專利名稱：多級皮帶聯合調速節能系統的制作方法
技術領域：
本發明多級皮帶聯合調速節能系統，屬于皮帶運輸節能技術領域。
背景技術：
目前煤礦、焦化、電力等企業都有著各自完善的多級皮帶運輸系統，皮帶機在設計時都留有一定余量，它們絕大多數時間運行在負載與帶速匹配不合理的情況下，但是牽引電機卻始終額定功率運行，造成很大電能浪費；現在，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，也有少數廠家可以做到對單條皮帶帶速與運量的匹配控制，但對多級皮帶速度與運量的優化匹配控制仍舊空白。

發明內容
本發明克服現有技術存在的不足，所要解決的技術問題是提供一種實現多級皮帶系統中每一條皮帶運量與帶速的優化匹配的控制系統。為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是多級皮帶聯合調速節能系統， 包括一級皮帶傳輸機、多個次級皮帶傳輸機、皮帶秤、速度傳感器、上位控制器和PLC ；所述一級皮帶傳輸機與所有次級皮帶傳輸機首尾相連形成一條運輸線，一級皮帶傳輸機上安裝有皮帶秤，所有次級皮帶傳輸機上均安裝有速度傳感器，所述皮帶秤通過導線與稱重顯示器相連，稱重顯示器通過網線與HUB相連，每個速度傳感器上均通過導線連接有一個速度顯示器，所有的速度顯示器通過網線與HUB相連，HUB通過網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與所有次級皮帶傳輸機的傳動滾筒均通過變頻電機驅動，所有變頻電機均與PLC相連。所述多級皮帶聯合調速節能系統的控制過程為
第一步，皮帶秤采集一級皮帶傳輸機瞬時流量Q和帶速v，并將采集的一級皮帶傳輸機瞬時流量Q和帶速ν信息存儲和發送至上位控制器；
第二步，上位控制器通過模糊控制程序對皮帶秤發送來一級皮帶傳輸機瞬時流量Q和帶速ν信息進行處理，并將處理結果發送至PLC ；
所述模糊控制程序的控制方法為皮帶秤發送來的一級皮帶傳輸機瞬時流量Q與存儲在上位控制器中的瞬時流量仏相對比，以確定所屬區間，據此來確定當前帶速ν是否與最
優巧相等，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、對應每個
變頻電機的輸入頻率f、輸入電壓u、調整時刻t，并將每個變頻電機的相關參數信息將其發給 PLC ；
第三步，PLC接收上位控制器發送來的每個變頻電機的輸入頻率f、輸入電壓u和調整時刻t的相關參數信息，并在每個變頻電機相應的調整時刻調整變頻電機的輸入頻率和輸入電壓。
與現有技術相比，本發明具有以下有益效果
一、本發明將皮帶運輸系統作為一個整體來統一調控，有效避免了現有的多條皮帶調速不協調問題，進一步增強了皮帶運輸系統的穩健性，多臺設備的同時控制遠遠優于對獨立的對其中每一個控制；
二、本發明對多條皮帶進行實時監測，優化了每一條皮帶的運力與帶速的匹配，使得每一條皮帶每時每刻都處在較優的運行狀態，有效地提高了電能的使用效率，達到了對大功率電機的節能控制。


下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作進一步詳細的說明。圖1是本發明的結構示意圖2為本發明中模糊控制程序的流程圖。圖中1為一級皮帶傳輸機、2為次級皮帶傳輸機、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。
具體實施例方式如圖1所示，本發明多級皮帶聯合調速節能系統，包括一級皮帶傳輸機1、多個次級皮帶傳輸機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1與所有次級皮帶傳輸機2首尾相連形成一條運輸線，所述次級皮帶傳輸機2的數量由現場條件而定，最少為兩條，一級皮帶傳輸機1上安裝有皮帶秤3，所有次級皮帶傳輸機2上均安裝有速度傳感器4，所述皮帶秤3通過導線與稱重顯示器7相連，稱重顯示器7通過網線與 HUB8相連，每個速度傳感器4上均通過導線連接有一個速度顯示器9，所有的速度顯示器9 通過網線與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所測得數值；所述HUB8通過網線與上位控制器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1與所有次級皮帶傳輸機2的傳動滾筒均通過變頻電機10驅動，所有變頻電機10均與PLC6相連。所述多級皮帶聯合調速節能系統的控制過程為
第一步，皮帶秤3采集一級皮帶傳輸機1瞬時流量Q和帶速V，并將采集的一級皮帶傳輸機1瞬時流量Q和帶速ν信息存儲和發送至上位控制器5 ；
