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摘要：文章主要针对长距离胶带输送机电气设计展开研究，分别从以下几个方面加以分析，并且详细分析了长距离胶带输送机的电气设计原理与特点，依次为基础并据此论证了电气设计作业的有效开展进一步提高长距离胶带输送机运行质量与运行可靠性的过程中所发挥的至关重要的作用与意义，主要目的是提高长距离交代输送机电气设计质量，确保长距离交代输送机设备正常运行。
关键词：长距离交代输送机；电气设计；配电系统；加速度限制
长距离、大运量的带式输送机通常情况下需要多电机驱动，而多电机驱动的带式输送机除了要考虑单电机驱动的带式输送机的要求，例如启停过程当中尽量减小输送带负荷变化，避免输送带所承受的张力突变等；还要解决各电动机启停和运行过程中的功率平衡。否则，会造成各电机的拖动电流不平衡，出现其中某台电机过载或过流故障，严重时甚至会发生电动机或滚筒断轴、输送带崩断、机身变形、张紧装置拉翻等事故，威胁到设备和现场工作人员的安全。因此，长距离、大运量带式输送机的电气及控制要解决2个关键问题，一是帶式输送机的启动问题，通过适当延长启动时间或降低启动加速度来降低输送带上张力；二是带式输送机的各驱动电机输出功率平衡问题。
1.长距离胶带输送机原理和特点
长距离胶带输送机是煤矿最理想的高效连续运输设备，具有输送距离长、运量大、连续输送等优点，尤其对高产高效矿井，带式输送机已成为煤炭开采机电一体化技术与装备的关键设备带式输送机机身可以很方便的伸缩，机尾可随采煤工作面的推进伸长或缩短，结构紧凑，可不设基础，直接在巷道底板上铺设，机架轻巧，拆装十分方便。当输送能力和运距较大时，可配中间驱动装置来满足要求。（1）胶带输送机主要类型。胶带输送机多用在斜并、井下主要巷道及选煤厂，胶带宽度有1200mm、lO00mm、800mm三种类型。在长距离胶带输送机运行前，首先要确认输送机设备、人员、被输送物品均处于安全完好的状态：其次检查各运动部位正常无异物，检查所有电气线路是否正常，正常时才能将皮带输送机投入运行。最后要检查供电电压与设备额定电压的差别不超过±5%【1】。（2）输送机传动原理及其特点。胶带输送机的牵引力是通过传动滚筒与胶带之间的摩擦力来传递的，因此必须将胶带用拉紧装置拉紧，使胶带在传筒滚筒分离处具有一定的初张力。要保证胶带输送机的胶带在传动滚筒上不打滑，正常运行，在生产实践中要根据不同情况采取相应的措施。
2.配电系统
管带机的10KV供电采用机头、机尾配电点分别供电的方式，由矿方将10KV电源分别引至机头、机尾的高压进线柜。机头、机尾高压配电系统除高压进线柜外，还分别配置PT柜1台、馈线柜3台。其中，2台馈线柜给高压变频器供电，1台馈线柜给10KV/0.4KV变压器供电。变压器出现引至低压配电装置，再由低压配电装置配电至所需用电设备。管带机系统用电为头、尾分别供电，由此带来一个问题就是，如果头尾两路供电中有一路电源失电而另一路电源正常，会造成机头或机尾电机单独驱动输送机【2】。若此情况持续较长时间则会引起正在运行驱动电动机的高压变频器报过流、过负荷故障；严重时会导致输送带断带、管带机机架拉翻等严重后果。必须在控制系统中加以监控，做到一路电源失电管带机系统整体停车，以提高系统可靠性。
3.变频器系统
