專利名稱：多級皮帶聯(lián)合調(diào)速節(jié)能系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明多級皮帶聯(lián)合調(diào)速節(jié)能系統(tǒng)，屬于皮帶運(yùn)輸節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前煤礦、焦化、電力等企業(yè)都有著各自完善的多級皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)，皮帶機(jī)在設(shè)計時都留有一定余量，它們絕大多數(shù)時間運(yùn)行在負(fù)載與帶速匹配不合理的情況下，但是牽引電機(jī)卻始終額定功率運(yùn)行，造成很大電能浪費(fèi)；現(xiàn)在，很多變頻器廠家可以做到對單條皮帶的軟啟動及停止控制，也有少數(shù)廠家可以做到對單條皮帶帶速與運(yùn)量的匹配控制，但對多級皮帶速度與運(yùn)量的優(yōu)化匹配控制仍舊空白。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，所要解決的技術(shù)問題是提供一種實現(xiàn)多級皮帶系統(tǒng)中每一條皮帶運(yùn)量與帶速的優(yōu)化匹配的控制系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是多級皮帶聯(lián)合調(diào)速節(jié)能系統(tǒng)， 包括一級皮帶傳輸機(jī)、多個次級皮帶傳輸機(jī)、皮帶秤、速度傳感器、上位控制器和PLC ；所述一級皮帶傳輸機(jī)與所有次級皮帶傳輸機(jī)首尾相連形成一條運(yùn)輸線，一級皮帶傳輸機(jī)上安裝有皮帶秤，所有次級皮帶傳輸機(jī)上均安裝有速度傳感器，所述皮帶秤通過導(dǎo)線與稱重顯示器相連，稱重顯示器通過網(wǎng)線與HUB相連，每個速度傳感器上均通過導(dǎo)線連接有一個速度顯示器，所有的速度顯示器通過網(wǎng)線與HUB相連，HUB通過網(wǎng)線與上位控制器相連，上位控制器通過串口線與PLC相連；
所述一級皮帶傳輸機(jī)與所有次級皮帶傳輸機(jī)的傳動滾筒均通過變頻電機(jī)驅(qū)動，所有變頻電機(jī)均與PLC相連。所述多級皮帶聯(lián)合調(diào)速節(jié)能系統(tǒng)的控制過程為
第一步，皮帶秤采集一級皮帶傳輸機(jī)瞬時流量Q和帶速v，并將采集的一級皮帶傳輸機(jī)瞬時流量Q和帶速ν信息存儲和發(fā)送至上位控制器；
第二步，上位控制器通過模糊控制程序?qū)ζС影l(fā)送來一級皮帶傳輸機(jī)瞬時流量Q和帶速ν信息進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果發(fā)送至PLC ；
所述模糊控制程序的控制方法為皮帶秤發(fā)送來的一級皮帶傳輸機(jī)瞬時流量Q與存儲在上位控制器中的瞬時流量仏相對比，以確定所屬區(qū)間，據(jù)此來確定當(dāng)前帶速ν是否與最
優(yōu)巧相等，如果相等，則對輸出不做更改；如果不相等，則查詢模糊控制表尋找、對應(yīng)每個
變頻電機(jī)的輸入頻率f、輸入電壓u、調(diào)整時刻t，并將每個變頻電機(jī)的相關(guān)參數(shù)信息將其發(fā)給 PLC ；
第三步，PLC接收上位控制器發(fā)送來的每個變頻電機(jī)的輸入頻率f、輸入電壓u和調(diào)整時刻t的相關(guān)參數(shù)信息，并在每個變頻電機(jī)相應(yīng)的調(diào)整時刻調(diào)整變頻電機(jī)的輸入頻率和輸入電壓。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果
一、本發(fā)明將皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)作為一個整體來統(tǒng)一調(diào)控，有效避免了現(xiàn)有的多條皮帶調(diào)速不協(xié)調(diào)問題，進(jìn)一步增強(qiáng)了皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的穩(wěn)健性，多臺設(shè)備的同時控制遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于對獨(dú)立的對其中每一個控制；
