專利名稱：用于皮帶輸送裝置的控制系統(tǒng)及皮帶輸送裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，具體涉及一種皮帶輸送裝置。
背景技術(shù)：
在工程技術(shù)行業(yè)中，經(jīng)常用到皮帶輸送裝置，皮帶輸送裝置是一種由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的 連續(xù)運(yùn)輸裝置(設(shè)備)。在工程技術(shù)行業(yè)中大宗塊狀、粒狀和散裝物料或成件物料輸送十分 有效的手段，特別是在浙青混凝土、水泥混凝土等的生產(chǎn)過(guò)程中，石料、沙料等粒狀散裝原 材料必須經(jīng)過(guò)某種輸送裝置輸送到一定位置才能進(jìn)入后續(xù)工序進(jìn)行生產(chǎn)，因此為了實(shí)現(xiàn)石 料、沙料等原材料方便、快捷及連續(xù)不間斷的輸送，一般情況下都會(huì)使用皮帶輸送裝置。目前所使用的皮帶輸送裝置其電機(jī)轉(zhuǎn)速是恒定不變的，皮帶輸送電機(jī)一旦啟動(dòng)后 便迅速以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，在工作過(guò)程中無(wú)法根據(jù)具體工況條件進(jìn)行自身速度調(diào)節(jié)，一般通 過(guò)改變皮帶輸送裝置前端或后端機(jī)構(gòu)的工作狀況間接實(shí)現(xiàn)皮帶輸送機(jī)的速度調(diào)節(jié)，如降低 皮帶輸送裝置前端機(jī)構(gòu)的工作效率，提高皮帶輸送裝置后端機(jī)構(gòu)的工作效率等，目前所使 用的皮帶輸送裝置的輸送工序是這樣的各種粒徑的物料或成件物料等經(jīng)某種前端裝置輸 送或直接投入到輸送皮帶上，然后經(jīng)過(guò)恒速運(yùn)輸，輸送到某種后端裝置進(jìn)行后續(xù)工序的處 理。在這種情況下，當(dāng)皮帶輸送裝置的前端機(jī)構(gòu)工作狀況發(fā)生變化，如原材料或成件物料 供給的短暫性斷缺或短暫性過(guò)量供應(yīng)；或后續(xù)工序的變化而容易造成皮帶輸送機(jī)的缺料、 堆料甚至溢料，使皮帶輸送機(jī)負(fù)載不平衡，波動(dòng)較大，并造成原材料的浪費(fèi)或成件物料的損 壞等，嚴(yán)重影響皮帶輸送裝置的工作效率以及成套設(shè)備的生產(chǎn)效率。另外，由于皮帶輸送裝 置采用皮帶輸送的方式輸送物料，皮帶本身的固有屬性決定了皮帶內(nèi)將儲(chǔ)存大量的彈性勢(shì) 能，在皮帶輸送電機(jī)啟動(dòng)或停止過(guò)程中，儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能將在皮帶內(nèi)部產(chǎn)生張力波，該張力 波的存在對(duì)皮帶自身及附屬機(jī)構(gòu)將造成損害，降低皮帶輸送裝置的使用壽命。在現(xiàn)有的技 術(shù)方案中，皮帶輸送電機(jī)采用直接啟動(dòng)的方式，啟動(dòng)時(shí)間較短、啟動(dòng)電流較大，皮帶中儲(chǔ)存 的彈性勢(shì)能瞬間釋放，形成較大的張力波，對(duì)皮帶輸送裝置產(chǎn)生沖擊，影響使用壽命。由于這一類型的皮帶輸送裝置無(wú)法對(duì)自身運(yùn)行速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，所以必須嚴(yán)密監(jiān)控 其前端或后端機(jī)構(gòu)的工況以使皮帶輸送裝置處于或接近最佳工作狀況，尤其是當(dāng)皮帶輸送 裝置前端或后端機(jī)構(gòu)的工作情況發(fā)生變化時(shí)，對(duì)恒速運(yùn)行的皮帶輸送裝置將造成影響，其 影響甚至可能是致命的，具有系統(tǒng)自動(dòng)化、智能化以及自適應(yīng)程度低下，皮帶裝置的保護(hù)不 充分，電機(jī)缺乏軟啟停保護(hù)等缺點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種可對(duì)皮帶輸送電機(jī)的開環(huán)或者閉 環(huán)控制，送料性能好、送料效率高、速度響應(yīng)迅速、控制精確實(shí)時(shí)可靠、可延長(zhǎng)皮帶及其附屬 機(jī)構(gòu)的使用壽命的用于皮帶輸送裝置的控制系統(tǒng)及皮帶輸送裝置。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為—種用于皮帶輸送裝置的控制系統(tǒng)，它包括相互連接的控制器和電機(jī)控制單元，所述電機(jī)控制單元包括轉(zhuǎn)速采集單元和轉(zhuǎn)速控制單元，所述轉(zhuǎn)速采集單元采集皮帶輸送電 機(jī)的轉(zhuǎn)速信息并輸出至控制器，所述控制器根據(jù)轉(zhuǎn)速采集單元輸出的檢測(cè)信號(hào)通過(guò)轉(zhuǎn)速控 制單元控制所述皮帶輸送電機(jī)的轉(zhuǎn)速。作為本實(shí)用新型用于皮帶輸送裝置的控制系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)所述電機(jī)控制單元為變頻器。所述控制器為PLC控制器。所述控制器與一個(gè)主控單元相連，所述主控單元為輸入裝置或者工控計(jì)算機(jī)。