如今的长距离、大运量带式输送机使用比较普遍的驱动方式有鼠笼电动机差动式轮系液粘调速装置（CST）、鼠笼电动机调速型液力耦合器、变频调速装置加变频电动机，本管带机选用高压变频器加高压变频电动机的方式，在轻载及重载工况时，均能实现带式输送机的软启动、软停车过程、实现各驱动电机之间的功率平衡，并且可调整输送带运行速度满足实际需要。由于管带机的驱动电机采用头2台、尾2台的方式布置，所以系统设计时，分别在机头、机尾各放置3台变频器，其中各有1台变频器为备用，且在3台变频器中要选择使用其中任意两台。为更好实现管带机头部和尾部变频器的调速、功率平衡以及各变频器的投入或切除选择状态，系统在头部和尾部分别设置一台控制箱，此控制箱以PLC为核心控制周围变频器，头部与尾部变频器控制箱之间通过光缆连接，让变频器成为灵活、有序的一个整体。变频器系统对于管带机是至关重要的组成部分，对管带机的启动和驱动电机的功率平衡两个关键问题均起决定性作用。首先，在管带机的启动阶段先启动头部两台变频器，待延时一定时间后启动尾部两台变频器，然后四台变频器在低速段运行一段时间后再加速至设定速度，这样可以有效降低管带机启动阶段输送机上的张力突变、延长管带机使用寿命。其次，在管带机启动到停机的全过程中，4台变频器均以其中设为主机的变频器为基准调整其运行频率，确保各电动机的输出功率平衡。
4.控制系统
除变频器系统的使用PLC以外，常顺矿至上社矿管带机的控制系统也是以PLC为核心的，在机头设置PLC控制柜一台、控制操作台一台；机尾设置PLC控制柜一台。机头位置的1#PLC控制柜采用西门子S7-300PLC的CPU作为控制器，配置以太网通讯模块与控制操作台工控机进行通讯；通过Profibus通讯与机头变频器系统柜连接，采集变频器状态信号、控制变频器的启停；与机头位置的综合保护主机通过Modbus通讯采集实时状态，实现对管带机的全面保护；与配电馈线柜通过硬线连接，控制对应配套设备的启停、采集相应运行信号；并且采集机尾附近的主电机温度信号、滚筒温度等等信号。控制操作台以工控机、液晶显示器为主，外加按钮、选择开关及指示灯，显示和控制带式输送机及内部各配套设备的运行状态、运行参数，并完成主要的操作任务【3】。机尾位置的2#PLC控制柜以西门子ET200远程I/O站为中心，通过Profibus通讯与机尾变频器柜连接，采集变频器状态信号；与380V低压馈线柜通过硬线连接，控制对应配套设备的启停、采集相应运行信号；并且采集机尾附近的主电机温度信号、滚筒温度等等信号。
每台PLC控制柜均设置一台UPS不间断电源，给网络设备、PLC控制设备等设备供电。UPS电源可向计算机系统提供30分钟以上电能，可在断电情况下完成对管带机其必要的操作。在机头的1#PLC控制柜和机尾的2#PLC控制柜中均配置光电交换机，交换机之间通过光缆连接，将机头和机尾部分的控制、监测统一。管带机控制系统控制各配套设备自动、顺序启停，预留与上、下游设备的联锁接口，可实现“逆煤流启动、顺煤流停止”；在管带机内部能做到各配套设备的必要逻辑联锁。同时，控制系统对管带机输送线整个运行过程中各配电设备的状态及参数进行实时自动检测，对检测到的异常或超限信号记录并报警。如果出现严重故障或某信号严重超限，管带机控制系统会自动报警、停机；还有，系统预留工业以太网接口，支持标准的TCP/IP协议，能够实现远程控制，可与全矿网络联网。
结束语：
综上所述，新时期的煤矿生产建设事业应当逐步向着机械化、规模化、集成化以及智能化方向发展。对电气设计环节工作予以关注与控制，在确保长距离胶带输送机稳定运行过程中所发挥的重要意义是极为关键的。
参考文献：
[1]朱圣锋.长距离胶带输送机电气设计几个问题探讨[J].企业导报，2016（16）：269-269.
