PDF《论文独创性声明》

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17 止矿石溢出料库. 图4胶带输送机简单工艺图

二、 控制系统构成 图5为该项目单线系统图 Siemens Industry Expert Meeting

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17 图5系统单线图 Siemens Industry Expert Meeting

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17 序号内容 型号 数量备注

1 主开关 3WL1212-4CB34-4AN2-Z

1 IN=1250A AC690V ICU=100KA

2 输入电抗器 6SL3000-0CH41-2AA0

1 3AC690V 1167A

3 整流单元 6SL3330-1TH41-4AA0

1 AC500~690V 1400A

4 逆变单元 6SL3320-1TG41-3AA0

1 DC675~1035V 1270A

5 控制回路隔离开关 3KL5230-1AB01

1 IU=125A UE=690V 3POLE SIZE=00

6 直流 24V 电源 6EP1337-3BA00

1 DC24V 40A

7 AOP30 面板 6SL3055-0AA00-4CA3

1 8 CU320 控制单元 6SL3040-0MA00-0AA1

1 9 CF 卡6SL3054-0CG00-1AA0

1 10 SMC30 编码机接口 6SL3055-0AA00-5CA2

1 表1配置清单 如图

5 所示,四台电机和变频器的型号均相同.变频器的控制单元 CU320 通过 Profibus DP 网络交 换数据.表1为单台变频柜的配置清单. 图6为四台变频器驱动四台电机系统示意图 Siemens Industry Expert Meeting

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17 图6四台变频器驱动四台电机系统示意图 针对本项目的实际,在综合考虑用户现场实际运行特点和产品技术的先进性、可靠性以及高性能价 格比,驱动系统采用西门子 SINAMICS S120 CM 低压变频器. 皮带机是恒转矩负载(任何转速下负载转矩总保持恒定或基本恒定,而与转速无关的负载称为恒 转矩负载),选择的调速驱动装置必须满足,在皮带机的各种工况下,均能有效控制皮带机的软启动和 软停车.不仅可调节皮带机的速度,而且可降低快速起动/快速停车过程对机械和电气系统的冲击,有 效抑制可能对机械设备造成的危害,延长皮带机的使用寿命.增加输送系统的安全性和可靠性.长距离 胶带输送机通常要求高性能的驱动以满足重载起动、动态张力控制、速度同步及功率平衡、低速验带等 工矿要求,因此要求变频调速装置的输出具有高精度及高动态特性.

三、驱动控制系统优化设计 一般理论认为, 输送带由弹性单元组成, 胶带输送机为柔粘性力学系统, 具有明显的运动力学特征, 在起动加速、停车减速及张力变化过程中均呈现出复杂的运动学特征,主要表现为横向振动、纵向振动 以及动态张力波在胶带中的传播和叠加,造成输送系统的不稳定,具体表现为胶带断裂、机械损害、局Siemens Industry Expert Meeting

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17 部谐振跳带、叠带、撒料等.为了抑制张力波及其有害传播,保证输送机安全稳定运行,必须对胶带输 送机动态过程进行分析和控制,这不仅可以使得皮带机在优化的工况下安全运行,保障生产,有效延长 皮带机使用寿命, 而且可以通过控制工作张力和起制动加速度, 优化选型胶带安全系数, 节省设备投资. 因此驱动设备直接影响到输送机的整机性能,属于胶带输送机的关键设备.此前在带式输送机工程设计 中,一般使用调速型液力偶合器等机械和液压方式的驱动设备,具有效率低、维护复杂、工作环境差、 不能调速运行、非线性、起动电流大等缺点,而且由于大的起动加速度,导致胶带持续波动,张力特性 较差,无法对长距离输送的动态优化和安全起动提供有效的保证, 传统张力运行示意图见图 7,显示张 力动态特性很差.为了改善胶带张力和动态性能,应该利用优化的 S 型曲线数学模型(见后) ,并通 过速度闭环来实现. 图7传统张力运行示意图 众所周知,皮带是一个弹性体,在静止或运行时皮带机内含有大量的能量,在皮带机启动过程中, 如果不加软启动装置,皮带内贮藏的能量将很快的释放出去,在皮带上形成张力波并迅速传输,而过大 的张力波极易引起皮带被撕裂,所以皮带机必须采用软启动的方式运行.以液力耦合器为例.虽然液力 耦合器能部分解决皮带机的软启动问题,但是和变频器驱动相比,具有以下劣势. 首先,在皮带启动时,电机必须先空载运行一段时间.工频启动时,最初的启动电流很大,为电机 额定电流的