綜述
    帶式輸送機是礦山、化工、電力等部門廣泛使用的運輸設(shè)備，、該類設(shè)備要求有較小的啟動和停車加速度，正常運行時要求有較均衡的張力和穩(wěn)定的傳動力矩；同時還需要對輸送帶的跑偏、斷帶、縱撕、煙霧、打滑、維料、事故急停、溫度等參數(shù)進行監(jiān)控和保護；對多條帶式輸送機連續(xù)輸送的系統(tǒng)，還要對各條輸送機的起停順序進行聯(lián)鎖控制，以防堆料；對多電機驅(qū)動的輸送機，還需控制各電機的起停次序，以防電網(wǎng)波動引起共振，導(dǎo)致電網(wǎng)癱瘓；帶式輸送機的張力在不同的運行階段其控制值也不相同；同時，在輸送帶運行的過程中，許多保護功能要控制電源開關(guān)的動作，并根據(jù)電機功率情況來判斷和控制各傳動設(shè)備的輸出功率，以保證各設(shè)備出力均衡，確保整個輸送機良性運行。
    在過去，帶式輸送機系統(tǒng)通常的啟動和減速曲線控制使用的都是—個基于速度和時間的“線性”加速度和減速度曲線，但是這種“硬”啟動會對帶式輸送機系統(tǒng)產(chǎn)生很多問題。“硬”啟動除了會損壞輸送帶和接頭外，對于長距離輸送機還可能產(chǎn)生其它不尋常的問題，例如加速過猛以及產(chǎn)生諧振對輸送的破壞等。輸送機有兩個極端的載荷狀況：空載輸送機只需要最小的扭矩達到脫離和加速狀態(tài)，而滿載則需要最大的扭矩。驅(qū)動系統(tǒng)必須能夠調(diào)節(jié)輸出扭矩。
    CST(可控啟動傳輸裝置)是一種可變扭矩輸出的機械傳輸驅(qū)動器，一種可在運行時連續(xù)地調(diào)節(jié)有效速度減速比的設(shè)備。它可以輸出一個預(yù)張緊扭矩使帶式輸送機由靜止達到啟動點，進而使整個輸送帶動起來，最后以一個能帶動不同負載輸送機運行的扭矩加上一個恒定的加速扭矩使整個系統(tǒng)的部件逐漸由靜止狀態(tài)加速至最后的設(shè)計速度。這一過程輸送機系統(tǒng)所受到的沖力以及拉伸力最小，CST是一理想的啟動控制系統(tǒng)。
一、CST工作原理
    CST是用于大慣性負載平滑起動的多級減速齒輪裝置。CST的主要結(jié)構(gòu)包括減速齒輪箱、滑油冷卻系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和基于可編程控制器(PLC)的控制裝置。
    CST減速齒輪箱由三部分組成：輸入軸齒輪組、輸出軸行星齒輪組和離合器部分。輸入軸的斜齒輪將電機的旋轉(zhuǎn)運動傳遞到太陽輪上，并通過太陽行星輪之間的嚙合將運動傳遞到與行星輪一體的輸出軸上，驅(qū)動輸出軸運動。動摩擦片在外圈方向上通過鍵槽固定在齒圈／制動盤上，并隨齒圈／制動盤同步旋轉(zhuǎn)。靜摩擦片在內(nèi)圈方向通過鍵槽固定在輸出軸體上。內(nèi)外兩層摩擦片交叉布置，相互隔離。調(diào)整環(huán)形活塞上的液壓，可控制摩擦片之間的壓力，并導(dǎo)致摩擦片之間的間隙產(chǎn)生變化。環(huán)形活塞上未施加控制壓力時，齒圈／制動盤處于自由運動狀態(tài)，CST不傳遞運動。實際應(yīng)用中，在帶式輸送機起動初期輸出軸由于負載力矩作用而處于靜止狀態(tài)。當(dāng)逐漸增大外部液壓控制作用時，環(huán)形活塞將逐漸壓緊離合器，由于摩擦作用齒圈，制動盤旋轉(zhuǎn)速度將減慢；根據(jù)作用與反作用原理，與輸出軸固定的摩擦片將受到反向作用力，當(dāng)施加的控制壓力能提供足夠的起動力矩時，輸送機就起動了。調(diào)節(jié)活塞上的液壓壓力，可精確控制輸入軸電機傳送到CST輸}B軸的力矩。
    冷卻系統(tǒng)用于帶走由于動摩擦片和靜摩擦片相對運動所帶來的損耗熱量。冷卻系統(tǒng)可以采用油，空氣或油／水熱交換器方式，通過相等容量冷卻泵的運行，促使冷卻油在CST油箱、熱交換器和離合器之間循環(huán)流動以保證CST的安全運行。
