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摘 要 随着经济的发展，我国对能源的需求在不断增加，煤炭行业作为一个高能耗行业，对其生产设备的加强改善势在必行。本文首先介绍了带式输送机的运输原理，随后介绍了煤矿带式输送机的几种节能方法，最后应用模糊控制法对带式输送机的调速节能进行了探讨。
关键词 带式输送机 节能 控制
随着矿山生产规模的不断扩大，带式输送机已经成为矿山企业的主要运输工具。我国煤矿带式输送机向长运距、高带速、大运量、大功率方向的发展取得了长足的进步，带式输送机已成为主要的高效连续运输设备。
一、带式输送机的工作原理
带式输送机主要包括以下几部分：输送带、驱动电动机和驱动装置、驱动滚筒和减速机、托辊机架、张紧装置、制动装置、控制及保护装置等设备。对于一般的物料输送系统，如火力电厂带式输煤系统，还应包括给料机、收尘器、溜槽、料库等。其工作原理如下：输送带绕经驱动滚筒和机尾换向滚筒形成一个环形封闭带，输送带的上、下两部分都支承在托辊上，拉紧装置给输送带以正常运转所需要的拉紧力。工作时电动机将转矩通过滚筒传给输送带，使输送带连续运动，输送带在带式输送机中，既是承载构件又是牵引构件，它不仅要有承载能力，还要有足够的强度。一般物料是装载到上带（承载段）的上面，在机头滚筒（即是传动滚筒）卸载，利用专门的卸载装置也可在中间卸载。
二、煤矿带式输送带节能方式
（1）电机功率控制节能。电机功率控制技术节能是指通过减少电机的输出功率来使负载大小与驱动功率相匹配，其关键是准确判断增减电机的时机，目前主要有堆、取料机位置检测法和电机电流检测法两种。堆、取料机位置检测法就是在重新选择所需电机额定功率的前提下，在堆、取料机行走轨道的合适位置加装具有状态锁定功能的行程开关或编码器。此方法操作简单，但因未考虑到轻载工况，不能根据煤流量来判断是否应进行减电机操作，因而仍然会存在电动机利用效率不高的问题。机电流检测法是指当带式输送机负荷较大时，电机电流也较大，当带式输送机负荷较小时,电机电流也较小，无论是带式输送机承载物料长度的改变，还是承载物料流量的改变都会引起电机工作电流的变化。此法可以实时动态监控带式输送机上负荷的大小，但是由于受到外界干扰时会造成负荷波动，检测到的电流值有时不能真实反应带式输送机的稳定负荷，会出现明显的偏差。
（2）采用调速节能改造。调速是电动机节能的主要方法之一，调速方式有转子串电阻、电磁调速、液力耦合器、变极调速、串级调速、变频调速等。在调速节能中，变频调速是近年来应用最广泛的，把变频调速技术应用在煤矿企业中,采用变频器来驱动电动机,则具有起动转矩大、起动平稳、运行时机械特性硬度高、起动和运行功率因数高等优点。采用变频器的另一个优点就是节能，其能耗节省在30%以上，虽然其改造成本较高，但完全可以从节省的电费上收回，而且成本收回周期短。
三、带式输送机的节能调速控制
矿企业生产过程中，由于客观的生产实际现状，生产不平衡现象比较突出，主要表现在煤炭的产量上。为了提高带式输送机的做功效率，减少电耗，就必须对带式输送机的运行过程进行分析，即调节带式输送机的带速。原理上讲：当带式输送机运量变化时，只要根据运量调整相应带速，可以达到节能运行、延长设备寿命的目的。
（1）带式调速控制。带式输送机是由电动机驱动运转的，带式输送机在运转过程中凡是运动部件如滚筒、托辊、轴承等，它们在运转过程中都会产生阻力。带式输送机运行阻力可分为四大类：基本阻力(中间段阻力)，倾斜阻力，附加阻力和特殊阻力。
