长皮带输送机系统

814 编辑：中冶有色技术网来源：安徽海螺建材设计研究院有限责任公司

2023-11-17 15:16:26

权利要求书： 1.一种长皮带输送机系统，其特征在于，所述长皮带输送机系统包括：

设置于长皮带输送机端头的多个母排连接的驱动电机；以及

沿长皮带输送机布设方向间隔分布的多个分控站；

所述分控站用于采集长皮带输送机的实时皮带工作信息，并将所述皮带工作信息传输到总控站；

各分控站与总控站直接通信连接。

2.根据权利要求1所述的长皮带输送机系统，其特征在于，所述分控站为I/O站，包括：

交换机和分布式系统；

所述交换机用于将所述皮带工作信息传输给所述分布式系统；

所述分布式系统用于将所述皮带工作信息传输给所述总控站。

3.根据权利要求2所述的长皮带输送机系统，其特征在于，所述分布式系统与所述总控站之间为光纤通信连接。

4.根据权利要求3所述的长皮带输送机系统，其特征在于，所述分布式系统包括：

单模光纤模块，用于与所述总控站之间建立光纤通信连接。

5.根据权利要求2所述的长皮带输送机系统，其特征在于，所述皮带工作信息包括：

长皮带输送机的拉绳信号和跑偏信号；

所述I/O站至少连接有：

拉绳开关，用于采集所述长皮带输送机的拉绳信号；

跑偏开关，用于采集所述长皮带输送机的跑偏信号。

6.根据权利要求2所述的长皮带输送机系统，其特征在于，所述总控站包括：

多个变频器；

每一个变频器对应连接一个驱动电机，用于向对应连接的驱动电机供电。

7.根据权利要求6所述的长皮带输送机系统，其特征在于，所有变频器一端通过电缆连接同一根电源母线，另一端通过电缆分别与对应控制的驱动电机连接。

8.根据权利要求7所述的长皮带输送机系统，其特征在于，所述电源母线的供电电压为690V。

9.根据权利要求7所述的长皮带输送机系统，其特征在于，各变频器与对应的驱动电机之间的电缆沿所述长皮带输送机的动力桥架敷设。

10.根据权利要求6所述的长皮带输送机系统，其特征在于，所述总控站还包括：

总控系统，用于接收并显示所述皮带工作信息；

还用于下发用户触发的控制指令到所述I/O站和/或各变频器。

说明书：长皮带输送机系统技术领域

本实用新型涉及皮带机输送技术领域，具体地涉及一种长皮带输送机系统。

背景技术

由于水泥、矿山行业生产的特性，原材料矿山距主生产厂区常常有较远的距离。随着长距离输送皮带机制造技术和设计理念的成熟，几公里、十几公里甚至几十公里的皮带机在水泥厂中的应用越来越多。皮带机适宜输送的物料非常广泛，水泥厂中的石灰石、原煤、熟料、砂岩、粘土等块状物料几乎都可以用皮带机输送。所以，在现代化水泥生产熟料生产中，对原材料的输送，采用长皮带输送方案已成为一种普遍的解决方案。但是，在现有的长皮带输送机系统中，主要采用的是380V供电方式进行驱动电机供电，但是这种方式会带来很大的电压降，使得不仅无法准确有效的进行电机速度控制，还会造成极大的能耗损失。虽然可以通过选择更大尺寸的电源线缆解决一定的压降问题，但会造成极大的成本增加，且对于速度控制效果并没有得到很好的改善。进一步的，长皮带输送机因为工作距离很长，使得沿线发生故障的概率增大，即使很小的跑偏误差，放到长距离输送中，可能引发更大的皮带跑偏情况，使得工作效率降低，甚至造成输送机损坏。针对现有长皮带控制方案存在的诸多弊端，需要创造一种新的长皮带输送机系统。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的是提供一种长皮带输送机系统，该设备解决了现有长皮带输送系统存在的功耗大、工作效率低的问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供一种长皮带输送机系统，所述长皮带输送机系统包括：设置于长皮带输送机端头的多个母排连接的驱动电机；以及沿长皮带输送机布设方向间隔分布的多个分控站；所述分控站用于采集长皮带输送机的实时皮带工作信息，并将所述皮带工作信息传输到总控站；各分控站与总控站直接通信连接。

