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【摘 要】根据多年工程经验对大倾角下运带式输送机驱动、制动设备的选择提出来了一些建议，并对运行工况、控制系统的设计、控制方式等方面提出了意见，为大倾角下运带式输送机控制系统设计提供参考。确保设备安全高效运行。
[关键字] 下运机 飞车 控制策略 特性
中图分类号：TH 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）35-241-01
前言
大倾角下运带式输送机（以下简称下运机）是一种新型特种带式输送机，在完成物料输送任务的同时，可利用物料势能进行“反馈发电”，即完成了输送任务，又向配电系统反馈电能，可为业主节省大量运行成本。
下运机反馈发电虽好，但是也是一把双刃剑，如果没有成熟稳定的控制技术，那么在外部掉电或者设备故障等特殊情况下，将会发生物料失控加速下滑的飞车事故，导致设备损坏、甚至人身伤害等严重后果。本文主要讨论下运机控制系统设计时需要考虑的几个问题
选择合理的驱动及制动方式
目前带式输送机的可控驱动和制动方式有很多种，各种方式也都具有各自的特点，下面对常用驱动和制动方式进行以下比较，确定哪种方式适合应用在下运机上。主要从以下几方面考虑来选择驱动及制动方式：
驱动装置能否在零至全速度范围提供制动力矩；
能否在系统断电时，保证安全制动；
速度和力矩的输出精度和可重复性；
控制的可预见性、可靠性、失效模式；
系统安装是否方便；
可维护性；
系统造价；
以下是驱动、制动方式比较分析表：
根据我们大量的工程使用经验，综合安全制动性能、维护性、成本等因素，结合下运机运行工况，变频调速驱动的安全性最高，综合性能最好。所以在下运机上建议优先选用变频调速驱动和低速盘式制动器的组合方式。
分析运行工况、研究各受控设备的特性
为了保证下运机的安全运行，需要研究适应于下运工况的控制策略及硬件、软件的解决方案，从而为下运机提供完善、可靠的控制系统，保证设备安全运行。
分析下运机的运行工况，需结合胶带及滚筒的受力计算，分析驱动及制动设备的受控特性，采用各种检测设备进行数据测量、分析。只有深入了解运行工况和设备的受控特性，才能制定相应的控制策略，拿出切实可行的解决方案。主要从以下几个方面分析：
分析空载、半载、满载等工况的负载情况和设备运行特性；
分析反馈发电工况时，反馈发电的措施；
研究变频器的受控特性，及控制、通讯、监视、保护等功能；
研究机械制动装置的制动方案，确保安全制动；
控制系统硬件的基本组成
下运机控制系统主要由以下几部分组成：主控制器、监控操作站、I/O站、UPS电源、各种检测元件。
主控制器
主控制器是整个控制系统的核心，完成全部控制任务，实现监视、数据采集、连锁、报警等功能。主要功能如下：
实现内部设备及内外设备的联锁控制，防止堵料或过载，完成对个设备及网络的监视；
控制下运机在起动、停止的过程中，按照预制的各种速度曲线实现起/停过程；
通过监视机械制动装置、主电机、变频器、减速机、速度开关、拉绳开关、撕裂开关等设备，为下运机提供超速、跑偏、撕裂或其它机械、电气故障的保护功能；
监控操作站
实现人机交互操作，显示、记录实时数据，具有数据历史查询功能。采用通用的监控软件是带式输送机操作、运行状态监控、参数设置的人机界面，在建立硬件平台的基础上，设计通用的模块化监控软件平台，可以实现带式输送机控制系统的通用化，智能化。
I/O站、UPS电源、各种检测元件
I/O站完成数据采集和命令发送功能。UPS电源在掉电时，控制系统不掉电避免下运机失控飞车。各种检测元件为主控制器提供各种检测数据，以便主控制器检测设备状态，做出自动判断，采用保护措施。
下运机的控制方式
下运机所有内部受控设备的控制都是由主控制器完成的。在控制室设监控操作站，可监视、显示、记录下运机的各种状态，操作人员也可通过监控操作站实现对下运带式输送机的远程控制。在下运机驱动附近设就地操作箱，用于下运机的“手动方式”和“检修方式”的操作。
下运机一般采用3种控制方式：自动方式、手动方式、检修方式。
自动方式