若输送机带速提高，则克服阻力所消耗的功率也相应增加，降低带速，就能减少带式输送机的功率消耗以达到明显节能的目的。但是，输送机带速的降低是有条件的，要受输送量、带宽和带强的相互制约。因为带速降低，物料线密度将增大，所需要的输送带张力也要加大。而为了保证带式输送机的正常运行，输送带的张力应限制在安全系数所允许的范围内。所以，为了降低能耗，我们应充分挖掘带强和带宽的潜力，在满足带强和带宽的情况下，取较低的带速以达到节能的目的。
（2）应用模糊控制器节能。为了维护带式传送机的稳定、快速、节能等要求，选择合适的控制器就是关键。带式输送机的节能问题实际上就是输送机带速与运量合理匹配的问题，也就是带式输送机的速度控制问题。用变频调速装置配合鼠笼电机驱动粘弹性体的带式输送机，延迟特性严重，并且随输送距离、输送量的增大变得更为明显，而带式输送机的旋转部件(托辊、滚筒)较多，由于加工、安装、维修等的差别，以及输送量的随机变化，都会产生大量的随机干扰。因此对于带式输送机的带速等参数与变频器的输入频率之间的关系就具有很大的不确定性，即模糊性。而模糊控制系统它不依赖于系统精确的数学模型，特别适合复杂系统；适合于非线性、时变、滞后系统的控制，总之，它是集智能性和自学习性于一体智能控制系统。模糊控制的实质是将专家知识的控制策略转换为自动控制的策略，它所依据的原理是模糊蕴涵概念和复合推理规则。通常它以被控对象输出变量的偏差和偏差的变化率作为它的输入变量，而把被控量定为模糊控制器的输出变量，反映输入输出语言变量与语言控制规则的模糊定量关系及其算法结构。实际应用中把采集到的控制信息经语言控制规则进行模糊推理和模糊决策，求得控制量的模糊集，再经模糊判决得出输出控制的精确量，作用于被控对象，使被控过程达到预期的控制效果。经验证明，对于一些复杂系统，特别是系统存在不确定性的、不精确的和不确定信息的情况下，模糊控制的效果常优于常规控制。
参考文献：
[1]蒋卫良,韩东劲.我国煤矿带式输送机现状与发展趋势.煤矿机电,2008(10)
[2]赵玉文,李云海.带式输送机的现状与发展趋势.煤矿机械,2004,4
[3]何军红.长距离胶带输送机变频调速控制系统设计及应用.电子测量技术,2008(3)
关键词 带式输送机 节能 控制
随着矿山生产规模的不断扩大，带式输送机已经成为矿山企业的主要运输工具。我国煤矿带式输送机向长运距、高带速、大运量、大功率方向的发展取得了长足的进步，带式输送机已成为主要的高效连续运输设备。
一、带式输送机的工作原理
带式输送机主要包括以下几部分：输送带、驱动电动机和驱动装置、驱动滚筒和减速机、托辊机架、张紧装置、制动装置、控制及保护装置等设备。对于一般的物料输送系统，如火力电厂带式输煤系统，还应包括给料机、收尘器、溜槽、料库等。其工作原理如下：输送带绕经驱动滚筒和机尾换向滚筒形成一个环形封闭带，输送带的上、下两部分都支承在托辊上，拉紧装置给输送带以正常运转所需要的拉紧力。工作时电动机将转矩通过滚筒传给输送带，使输送带连续运动，输送带在带式输送机中，既是承载构件又是牵引构件，它不仅要有承载能力，还要有足够的强度。一般物料是装载到上带（承载段）的上面，在机头滚筒（即是传动滚筒）卸载，利用专门的卸载装置也可在中间卸载。
二、煤矿带式输送带节能方式
（1）电机功率控制节能。电机功率控制技术节能是指通过减少电机的输出功率来使负载大小与驱动功率相匹配，其关键是准确判断增减电机的时机，目前主要有堆、取料机位置检测法和电机电流检测法两种。堆、取料机位置检测法就是在重新选择所需电机额定功率的前提下，在堆、取料机行走轨道的合适位置加装具有状态锁定功能的行程开关或编码器。此方法操作简单，但因未考虑到轻载工况，不能根据煤流量来判断是否应进行减电机操作，因而仍然会存在电动机利用效率不高的问题。机电流检测法是指当带式输送机负荷较大时，电机电流也较大，当带式输送机负荷较小时,电机电流也较小，无论是带式输送机承载物料长度的改变，还是承载物料流量的改变都会引起电机工作电流的变化。此法可以实时动态监控带式输送机上负荷的大小，但是由于受到外界干扰时会造成负荷波动，检测到的电流值有时不能真实反应带式输送机的稳定负荷，会出现明显的偏差。