二、本發(fā)明對多條皮帶進(jìn)行實時監(jiān)測，優(yōu)化了每一條皮帶的運(yùn)力與帶速的匹配，使得每一條皮帶每時每刻都處在較優(yōu)的運(yùn)行狀態(tài)，有效地提高了電能的使用效率，達(dá)到了對大功率電機(jī)的節(jié)能控制。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明中模糊控制程序的流程圖。圖中1為一級皮帶傳輸機(jī)、2為次級皮帶傳輸機(jī)、3為皮帶秤、4為速度傳感器、5 為上位控制器、6為PLC、7為稱重顯示器、8為HUB、9為速度顯示器、10為變頻電機(jī)。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明多級皮帶聯(lián)合調(diào)速節(jié)能系統(tǒng)，包括一級皮帶傳輸機(jī)1、多個次級皮帶傳輸機(jī)2、皮帶秤3、速度傳感器4、上位控制器5和PLC6 ；所述一級皮帶傳輸機(jī)1與所有次級皮帶傳輸機(jī)2首尾相連形成一條運(yùn)輸線，所述次級皮帶傳輸機(jī)2的數(shù)量由現(xiàn)場條件而定，最少為兩條，一級皮帶傳輸機(jī)1上安裝有皮帶秤3，所有次級皮帶傳輸機(jī)2上均安裝有速度傳感器4，所述皮帶秤3通過導(dǎo)線與稱重顯示器7相連，稱重顯示器7通過網(wǎng)線與 HUB8相連，每個速度傳感器4上均通過導(dǎo)線連接有一個速度顯示器9，所有的速度顯示器9 通過網(wǎng)線與HUB8相連，所述稱重顯示器7和速度顯示器9分別顯示皮帶秤3和速度傳感器 4所測得數(shù)值；所述HUB8通過網(wǎng)線與上位控制器5相連，上位控制器5通過串口線與PLC6 相連；所述一級皮帶傳輸機(jī)1與所有次級皮帶傳輸機(jī)2的傳動滾筒均通過變頻電機(jī)10驅(qū)動，所有變頻電機(jī)10均與PLC6相連。所述多級皮帶聯(lián)合調(diào)速節(jié)能系統(tǒng)的控制過程為
第一步，皮帶秤3采集一級皮帶傳輸機(jī)1瞬時流量Q和帶速V，并將采集的一級皮帶傳輸機(jī)1瞬時流量Q和帶速ν信息存儲和發(fā)送至上位控制器5 ；
第二步，上位控制器5通過模糊控制程序?qū)ζС?發(fā)送來一級皮帶傳輸機(jī)1瞬時流量Q和帶速ν信息進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果發(fā)送至PLC6 ；
所述模糊控制程序的控制方法為皮帶秤3發(fā)送來的一級皮帶傳輸機(jī)1瞬時流量Q與
存儲在上位控制器5中的瞬時流量O5相對比，以確定所屬區(qū)間，據(jù)此來確定當(dāng)前帶速ν是
否與最優(yōu)^相等，如果相等，則對輸出不做更改；如果不相等，則查詢模糊控制表尋找A對
應(yīng)每個變頻電機(jī)10的輸入頻率f、輸入電壓U、調(diào)整時刻t，并將每個變頻電機(jī)(10)的相關(guān)參數(shù)信息將其發(fā)給PLC6;
第三步，PLC6接收上位控制器5發(fā)送來的每個變頻電機(jī)10的輸入頻率f、輸入電壓u 和調(diào)整時刻t的相關(guān)參數(shù)信息，并在每個變頻電機(jī)10相應(yīng)的調(diào)整時刻調(diào)整變頻電機(jī)10的輸入頻率和輸入電壓。圖2為本發(fā)明中模糊控制流程圖，首先進(jìn)入開始，再進(jìn)入讀入一級皮帶傳輸機(jī)1瞬時流量Q、當(dāng)前帶速v，然后進(jìn)入計算測量值與給定值的偏差和偏差變化率，再進(jìn)入是否大于設(shè)定偏差？進(jìn)行判斷，如果是，就進(jìn)入保持當(dāng)前狀態(tài)；若否，就進(jìn)入模糊控制程序，再進(jìn)入調(diào)整后輸出。模糊控制是一種基于規(guī)則的控制，它采用語言型控制規(guī)則，將現(xiàn)場操作人員的控制經(jīng)驗或相關(guān)專家的知識變成計算機(jī)可以接受的控制模型，讓計算機(jī)來代替人進(jìn)行有效的控制。模糊控制器模糊控制器是為在電機(jī)運(yùn)行時段全程控制電機(jī)轉(zhuǎn)速， 模糊量化處理過程為=
取讀入ι#皮帶瞬時流量Q、當(dāng)前帶速v，比較Q與Q0,并計算出偏差e，并經(jīng)過微分后得到夂再經(jīng)過一定比例因子將其控制變量υ轉(zhuǎn)換到控制器能接受的基本論域中去，取其基本論域分別為
E=[-1000, 1000], Ξ =[—100，100]，u=[-100，100] 將上述基本論域量化為模糊集論域
E ^X=+1,+2,+3,+4,+5,4 E ^F= {- 6-5,^-3-2-1,0,+1,+2,+3,+4,+5,-+6}
由此可得
誤差e的量化因子Ze = 6/1000= 0.006， 誤差變化率〗的量化因子眾=6/100 = 0.06 控制量變化w的比例因子1 = 6/100 = 0.06 確定模糊子集及隸屬度表設(shè)兒β, σ分別為if, r, ζ的模糊子集