[2]兰勇剑.长距离大运量带式输送机电气及控制研究[J].科技与企业，2014（22）：145-145.
[3]王永，杨清翔，赵东升.基于PLC的长距离带式输送机冗余控制系统的设计与应用[J].煤矿机械，2016（6）：173-176.
关键词：长距离交代输送机；电气设计；配电系统；加速度限制
长距离、大运量的带式输送机通常情况下需要多电机驱动，而多电机驱动的带式输送机除了要考虑单电机驱动的带式输送机的要求，例如启停过程当中尽量减小输送带负荷变化，避免输送带所承受的张力突变等；还要解决各电动机启停和运行过程中的功率平衡。否则，会造成各电机的拖动电流不平衡，出现其中某台电机过载或过流故障，严重时甚至会发生电动机或滚筒断轴、输送带崩断、机身变形、张紧装置拉翻等事故，威胁到设备和现场工作人员的安全。因此，长距离、大运量带式输送机的电气及控制要解决2个关键问题，一是帶式输送机的启动问题，通过适当延长启动时间或降低启动加速度来降低输送带上张力；二是带式输送机的各驱动电机输出功率平衡问题。
1.长距离胶带输送机原理和特点
长距离胶带输送机是煤矿最理想的高效连续运输设备，具有输送距离长、运量大、连续输送等优点，尤其对高产高效矿井，带式输送机已成为煤炭开采机电一体化技术与装备的关键设备带式输送机机身可以很方便的伸缩，机尾可随采煤工作面的推进伸长或缩短，结构紧凑，可不设基础，直接在巷道底板上铺设，机架轻巧，拆装十分方便。当输送能力和运距较大时，可配中间驱动装置来满足要求。（1）胶带输送机主要类型。胶带输送机多用在斜并、井下主要巷道及选煤厂，胶带宽度有1200mm、lO00mm、800mm三种类型。在长距离胶带输送机运行前，首先要确认输送机设备、人员、被输送物品均处于安全完好的状态：其次检查各运动部位正常无异物，检查所有电气线路是否正常，正常时才能将皮带输送机投入运行。最后要检查供电电压与设备额定电压的差别不超过±5%【1】。（2）输送机传动原理及其特点。胶带输送机的牵引力是通过传动滚筒与胶带之间的摩擦力来传递的，因此必须将胶带用拉紧装置拉紧，使胶带在传筒滚筒分离处具有一定的初张力。要保证胶带输送机的胶带在传动滚筒上不打滑，正常运行，在生产实践中要根据不同情况采取相应的措施。
2.配电系统
管带机的10KV供电采用机头、机尾配电点分别供电的方式，由矿方将10KV电源分别引至机头、机尾的高压进线柜。机头、机尾高压配电系统除高压进线柜外，还分别配置PT柜1台、馈线柜3台。其中，2台馈线柜给高压变频器供电，1台馈线柜给10KV/0.4KV变压器供电。变压器出现引至低压配电装置，再由低压配电装置配电至所需用电设备。管带机系统用电为头、尾分别供电，由此带来一个问题就是，如果头尾两路供电中有一路电源失电而另一路电源正常，会造成机头或机尾电机单独驱动输送机【2】。若此情况持续较长时间则会引起正在运行驱动电动机的高压变频器报过流、过负荷故障；严重时会导致输送带断带、管带机机架拉翻等严重后果。必须在控制系统中加以监控，做到一路电源失电管带机系统整体停车，以提高系统可靠性。
3.变频器系统