下运机正常运行时采用“自动方式”，此种操作方式下，下运机所有内部受控设备都处于自动控制方式，由下运机主控制器控制，操作人员可以在控制室监控操作站对下运机进行远程控制，下运机内部所有设备都处于连锁状态，下运机与外部上下游设备处于连锁状态。
手动方式
下运机进行机旁操作时采用“手动方式”，此种模式在下，下运机所有内部受控设备都处于自动控制方式，由下运机主控制器控制，操作人员可以通过“就地操作箱”对下运机进行控制，下运机内部所有设备都处于连锁状态，下运机与外部上下游设备无连锁。
验带功能：在“手动方式”下具有验带功能，此功能用于胶带维护，进入验带功能后，带式输送机可低速运行（额定速度的10%）。仅当下运机处于“手动方式”时，才能选择验带功能。
检修方式
下运机内部设备进行检修时采用“检修方式”，此种模式在下，下运机需检修设备由需检修设备的就地按钮控制。仅当下运机已停机，且处于“手动方式”时，需检修设备才能被选择为“检修方式”。下运机内部所有设备无连锁，下运机与外部上下游设备无连锁。
下运机的起动、运行、停机
下运机起动
当下运机内部设备准备就绪，且上下游设备都处于连锁状态时，下运机允许起动。下运机主控制器收到起动命令后，执行2个启动步骤：“预启动”、“正式启动”。下运机主控制器发出预启动命令，机械制动装置启动制动液压泵进行预启动，变频器进行预启动，警笛启动预告10秒钟。当主控制器收到机械制动装置准备就绪信号、变频器准备就绪信号后，预启动完成，进入正式启动状态。下运机主控制器向变频器发出启动转矩，当所有变频器达到启动转矩后，机械制动装置制动闸打开。下运机按主控制器预制的起动曲线起动。
下运机运行
当下运机完成起动过程平稳运行时，下运机主控制器需实时采集各设备的运行状态，并将数据记录下来。运行过程中要重点监视，变频器、下运机运行速度等重要参数，一旦发现问题要立即停机，确保安全。
下运机停机
下运机停机通常采用多级制动，正常停机时下运机按主控制器预制的停机曲线停机。出现故障时不能只采用急停方式停机，这样会对机械设备产生冲击，应根据采集的数据判断发生故障的严重程度采用不同的停机方式。
结语
以上讨论的内容已在多个行业的多条下运机上得到了应用，且设备运行平稳可靠，实现了安全高效生产的目的。
[关键字] 下运机 飞车 控制策略 特性
中图分类号：TH 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）35-241-01
前言
大倾角下运带式输送机（以下简称下运机）是一种新型特种带式输送机，在完成物料输送任务的同时，可利用物料势能进行“反馈发电”，即完成了输送任务，又向配电系统反馈电能，可为业主节省大量运行成本。
下运机反馈发电虽好，但是也是一把双刃剑，如果没有成熟稳定的控制技术，那么在外部掉电或者设备故障等特殊情况下，将会发生物料失控加速下滑的飞车事故，导致设备损坏、甚至人身伤害等严重后果。本文主要讨论下运机控制系统设计时需要考虑的几个问题
选择合理的驱动及制动方式
目前带式输送机的可控驱动和制动方式有很多种，各种方式也都具有各自的特点，下面对常用驱动和制动方式进行以下比较，确定哪种方式适合应用在下运机上。主要从以下几方面考虑来选择驱动及制动方式：
驱动装置能否在零至全速度范围提供制动力矩；
能否在系统断电时，保证安全制动；
速度和力矩的输出精度和可重复性；
控制的可预见性、可靠性、失效模式；
系统安装是否方便；
可维护性；
系统造价；
以下是驱动、制动方式比较分析表：
根据我们大量的工程使用经验，综合安全制动性能、维护性、成本等因素，结合下运机运行工况，变频调速驱动的安全性最高，综合性能最好。所以在下运机上建议优先选用变频调速驱动和低速盘式制动器的组合方式。
分析运行工况、研究各受控设备的特性
为了保证下运机的安全运行，需要研究适应于下运工况的控制策略及硬件、软件的解决方案，从而为下运机提供完善、可靠的控制系统，保证设备安全运行。
分析下运机的运行工况，需结合胶带及滚筒的受力计算，分析驱动及制动设备的受控特性，采用各种检测设备进行数据测量、分析。只有深入了解运行工况和设备的受控特性，才能制定相应的控制策略，拿出切实可行的解决方案。主要从以下几个方面分析：