可选的，所述分控站为I/O站，包括：交换机和分布式系统；所述交换机用于将所述皮带工作信息传输给所述分布式系统；所述分布式系统用于将所述皮带工作信息传输给所述总控站。

可选的，所述分布式系统与所述总控站之间为光纤通信连接。

可选的，所述分布式系统包括：单模光纤模块，用于与所述总控站之间建立光纤通信连接。

可选的，所述皮带工作信息包括：长皮带输送机的拉绳信号和跑偏信号；

所述I/O站至少连接有：拉绳开关，用于采集所述长皮带输送机的拉绳信号；跑偏开关，用于采集所述长皮带输送机的跑偏信号。

可选的，所述总控站包括：多个变频器；每一个变频器对应连接一个驱动电机，用于向对应连接的驱动电机供电。

可选的，所有变频器一端通过电缆连接同一根电源母线，另一端通过电缆分别与对应控制的驱动电机连接。

可选的，所述电源母线的供电电压为690V。

可选的，各变频器与对应的驱动电机之间的电缆沿所述长皮带输送机的动力桥架敷设。

可选的，所述总控站还包括：总控系统，用于接收并显示所述皮带工作信息；还用于下发用户触发的控制指令到所述I/O站和/或各变频器。

通过上述技术方案，本实用新型方案创造了一种新的长皮带输送机系统，核心理念为，通过带690V母线变频的控制方式进行长皮带输送机系统供电控制，且延长皮带输送间隔布置多个I/O站，不仅通过增压的方式解决了压降问题和速度控制难度大的问题，还解决了长皮带输送机工作距离过大，运行状态难以监控和把握的问题。

本实用新型实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型实施例，但并不构成对本实用新型实施例的限制。在附图中：

图1是本实用新型一种实施方式提供的长皮带输送机系统结构图。

附图标记说明

10-驱动电机；20-分控站；30-长皮带输送机；40-电源母线。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型实施例，并不用于限制本实用新型实施例。

在本实用新型实施例中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系。

术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平、竖直或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

此外，“大致”、“基本”等用语旨在说明相关内容并不是要求绝对的精确，而是可以有一定的偏差。例如：“大致相等”并不仅仅表示绝对的相等，由于实际生产、操作过程中，难以做到绝对的“相等”，一般都存在一定的偏差。因此，除了绝对相等之外，“大致等于”还包括上述的存在一定偏差的情况。以此为例，其他情况下，除非有特别说明，“大致”、“基本”等用语均为与上述类似的含义。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

由于水泥、矿山行业生产的特性，原材料矿山距主生产厂区常常有较远的距离。随着长距离输送皮带机制造技术和设计理念的成熟，几公里、十几公里甚至几十公里的皮带机在水泥厂中的应用越来越多。皮带机适宜输送的物料非常广泛，水泥厂中的石灰石、原煤、熟料、砂岩、粘土等块状物料几乎都可以用皮带机输送。所以，在现代化水泥生产熟料生产中，对原材料的输送，采用长皮带输送方案已成为一种普遍的解决方案。

但是，在现有的长皮带输送机30系统中，主要采用的是380V供电方式进行驱动电机10供电，但是这种方式会带来很大的电压降，使得不仅无法准确有效的进行电机速度控制，还会造成极大的能耗损失。虽然可以通过选择更大尺寸的电源线缆解决一定的压降问题，但会造成极大的成本增加，且对于速度控制效果并没有得到很好的改善。进一步的，长皮带输送机30因为工作距离很长，使得沿线发生故障的概率增大，即使很小的跑偏误差，放到长距离输送中，可能引发更大的皮带跑偏情况，使得工作效率降低，甚至造成输送机损坏。针对现有长皮带输送机30存在的问题，本实用新型方案创造了一种新的长皮带输送机30系统，核心理念为，通过带690V母线变频的控制方式进行长皮带输送机30系统供电控制，且延长皮带输送间隔布置多个I/O站，不仅通过增压的方式解决了压降问题和速度控制难度大的问题，还解决了长皮带输送机30工作距离过大，运行状态难以监控和把握的问题。

