制电磁 阀的启、 闭， 实现洗煤过程中水量的调节， 以达到较为理想的分选效果和产品质量。李剑锋供稿 7412005 年第 10 期井下 CST 顺槽带式输送机的应用 阴联民