如今的长距离、大运量带式输送机使用比较普遍的驱动方式有鼠笼电动机差动式轮系液粘调速装置（CST）、鼠笼电动机调速型液力耦合器、变频调速装置加变频电动机，本管带机选用高压变频器加高压变频电动机的方式，在轻载及重载工况时，均能实现带式输送机的软启动、软停车过程、实现各驱动电机之间的功率平衡，并且可调整输送带运行速度满足实际需要。由于管带机的驱动电机采用头2台、尾2台的方式布置，所以系统设计时，分别在机头、机尾各放置3台变频器，其中各有1台变频器为备用，且在3台变频器中要选择使用其中任意两台。为更好实现管带机头部和尾部变频器的调速、功率平衡以及各变频器的投入或切除选择状态，系统在头部和尾部分别设置一台控制箱，此控制箱以PLC为核心控制周围变频器，头部与尾部变频器控制箱之间通过光缆连接，让变频器成为灵活、有序的一个整体。变频器系统对于管带机是至关重要的组成部分，对管带机的启动和驱动电机的功率平衡两个关键问题均起决定性作用。首先，在管带机的启动阶段先启动头部两台变频器，待延时一定时间后启动尾部两台变频器，然后四台变频器在低速段运行一段时间后再加速至设定速度，这样可以有效降低管带机启动阶段输送机上的张力突变、延长管带机使用寿命。其次，在管带机启动到停机的全过程中，4台变频器均以其中设为主机的变频器为基准调整其运行频率，确保各电动机的输出功率平衡。
4.控制系统
除变频器系统的使用PLC以外，常顺矿至上社矿管带机的控制系统也是以PLC为核心的，在机头设置PLC控制柜一台、控制操作台一台；机尾设置PLC控制柜一台。机头位置的1#PLC控制柜采用西门子S7-300PLC的CPU作为控制器，配置以太网通讯模块与控制操作台工控机进行通讯；通过Profibus通讯与机头变频器系统柜连接，采集变频器状态信号、控制变频器的启停；与机头位置的综合保护主机通过Modbus通讯采集实时状态，实现对管带机的全面保护；与配电馈线柜通过硬线连接，控制对应配套设备的启停、采集相应运行信号；并且采集机尾附近的主电机温度信号、滚筒温度等等信号。控制操作台以工控机、液晶显示器为主，外加按钮、选择开关及指示灯，显示和控制带式输送机及内部各配套设备的运行状态、运行参数，并完成主要的操作任务【3】。机尾位置的2#PLC控制柜以西门子ET200远程I/O站为中心，通过Profibus通讯与机尾变频器柜连接，采集变频器状态信号；与380V低压馈线柜通过硬线连接，控制对应配套设备的启停、采集相应运行信号；并且采集机尾附近的主电机温度信号、滚筒温度等等信号。
每台PLC控制柜均设置一台UPS不间断电源，给网络设备、PLC控制设备等设备供电。UPS电源可向计算机系统提供30分钟以上电能，可在断电情况下完成对管带机其必要的操作。在机头的1#PLC控制柜和机尾的2#PLC控制柜中均配置光电交换机，交换机之间通过光缆连接，将机头和机尾部分的控制、监测统一。管带机控制系统控制各配套设备自动、顺序启停，预留与上、下游设备的联锁接口，可实现“逆煤流启动、顺煤流停止”；在管带机内部能做到各配套设备的必要逻辑联锁。同时，控制系统对管带机输送线整个运行过程中各配电设备的状态及参数进行实时自动检测，对检测到的异常或超限信号记录并报警。如果出现严重故障或某信号严重超限，管带机控制系统会自动报警、停机；还有，系统预留工业以太网接口，支持标准的TCP/IP协议，能够实现远程控制，可与全矿网络联网。
结束语：
综上所述，新时期的煤矿生产建设事业应当逐步向着机械化、规模化、集成化以及智能化方向发展。对电气设计环节工作予以关注与控制，在确保长距离胶带输送机稳定运行过程中所发挥的重要意义是极为关键的。
参考文献：
[1]朱圣锋.长距离胶带输送机电气设计几个问题探讨[J].企业导报，2016（16）：269-269.
[2]兰勇剑.长距离大运量带式输送机电气及控制研究[J].科技与企业，2014（22）：145-145.
[3]王永，杨清翔，赵东升.基于PLC的长距离带式输送机冗余控制系统的设计与应用[J].煤矿机械，2016（6）：173-176.