请参照图1，本实施例提供一种长皮带输送机30系统，所述长皮带输送机30系统包括：长皮带输送机30端头多个母排连接的驱动电机10；以及延长皮带输送机30间隔分布的多个分控站20；其中，所述分控站20用于采集长皮带输送机30的实时皮带工作信息，并将所述实时皮带工作信息传输到总控站；各分控站20与总控站直接通信连接。

在本实用新型实施例中，电流通过用电设备后(电阻)，其设备两端产生的压差称其为电压降。进行电压降估算时，因为电压损失计算与较多的因素有关，所以计算较复杂。简单来说，线路压降与线路长度负相关，与线路截面积正相关，对应与过流电流负相关。所以，在保持长皮带输送机30系统的运载能力不变的前提下，即做功功率不变的前提下，电流越小，对应的压降也越小，所以对应的电压也就越大。这与高压输电以减少电能损耗的原理类似，基于此，在保持线路不变的前提下，提高供电电压，可以有效解决压降的问题。

进一步的，长皮带输送机30系统的工作距离很长，对应转运的东西负重也很大，每小时的输送量能够达到几千吨，所以可以预见的时，单位时间对外做功量很大。而长皮带输送机30的动力来源为皮带端头的驱动电机10，也就表示驱动电机10的额定功率必须很大。若仅通过一个驱动电机10进行皮带驱动，且不确定是否存在符合需求的驱动电机10，即使存在，其额定功率将会非常大，对应的电机成本也将会变得很大。所以进行长皮带输送时，往往存在多个驱动电机10，每一个驱动电机10的额定功率都不需要很高，但多个驱动电机10同时做功不仅可以满足生产需求，对应的构建成本也不会太高。而为了便于进行多台驱动电机10同时驱动和保证输出功率一致，优选的，本实用新型方案进行多个驱动电机10连接时，是通过母排连接的方式进行供电连接的。及将各驱动电机10连接在同一个电源母线40上，互相之前不存在串接关系。上述已知，电流通过用电设备后(电阻)，其设备两端产生的压差称其为电压降，若各电机串接，势必会增大电压降，使得多个电机的实际供电电压存在区别，也就无法保证多个电机同步控制的步调一致了。

所以，本实用新型方案，通过增大供电电压和多电机母排连接方案，从两个方案降低了电压降，使得各驱动电机10的供电电压一致，无论是多电器同步调控制，还是降低功耗，均具有显著的意义。

优选的，所述分控站20为：I/O站，包括：交换机和分布式系统；其中，所述交换机用于将所述皮带工作信息传输给所述分布式系统；所述分布式系统用于将所述皮带工作信息传输给所述总控站。

在本实用新型实施中，i意为input；o意为output。i/o站是现场总线控制系统中的一部分，在有些应用中，这些I/O站置于现场，从而减少布线工程成本。PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分(I/O)完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O站应用十分广泛，本实用新型将其应用到长皮带输送机30沿途检测中。为了保证长皮带输送机30的全线路检测，优选的，设置的多个I/O站间隔布置，因为传动带跑偏为一个联动关系，其在一端距离内的影响是联动的，所以基于一定间隔的I/O站进行状态采集，可以完全了解对应区段的皮带工作情况，而不需要沿途每个位置均设置对应的传感器。站内设置光交换机一台，将长皮带拉绳，跑偏等信号接入I/O系统，通过光交换机转换成光电信号后最终送入电力室内长皮带控制柜的内主控PLC上。