    CST控制系統(tǒng)為“閉環(huán)”和“反饋”控制。在起動階段，控制系統(tǒng)通過傳感器監(jiān)測驅(qū)動系統(tǒng)的各種參數(shù)比如：電機功率、輸送機速度、張力等，對起動過程進行調(diào)節(jié)，從而控制、限制或優(yōu)化一個或多個參數(shù)。閉環(huán)控制系統(tǒng)負責(zé)調(diào)整對于一空載輸送機到滿載啟動時所應(yīng)施加的力，對每一條輸送機，PLC程序中的控制算法和調(diào)節(jié)參數(shù)都為成功的起動作了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。最通常的輸送機起動閉環(huán)控制為速度信號作反饋的速度控制以及張力或功率作反饋的力矩控制。
二、CST運行狀態(tài)
    以下闡述_『運行帶式輸送機CST的幾個狀態(tài)：
    狀態(tài)-0:待機狀態(tài)
    CST控制系統(tǒng)在檢測到以下狀態(tài)完備后發(fā)出“備車”信號，操作員可起動帶式輸送機。
   狀態(tài)一1：起動狀態(tài)
   在操作員發(fā)出帶式輸送機“起動”信號后，PLC中的控制程序?qū)⑵饎永鋮s泵和主電機。多機系統(tǒng)中，主電機起動間隔為5s以避IH=起動電流沖擊。離合器壓力將預(yù)壓至10%，保證冷卻油預(yù)先充滿離合器摩擦片間隙。
   狀態(tài)-2:預(yù)壓狀態(tài)
   各驅(qū)動器的壓力模塊保持在自動壓力反饋的閉環(huán)回路方式。，前置
控制被應(yīng)用于每個壓力模塊來逐漸增加離合器上的壓力，最終達到
10%的控制壓力范圍、
  狀態(tài)-3：嚙合狀態(tài)
  在檢測到輸送機速度>3%時，輸送機就進入了嚙合狀態(tài)。在此狀態(tài)下，速度逐漸上升，而功率模塊處于功率平衡控制模式下。在檢測到速度后，需利用一段緩沖特性來提升起動性能，緩沖期間速度將保持在5%左右。緩沖時間可在5~20s之間調(diào)整。
   狀態(tài)-4:加速狀態(tài)
   緩沖結(jié)束后，速度模塊設(shè)定將按預(yù)設(shè)的“S”加速度曲線上升至滿速。加速時間可在30~300s之間進行調(diào)整，加速狀態(tài)期間熱交換器風(fēng)機將起動運行。
   狀態(tài)-5:滿速狀態(tài)
   在檢測到輸送機速度>95%時，系統(tǒng)進入滿速運行狀態(tài)，用戶可起動加料設(shè)備。速度設(shè)定一般保持在98%或100%。主驅(qū)運行在恒速閉環(huán)控制模式上，而從驅(qū)處于功率平衡控制狀態(tài)。運行期間，功率控制都應(yīng)控制在±2%的誤差范圍內(nèi)。
狀態(tài)-6:減速狀態(tài)
   正常運行期間，發(fā)生任何CST故障或用戶停機指令都將導(dǎo)致系統(tǒng)進入減速運行狀態(tài)。輸送機按沒定曲線停機，停機時間不小于自然停車時間，可按需要調(diào)整。當(dāng)速度<5%時，減速狀態(tài)結(jié)束，制動閘制動。
三、CST的優(yōu)點
    1、CST可以使輸送帶以良好的方式平滑起動
    基于輸送機動態(tài)控制原理，CST程序中的控制算法和參數(shù)調(diào)整可以使輸送機以良好的方式起動——按照“S”形加速度曲線啟動。
    CST的控制算法基于以下加速度曲線公式：
    如圖所示，加速度曲線從0開始，平滑地在T/2時間內(nèi)上升至最大值，然后對稱地下降，當(dāng)輸送機達到設(shè)計速度時變?yōu)閛。加速度曲線是一“S”形曲線。