A = [P B, PM, PS, POMK NS, NM, NB) B = {P B, PM, PS, O，NS ’ NM, NB)
C = {PS,PM,PS, O, m, NM, NB)
對模糊子集A，B, C確定其量化論域中各元素對其的隸屬度如下表所示 表1 E的隸屬度表
權(quán)利要求
1.多級皮帶聯(lián)合調(diào)速節(jié)能系統(tǒng)，包括一級皮帶傳輸機(jī)(1)、多個次級皮帶傳輸機(jī)(2)、 皮帶秤(3)、速度傳感器(4)、上位控制器(5)和PLC (6);其特征在于所述一級皮帶傳輸機(jī) (1)與所有次級皮帶傳輸機(jī)(2 )首尾相連形成一條運(yùn)輸線，一級皮帶傳輸機(jī)(1)上安裝有皮帶秤(3 )，所有次級皮帶傳輸機(jī)(2 )上均安裝有速度傳感器(4 )，所述皮帶秤(3 )通過導(dǎo)線與稱重顯示器(7)相連，稱重顯示器(7)通過網(wǎng)線與HUB (8)相連，每個速度傳感器(4)上均通過導(dǎo)線連接有一個速度顯示器(9)，所有的速度顯示器(9)通過網(wǎng)線與HUB (8)相連，HUB (8)通過網(wǎng)線與上位控制器(5)相連，上位控制器(5)通過串口線與PLC (6)相連；所述一級皮帶傳輸機(jī)(1)與所有次級皮帶傳輸機(jī)(2 )的傳動滾筒均通過變頻電機(jī)(10 ) 驅(qū)動，所有變頻電機(jī)(10)均與PLC (6)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級皮帶聯(lián)合調(diào)速節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于所述多級皮帶聯(lián)合調(diào)速節(jié)能系統(tǒng)的控制過程為第一步，皮帶秤(3)采集一級皮帶傳輸機(jī)(1)瞬時流量Q和帶速v，并將采集的一級皮帶傳輸機(jī)(1)瞬時流量Q和帶速ν信息存儲和發(fā)送至上位控制器(5)；第二步，上位控制器(5 )通過模糊控制程序?qū)ζС?3 )發(fā)送來一級皮帶傳輸機(jī)(1)瞬時流量Q和帶速ν信息進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果發(fā)送至PLC (6)；所述模糊控制程序的控制方法為皮帶秤(3)發(fā)送來的一級皮帶傳輸機(jī)(1)瞬時流量Q與存儲在上位控制器(5)中的瞬時流量相對比，以確定所屬區(qū)間，據(jù)此來確定當(dāng)前帶速ν是否與最優(yōu)4相等，如果相等，則對輸出不做更改；如果不相等，則查詢模糊控制表尋找^對應(yīng)每個變頻電機(jī)(10)的輸入頻率f、輸入電壓U、調(diào)整時刻t，并將每個變頻電機(jī)(10)的相關(guān)參數(shù)信息將其發(fā)給PLC (6)；第三步，PLC (6)接收上位控制器(5)發(fā)送來的每個變頻電機(jī)(10)的輸入頻率f、輸入電壓u和調(diào)整時刻t的相關(guān)參數(shù)信息，并在每個變頻電機(jī)(10)相應(yīng)的調(diào)整時刻調(diào)整變頻電機(jī)(10)的輸入頻率和輸入電壓。
全文摘要
多級皮帶聯(lián)合調(diào)速節(jié)能系統(tǒng)，屬于皮帶運(yùn)輸節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域；解決的技術(shù)問題是提供一種實現(xiàn)多級皮帶系統(tǒng)中每一條皮帶運(yùn)量與帶速的優(yōu)化匹配的控制系統(tǒng)；采用的技術(shù)方案是一級皮帶傳輸機(jī)與所有次級皮帶傳輸機(jī)首尾相連形成一條運(yùn)輸線，一級皮帶傳輸機(jī)上安裝有皮帶秤，所有次級皮帶傳輸機(jī)上均安裝有速度傳感器，皮帶秤通過導(dǎo)線與稱重顯示器相連，稱重顯示器通過網(wǎng)線與HUB相連，每個速度傳感器上均通過導(dǎo)線連接有一個速度顯示器，速度顯示器通過網(wǎng)線與HUB相連，HUB通過網(wǎng)線與上位控制器相連，上位控制器與PLC相連，所有皮帶傳輸機(jī)的傳動滾筒均通過變頻電機(jī)驅(qū)動，所有變頻電機(jī)均與PLC相連；本發(fā)明適用于各種多級皮帶組成的運(yùn)輸系統(tǒng)。
文檔編號B65G37/00GK102530510SQ20121000416
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者李麗宏, 王亞姣, 王宏, 鈕效忠 申請人:太原理工大學(xué)