1.1控制功能
系統(tǒng)設(shè)有調(diào)試／手動／自動／集控4種控制方式；與給煤機、上倉帶式輸送機具有聯(lián)鎖控制；各主電機之間的功率平衡調(diào)節(jié)；根據(jù)停車性質(zhì)也可實現(xiàn)軟停車控制；主要運行參數(shù)與故障類別指示。
1.2機電液一體化
與機械系統(tǒng)、啟動裝置以及液壓控制系統(tǒng)構(gòu)成機電液一體化；帶式輸送機可控起動系統(tǒng)使帶式輸送機在任何工況下均能平穩(wěn)的起動開車。
1.3保護功能
與帶式輸送機綜合保護裝置相配合、完成常規(guī)保護（如跑偏、溫度、煙霧、速度、煤位、堆煤、斷帶保護等）；液壓裝置和拉緊裝置油壓欠壓保護。
2、帶式輸送機電控系統(tǒng)組成及其原理
帶式輸送機電控系統(tǒng)組成如圖1所示。
元器件構(gòu)成的電控系統(tǒng)，包括PLC，各種開關(guān)、按鈕數(shù)字量控制元器件，兩個主電機，可控盤式制動器，液粘軟啟動裝置，電磁比例閥，液壓自動拉緊裝置等。PLC采用西門子的S7 -200系列的CPU226，其具備內(nèi)置高速計數(shù)器和PID調(diào)節(jié)運算指令，同時采用EM231模擬量輸入擴展模塊和EM232模擬量輸出擴展模塊，能夠適合帶式輸送機按照閉環(huán)控制實現(xiàn)軟啟動要求。
為了方便地將油壓信號傳輸給PLC以及通過PLC控制油壓進而調(diào)節(jié)速度，選擇了EM231模擬量輸入模塊，用到其中的兩路模擬量輸入通道，EM232模擬量輸出擴展模塊，用到其兩路模擬量輸出通道。輸入信號接人端口能夠自動完成A/D的轉(zhuǎn)換，標準輸入信號能夠轉(zhuǎn)換成一個字長( 16 bit)的數(shù)字信號；輸出信號接出端口時能夠自動完成D/A的準換，一個字長(16 bit)的數(shù)字信號能夠轉(zhuǎn)換成標準輸出信號。帶速信號通過SX-2型帶速傳感器將帶速信號轉(zhuǎn)換成脈沖信號，接到PLC的端子上的1 0.0，用高速計數(shù)器進行計數(shù)從而計算帶速。本系統(tǒng)中，油壓模擬量輸入信號是0～2 MPa，對應(yīng)的標準電壓信號0~5 V，模擬量輸出信號是0—10 V的電壓信號。
對于系統(tǒng)的啟停信號，以及各種保護和返回信號等開關(guān)量信號的邏輯控制，按照系統(tǒng)的流程圖．利用順序控制設(shè)計法，用順序控制梯形圖在PLC中就很容易的實現(xiàn)。對于油壓模擬量的采集，采用定時中斷來不斷地讀取模擬量，并進行數(shù)字處理。例如采用每隔2s進行模擬量的采集和運算，而PLC的定時中斷間隔只能在在0~255 ms變化，可令SMB34定時中斷為200 ms，然后在中斷程序中設(shè)立一個標志，每到200 ms時，標志位加1，使之等于10的時候才進行模擬量的讀取和處理，并把標志位清零，進行下一個循環(huán)。
3、軟啟動過程在閉環(huán)控制上的實現(xiàn)
3.1啟動要求
對于長距離、大功率帶式輸送機，動態(tài)設(shè)計的關(guān)鍵是建立輸送帶在非穩(wěn)定工況下的動應(yīng)力變化規(guī)律，人為地控制輸送機的速度或加（減）速度來達到減小動應(yīng)力的目的。為了降低輸送帶在起動過程中的動應(yīng)力，驅(qū)動滾筒起動過程中的速度變化應(yīng)滿足
在起動過程中以帶速為控制目標，通過采集速度信號反饋到PLC，輸出信號控制電液比例閥，進而調(diào)節(jié)液粘軟啟動裝置中摩擦片之間油膜的厚度來實現(xiàn)帶速的變化規(guī)律。
3.2啟動流程和原理
系統(tǒng)在自動方式下的啟動流程圖如圖2所示。在啟動之前，要有啟車預告，然后各種常規(guī)保護信號正常情況下，開動潤滑泵，當過一段時間，松開機械閘，啟動主電機，各個主電機要分時啟動，避免造成對電網(wǎng)的沖擊；然后開啟控制泵，在按照PLC的PID程序閉環(huán)控制，輸出值控制電液比例閥，控制液粘軟啟動裝置中摩擦片之間的油膜厚度，進而調(diào)節(jié)輸送帶速度，按照啟動速度公式啟動，直到啟動完成，運行中系統(tǒng)正常監(jiān)視各個參量以及各個保護信號。速度的測定對于閉環(huán)控制系統(tǒng)來說，其控制精度與實際反饋值的精度是密切相關(guān)的，因此，實際速度反饋值的精確獲得就顯得極為重要。本文的實際速度檢測由SX-2型速度傳感器轉(zhuǎn)換的電脈沖經(jīng)PLC的高速計數(shù)器計數(shù)，并利用定時中斷來實現(xiàn)。當定時中斷到時，進行速度的計算，并把它送到內(nèi)存，進行PID的運算。
3.3PID控制原理
3. 3.1 PID控制器的算法
3.3.2控制過程
PID控制器對速度閉環(huán)控制的原理圖如圖3所示。設(shè)定式(1)的起車時間To =50 s，把它進行離散化，分成50段，使之在啟動時間的每一個時間段，給定速度都是固定的，通過PLC的PID控制器進行運算，為了PID指令以穩(wěn)定的采樣周期工作，在定時中斷程序中使用PID，輸出值調(diào)節(jié)電液比例溢流閥，進而調(diào)節(jié)液粘軟啟動裝置中內(nèi)外摩擦片之間的間隙，經(jīng)過減速器減速，從而調(diào)節(jié)帶速，利用SX-2型帶速傳感器轉(zhuǎn)換成脈沖形式，通過高速計數(shù)器讀取脈沖數(shù)，利用內(nèi)部的定時中斷帶速計算程序反饋給PLC，進行PID運算器輸出值，再將回路輸出值（0. 00一1.00之間的標準化的實數(shù)）轉(zhuǎn)換為可以送給模擬量輸出模塊的整數(shù)，再一次調(diào)節(jié)比例溢流閥，一步一步的調(diào)節(jié)帶速，到達下一個時間段，把計算得到的理論速度再送到PID回路表中的給定值地址，定時中斷時間到時，在執(zhí)行PID程序，而每次的給定值的更新，都是通過定時間隔調(diào)用子程序來實現(xiàn)。
4、結(jié)語
采用西門子PLC S7-200實現(xiàn)了對帶式輸送機系統(tǒng)的各種數(shù)字量的邏輯控制，不僅定時采集模擬量輸入和帶速的精確測定，而且通過PID控制器實現(xiàn)了帶式輸送機的閉環(huán)控制，同時按啟動曲線實現(xiàn)軟啟動，使帶式輸送機實現(xiàn)電控要求，可靠工作。
相關(guān)輸送機產(chǎn)品：
1、刮板輸送機
2、螺旋輸送機
3、皮帶輸送機