分析空载、半载、满载等工况的负载情况和设备运行特性；
分析反馈发电工况时，反馈发电的措施；
研究变频器的受控特性，及控制、通讯、监视、保护等功能；
研究机械制动装置的制动方案，确保安全制动；
控制系统硬件的基本组成
下运机控制系统主要由以下几部分组成：主控制器、监控操作站、I/O站、UPS电源、各种检测元件。
主控制器
主控制器是整个控制系统的核心，完成全部控制任务，实现监视、数据采集、连锁、报警等功能。主要功能如下：
实现内部设备及内外设备的联锁控制，防止堵料或过载，完成对个设备及网络的监视；
控制下运机在起动、停止的过程中，按照预制的各种速度曲线实现起/停过程；
通过监视机械制动装置、主电机、变频器、减速机、速度开关、拉绳开关、撕裂开关等设备，为下运机提供超速、跑偏、撕裂或其它机械、电气故障的保护功能；
监控操作站
实现人机交互操作，显示、记录实时数据，具有数据历史查询功能。采用通用的监控软件是带式输送机操作、运行状态监控、参数设置的人机界面，在建立硬件平台的基础上，设计通用的模块化监控软件平台，可以实现带式输送机控制系统的通用化，智能化。
I/O站、UPS电源、各种检测元件
I/O站完成数据采集和命令发送功能。UPS电源在掉电时，控制系统不掉电避免下运机失控飞车。各种检测元件为主控制器提供各种检测数据，以便主控制器检测设备状态，做出自动判断，采用保护措施。
下运机的控制方式
下运机所有内部受控设备的控制都是由主控制器完成的。在控制室设监控操作站，可监视、显示、记录下运机的各种状态，操作人员也可通过监控操作站实现对下运带式输送机的远程控制。在下运机驱动附近设就地操作箱，用于下运机的“手动方式”和“检修方式”的操作。
下运机一般采用3种控制方式：自动方式、手动方式、检修方式。
自动方式
下运机正常运行时采用“自动方式”，此种操作方式下，下运机所有内部受控设备都处于自动控制方式，由下运机主控制器控制，操作人员可以在控制室监控操作站对下运机进行远程控制，下运机内部所有设备都处于连锁状态，下运机与外部上下游设备处于连锁状态。
手动方式
下运机进行机旁操作时采用“手动方式”，此种模式在下，下运机所有内部受控设备都处于自动控制方式，由下运机主控制器控制，操作人员可以通过“就地操作箱”对下运机进行控制，下运机内部所有设备都处于连锁状态，下运机与外部上下游设备无连锁。
验带功能：在“手动方式”下具有验带功能，此功能用于胶带维护，进入验带功能后，带式输送机可低速运行（额定速度的10%）。仅当下运机处于“手动方式”时，才能选择验带功能。
检修方式
下运机内部设备进行检修时采用“检修方式”，此种模式在下，下运机需检修设备由需检修设备的就地按钮控制。仅当下运机已停机，且处于“手动方式”时，需检修设备才能被选择为“检修方式”。下运机内部所有设备无连锁，下运机与外部上下游设备无连锁。
下运机的起动、运行、停机
下运机起动
当下运机内部设备准备就绪，且上下游设备都处于连锁状态时，下运机允许起动。下运机主控制器收到起动命令后，执行2个启动步骤：“预启动”、“正式启动”。下运机主控制器发出预启动命令，机械制动装置启动制动液压泵进行预启动，变频器进行预启动，警笛启动预告10秒钟。当主控制器收到机械制动装置准备就绪信号、变频器准备就绪信号后，预启动完成，进入正式启动状态。下运机主控制器向变频器发出启动转矩，当所有变频器达到启动转矩后，机械制动装置制动闸打开。下运机按主控制器预制的起动曲线起动。
下运机运行
当下运机完成起动过程平稳运行时，下运机主控制器需实时采集各设备的运行状态，并将数据记录下来。运行过程中要重点监视，变频器、下运机运行速度等重要参数，一旦发现问题要立即停机，确保安全。
下运机停机
下运机停机通常采用多级制动，正常停机时下运机按主控制器预制的停机曲线停机。出现故障时不能只采用急停方式停机，这样会对机械设备产生冲击，应根据采集的数据判断发生故障的严重程度采用不同的停机方式。
结语
以上讨论的内容已在多个行业的多条下运机上得到了应用，且设备运行平稳可靠，实现了安全高效生产的目的。