    這樣的加速度曲線可以減小輸送機空載或滿載起動時帶來的瞬時尖峰張力，從而得到一個滿意的動態(tài)結(jié)果。對于長輸送機，在“S”形曲線內(nèi)加上一段緩沖時間會使起動效果更加完美緩沖時間使得輸送由剛開始的松弛狀態(tài)變得拉緊，并使所有的輸送機部件在進行大扭矩加速之前在非常低的扭矩和速度下都進入運行狀態(tài)，這可以消除輸送機啟動過程中產(chǎn)生的過大應(yīng)力。
2、CST可實現(xiàn)電機負載平衡分配
    輸送機大多是由多個不同的滾筒驅(qū)動，多滾筒驅(qū)動目的在于保持或降低輸送帶強度的同時，增加驅(qū)動功率。多級驅(qū)動系統(tǒng)方式要求驅(qū)動裝置之間的負載平衡分配以減小輸送機各個部分的負載和直力影響。對于多于一個CST驅(qū)動裝置的輸送機系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)必須保證電機負載平衡分配。CST系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)這種功能，通過配置主驅(qū)和從驅(qū)的方式可實現(xiàn)負載的平衡分配。
3、CST離合器吸收負載的波動和沖擊
   控制扭矩的粘滯性離合器位于驅(qū)動系統(tǒng)的輸出端，使CST具有扭矩限制保護功能，這消除了大負荷對輸送機的沖擊通過扭矩限制保護部分進入減速器和電機的可能性。大多數(shù)輸送機都是多滾筒驅(qū)動系統(tǒng)，輸送機運行過程中驅(qū)動器之間恰當(dāng)?shù)呢撦d平衡可以使輸送機所有部件上所受到的負載應(yīng)力減到最小。從而防止輸送帶接頭、驅(qū)動系統(tǒng)減速器以及其它機械部件的損壞。
    通過對使用和不使用CST的兩條輸送機現(xiàn)場觀察，當(dāng)有大煤塊落到兩條輸送帶上時，不使用CST的輸送機引起電機功率讀數(shù)出現(xiàn)非常大的波動，這說明電機／齒輪以及結(jié)構(gòu)件滾筒、托輥等正受到強烈的負載沖擊。而另一條功率波動很小，這說明CST驅(qū)動器的輸出端的濕式離合器吸收了沖擊，因此較好地保護了電機、齒輪箱、滾筒及托輥。
4、CST設(shè)有警告＆安全閉鎖
    CST的PLC控制系統(tǒng)將顯示以下警告信息，但這不會停輸送機，也不會跳電機，
    ●測量傳感器讀數(shù)超出范圍（壓力、溫度、速度、功率）
    ●輸送帶高／低打滑(±lO%)
    ●電機輕過載（≥100%額定功率）
    ●PID誤差過高，低
    ●功率平衡超限(>±20%)
    以下故障將引起輸送機停車（CST離合器脫7F），但主電機不需要停。
    ●主電機、冷卻泵或風(fēng)扇啟動器故障
    ●主電機過載（>llO%額定功率）和／或功率信號故障
    ●cST油溫過低(<0℃)或過高(> 65qC)
    ●離合器壓力啟動時過低(<5%)
    ●離合器壓力過高（>98%）
    ●功率平衡超限(>±30%)
    出現(xiàn)以下跳閘故障，PLC控制系統(tǒng)將立即停車并跳電機。
    ●冷卻和，或軸承潤滑失敗(<10%)
    ●油溫過高(> 82℃)
    ●電機嚴重過載（運行時連續(xù)3次超過110%額定功率）
    ●外部急停輸入
5、其它方面
    可以使主電機在空載狀態(tài)下起動，從而減小了起動沖擊電流并縮短了起動時間。同時允許操作員更靈活的帶式輸送機起停操作，而無需反復(fù)起停主電機。在多驅(qū)動輸送機系統(tǒng)中，可以離線處理（停止）某臺CST的運行而不影響其它CST正常運行。也可以控制各電機的起停次序，以防電網(wǎng)波動引起共振，導(dǎo)致電網(wǎng)癱瘓等滿足帶式輸送機很多需求。
結(jié)束語
    通過事實證明，顧橋礦井下帶式輸送機使用CST作驅(qū)動降低了電耗，還較好地保護了電機、齒輪箱、滾筒以及托輥等部件并延長了它們的使用壽命，為新型礦井節(jié)支降耗。
   三門峽富通新能源可以根據(jù)的用戶的需求訂做各種類型的皮帶輸送機。