优选的，所述分布式系统与所述总控站之间为光纤通信连接。

在本实用新型实施例中，单模光纤(SingleModeFiber)是只能在指定波长下传插一种模式的光纤，中心玻璃芯很细(芯径一般为9或10μm)，因此，其模间色散很小，适用于远程通讯，但还存在着材料色散和波导色散，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。光纤通信相对于传统电磁通信具有容量大、远距离传输能力强、保密性好、适应能力强等优势。而且光纤体积小，易于施工和维护，原材料价格也比较低。真是因为光纤通信存在的诸多优点，其对于长皮带输送机30长距离控制和保证稳定有效控制方面，具有显著的意义。

优选的，所述皮带工作信息包括：长皮带输送机30的拉绳信号和跑偏信号；所述I/O站至少连接有：拉绳开关，用于采集所述长皮带输送机30的拉绳信号；跑偏开关，用于采集所述长皮带输送机30的跑偏信号。

在本实用新型实施例中，在长皮带输送机30上，每个时刻都存在大量的转运物料，任何故障信息均可能因为高负载而发展为更大的故障，所以为了保证系统稳定有效进行，皮带运行状态监测是必不可少的。皮带运行方向一致，对应的功耗才能最小，对于动力机构和传动机构的保护性也更好，若皮带发生跑偏，其一定会与传统的动力结构形成一定的扭矩，该扭矩极易造成动力机构损伤。拉绳信号为长皮带输送机30的紧急关停信号，基于该触发信号及时关闭驱动电机10是保护皮带结构的重要技术步骤，所以，需要准确即使采集该出发信号，以保证存在紧急停车需求时，对应的驱动电机10能够在允许时间范围内完全关停。

优选的，所述总控站包括：多个变频器；其中，每一个变频器对应连接一个驱动电机10，用于向对应连接的驱动电机10供电。

在本实用新型实施例中，长皮带输送机30在实际应用过程中，存在一定的速度控制需求，例如生产设备的输入量有限，若传动速度过快，容易造成接收端堵塞。而对应速度控制，便是基于用户的控制需求，将对应的控制指令发送到变频器中，变频器基于需求速度调整驱动电机10的供电信息，实现多驱动电机10的同步控制。

优选的，所有变频器一端通过电缆连接同一根电源母线40上，另一端通过电缆分别与对应控制的驱动电机10连接。

优选的，所述电源母线40的供电电压为690V。

在本实用新型实施例中，上述一直，理论上电压越大，对应的压降也就越小。但在实际应用过程中，一方面需要考虑长皮带输送机30的实际功耗需求，若一味增大电压，驱动电机10的输出功率远远大于实际生产的功率，其造成的功耗相对于压降变得更大，也就与本实用新型方案需要解决的技术问题相悖了。另一方面，需要考虑系统构建成本，电机的额定功率型号相对固定，应用越广泛的电机，其采购成本也会相应降低。若基于最佳的电压进行电机设计，其需求的成本也就远远大于本申请方案所能缩减的成本了。所以，综合考量实际需求功率和系统构建成本，最优选的，选择驱动电机10的供电电压为690V，对应电机的额定电压也为690V。

优选的，各变频器与对应驱动电机10之间的电缆延所述长皮带输送机30的动力桥架敷设。

在本实用新型实施例中，一方面为了减少重新架设电缆桥架索要付出的构建成本，另一方面为了保护变频器与对应驱动电机10之间的电缆，本实用信息方案进行变频器与对应驱动电机10之间的电缆敷设时，延所述长皮带输送机30的动力桥架敷设。因为电机工作期间震动不可避免，发生皮带跑遍后若造成动力结构损坏，使得驱动电机10与独立桥架之间的错位方向不同，反而容易造成线缆拉伸损坏的情况，将其敷设在动力桥架上，可以随着动力结构一起移动，无论是经济性还是安全性，均能得到保障。

优选的，所述总控站还包括：总控系统，用于接收并显示所述皮带工作信息；还用于下发用户触发的控制指令到所述I/O站和/或各变频器。

以上结合附图详细描述了本实用新型实施例的可选实施方式，但是，本实用新型实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型实施例的技术构思范围内，可以对本实用新型实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本实用新型实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型实施例的思想，其同样应当视为本实用新型实施例所公开的内容。