（2）采用调速节能改造。调速是电动机节能的主要方法之一，调速方式有转子串电阻、电磁调速、液力耦合器、变极调速、串级调速、变频调速等。在调速节能中，变频调速是近年来应用最广泛的，把变频调速技术应用在煤矿企业中,采用变频器来驱动电动机,则具有起动转矩大、起动平稳、运行时机械特性硬度高、起动和运行功率因数高等优点。采用变频器的另一个优点就是节能，其能耗节省在30%以上，虽然其改造成本较高，但完全可以从节省的电费上收回，而且成本收回周期短。
三、带式输送机的节能调速控制
矿企业生产过程中，由于客观的生产实际现状，生产不平衡现象比较突出，主要表现在煤炭的产量上。为了提高带式输送机的做功效率，减少电耗，就必须对带式输送机的运行过程进行分析，即调节带式输送机的带速。原理上讲：当带式输送机运量变化时，只要根据运量调整相应带速，可以达到节能运行、延长设备寿命的目的。
（1）带式调速控制。带式输送机是由电动机驱动运转的，带式输送机在运转过程中凡是运动部件如滚筒、托辊、轴承等，它们在运转过程中都会产生阻力。带式输送机运行阻力可分为四大类：基本阻力(中间段阻力)，倾斜阻力，附加阻力和特殊阻力。
若输送机带速提高，则克服阻力所消耗的功率也相应增加，降低带速，就能减少带式输送机的功率消耗以达到明显节能的目的。但是，输送机带速的降低是有条件的，要受输送量、带宽和带强的相互制约。因为带速降低，物料线密度将增大，所需要的输送带张力也要加大。而为了保证带式输送机的正常运行，输送带的张力应限制在安全系数所允许的范围内。所以，为了降低能耗，我们应充分挖掘带强和带宽的潜力，在满足带强和带宽的情况下，取较低的带速以达到节能的目的。
（2）应用模糊控制器节能。为了维护带式传送机的稳定、快速、节能等要求，选择合适的控制器就是关键。带式输送机的节能问题实际上就是输送机带速与运量合理匹配的问题，也就是带式输送机的速度控制问题。用变频调速装置配合鼠笼电机驱动粘弹性体的带式输送机，延迟特性严重，并且随输送距离、输送量的增大变得更为明显，而带式输送机的旋转部件(托辊、滚筒)较多，由于加工、安装、维修等的差别，以及输送量的随机变化，都会产生大量的随机干扰。因此对于带式输送机的带速等参数与变频器的输入频率之间的关系就具有很大的不确定性，即模糊性。而模糊控制系统它不依赖于系统精确的数学模型，特别适合复杂系统；适合于非线性、时变、滞后系统的控制，总之，它是集智能性和自学习性于一体智能控制系统。模糊控制的实质是将专家知识的控制策略转换为自动控制的策略，它所依据的原理是模糊蕴涵概念和复合推理规则。通常它以被控对象输出变量的偏差和偏差的变化率作为它的输入变量，而把被控量定为模糊控制器的输出变量，反映输入输出语言变量与语言控制规则的模糊定量关系及其算法结构。实际应用中把采集到的控制信息经语言控制规则进行模糊推理和模糊决策，求得控制量的模糊集，再经模糊判决得出输出控制的精确量，作用于被控对象，使被控过程达到预期的控制效果。经验证明，对于一些复杂系统，特别是系统存在不确定性的、不精确的和不确定信息的情况下，模糊控制的效果常优于常规控制。
参考文献：
[1]蒋卫良,韩东劲.我国煤矿带式输送机现状与发展趋势.煤矿机电,2008(10)
[2]赵玉文,李云海.带式输送机的现状与发展趋势.煤矿机械,2004,4
[3]何军红.长距离胶带输送机变频调速控制系统设计及应用.电子测量技术,2008(3)