第二步，上位控制器5通過模糊控制程序對皮帶秤3發送來一級皮帶傳輸機1瞬時流量Q和帶速ν信息進行處理，并將處理結果發送至PLC6 ；
所述模糊控制程序的控制方法為皮帶秤3發送來的一級皮帶傳輸機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，以確定所屬區間，據此來確定當前帶速ν是
否與最優^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
應每個變頻電機10的輸入頻率f、輸入電壓U、調整時刻t，并將每個變頻電機(10)的相關參數信息將其發給PLC6;
第三步，PLC6接收上位控制器5發送來的每個變頻電機10的輸入頻率f、輸入電壓u 和調整時刻t的相關參數信息，并在每個變頻電機10相應的調整時刻調整變頻電機10的輸入頻率和輸入電壓。圖2為本發明中模糊控制流程圖，首先進入開始，再進入讀入一級皮帶傳輸機1瞬時流量Q、當前帶速v，然后進入計算測量值與給定值的偏差和偏差變化率，再進入是否大于設定偏差？進行判斷，如果是，就進入保持當前狀態；若否，就進入模糊控制程序，再進入調整后輸出。模糊控制是一種基于規則的控制，它采用語言型控制規則，將現場操作人員的控制經驗或相關專家的知識變成計算機可以接受的控制模型，讓計算機來代替人進行有效的控制。模糊控制器模糊控制器是為在電機運行時段全程控制電機轉速， 模糊量化處理過程為=
取讀入ι#皮帶瞬時流量Q、當前帶速v，比較Q與Q0,并計算出偏差e，并經過微分后得到夂再經過一定比例因子將其控制變量υ轉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
權利要求
1.多級皮帶聯合調速節能系統，包括一級皮帶傳輸機(1)、多個次級皮帶傳輸機(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 (1)與所有次級皮帶傳輸機(2 )首尾相連形成一條運輸線，一級皮帶傳輸機(1)上安裝有皮帶秤(3 )，所有次級皮帶傳輸機(2 )上均安裝有速度傳感器(4 )，所述皮帶秤(3 )通過導線與稱重顯示器(7)相連，稱重顯示器(7)通過網線與HUB (8)相連，每個速度傳感器(4)上均通過導線連接有一個速度顯示器(9)，所有的速度顯示器(9)通過網線與HUB (8)相連，HUB (8)通過網線與上位控制器(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(1)與所有次級皮帶傳輸機(2 )的傳動滾筒均通過變頻電機(10 ) 驅動，所有變頻電機(10)均與PLC (6)相連。
2.根據權利要求1所述的多級皮帶聯合調速節能系統，其特征在于所述多級皮帶聯合調速節能系統的控制過程為第一步，皮帶秤(3)采集一級皮帶傳輸機(1)瞬時流量Q和帶速v，并將采集的一級皮帶傳輸機(1)瞬時流量Q和帶速ν信息存儲和發送至上位控制器(5)；第二步，上位控制器(5 )通過模糊控制程序對皮帶秤(3 )發送來一級皮帶傳輸機(1)瞬時流量Q和帶速ν信息進行處理，并將處理結果發送至PLC (6)；所述模糊控制程序的控制方法為皮帶秤(3)發送來的一級皮帶傳輸機(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，以確定所屬區間，據此來確定當前帶速ν是否與最優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^對應每個變頻電機(10)的輸入頻率f、輸入電壓U、調整時刻t，并將每個變頻電機(10)的相關參數信息將其發給PLC (6)；第三步，PLC (6)接收上位控制器(5)發送來的每個變頻電機(10)的輸入頻率f、輸入電壓u和調整時刻t的相關參數信息，并在每個變頻電機(10)相應的調整時刻調整變頻電機(10)的輸入頻率和輸入電壓。
全文摘要
多級皮帶聯合調速節能系統，屬于皮帶運輸節能技術領域；解決的技術問題是提供一種實現多級皮帶系統中每一條皮帶運量與帶速的優化匹配的控制系統；采用的技術方案是一級皮帶傳輸機與所有次級皮帶傳輸機首尾相連形成一條運輸線，一級皮帶傳輸機上安裝有皮帶秤，所有次級皮帶傳輸機上均安裝有速度傳感器，皮帶秤通過導線與稱重顯示器相連，稱重顯示器通過網線與HUB相連，每個速度傳感器上均通過導線連接有一個速度顯示器，速度顯示器通過網線與HUB相連，HUB通過網線與上位控制器相連，上位控制器與PLC相連，所有皮帶傳輸機的傳動滾筒均通過變頻電機驅動，所有變頻電機均與PLC相連；本發明適用于各種多級皮帶組成的運輸系統。
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 優先權日2012年1月9日
發明者李麗宏, 王亞姣, 王宏, 鈕效忠 申請人:太原理工大學