本實(shí)用新型還提供一種皮帶輸送裝置，包括皮帶輸送電機(jī)、主動(dòng)輪、皮帶以及控制 系統(tǒng)，所述皮帶輸送電機(jī)通過(guò)主動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)皮帶，所述皮帶輸送電機(jī)受控制系統(tǒng)的控制，所述 控制系統(tǒng)為上述用于皮帶輸送裝置的控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型具有下述優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型的用于皮帶輸送裝置的控制系統(tǒng)的電機(jī)控制單元包括轉(zhuǎn)速采集單元 和轉(zhuǎn)速控制單元，可對(duì)皮帶輸送電機(jī)的開環(huán)或者閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)皮帶輸送電機(jī)的手動(dòng)或者 自動(dòng)速度調(diào)節(jié)，具有送料性能好、送料效率高、速度響應(yīng)迅速、控制精確實(shí)時(shí)可靠、可延長(zhǎng)皮 帶及其附屬機(jī)構(gòu)的使用壽命的優(yōu)點(diǎn)；電機(jī)控制單元為變頻器，能夠?qū)?jīng)控制器處理過(guò)的數(shù) 據(jù)快速響應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)皮帶輸送電機(jī)的變頻調(diào)速控制，實(shí)現(xiàn)皮帶傳送電機(jī)(Γ最高頻率范圍 的速度調(diào)節(jié)，確保了系統(tǒng)的高實(shí)時(shí)性、高可靠性，可以根據(jù)具體工作狀況對(duì)皮帶輸送裝置進(jìn) 行速度調(diào)節(jié)，防止皮帶輸送機(jī)因堆料、溢料及缺料等現(xiàn)象所造成的材料浪費(fèi)或成件物料損 壞的發(fā)生，保證皮帶輸送裝置處于最佳狀況或在最佳狀況達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡；控制器為PLC控 制器，能夠快速處理數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互；主控單元為輸入裝置或者工控計(jì)算機(jī)，工控計(jì)算 機(jī)能夠?qū)崟r(shí)顯示變頻器的頻率數(shù)據(jù)、故障信息等，并能夠?qū)ψ冾l器的頻率進(jìn)行有級(jí)分檔或 無(wú)級(jí)連續(xù)調(diào)整。本實(shí)用新型的皮帶輸送裝置由于具備上述用于皮帶輸送裝置的控制系統(tǒng)，因此也 應(yīng)當(dāng)具備上述用于皮帶輸送裝置的控制系統(tǒng)的所有優(yōu)點(diǎn)。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例用于皮帶輸送裝置的控制系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例用于皮帶輸送裝置的控制系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例皮帶輸送裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖例說(shuō)明1、主控單元；11、總線通訊線纜；2、控制器；3、電機(jī)控制單元；31、轉(zhuǎn)速 采集單元；32、轉(zhuǎn)速控制單元；33、線纜；4、皮帶輸送電機(jī)；41、電力線纜；5、主動(dòng)輪；6、皮
市ο
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例的用于皮帶輸送裝置的控制系統(tǒng)包括相互連接的 控制器2和電機(jī)控制單元3，電機(jī)控制單元3包括轉(zhuǎn)速采集單元31和轉(zhuǎn)速控制單元32，轉(zhuǎn) 速采集單元31采集皮帶輸送電機(jī)4的轉(zhuǎn)速信息并輸出至控制器2，控制器2根據(jù)轉(zhuǎn)速采集 單元31輸出的檢測(cè)信號(hào)通過(guò)轉(zhuǎn)速控制單元32控制皮帶輸送電機(jī)4的轉(zhuǎn)速。本實(shí)施例中，控制器2根據(jù)給定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速結(jié)合皮帶輸送電機(jī)4的當(dāng)前轉(zhuǎn)速信息通過(guò)轉(zhuǎn)速控制單元32控制皮帶輸送電機(jī)4的轉(zhuǎn)速。如圖2所示，控制器2通過(guò)總線通訊 線纜11與主控單元1相連、通過(guò)線纜33和電機(jī)控制單元3相連，轉(zhuǎn)速控制單元32通過(guò)電 力線纜41與皮帶輸送電機(jī)4相連，線纜33優(yōu)選采用屏蔽線纜，以減少噪聲或者外部信號(hào)的 干擾?？刂破?與一個(gè)主控單元1相連，主控單元1為輸入裝置或者工控計(jì)算機(jī)，本實(shí)施例 中，主控單元1為工控計(jì)算機(jī)，完成皮帶輸送裝置的狀態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)記錄、保存、實(shí)時(shí)顯示 等功能，控制器2通過(guò)總線通訊線纜11將皮帶輸送裝置的各種狀態(tài)和數(shù)據(jù)傳送到主控單元 1上，然后保存在該主控單元1的數(shù)據(jù)庫(kù)中。控制器2為PLC控制器，PLC控制器具有邏輯 判斷、數(shù)據(jù)計(jì)算、動(dòng)作控制、傳輸通訊等功能。電機(jī)控制單元3采用變頻器，變頻器可以直接 獲取皮帶輸送電機(jī)4的當(dāng)前運(yùn)行頻率，并可以實(shí)現(xiàn)對(duì)皮帶輸送電機(jī)4的有級(jí)分檔或者無(wú)極 連續(xù)變頻調(diào)速控制。本實(shí)施例中，控制器2具體完成如下功能通過(guò)皮帶輸送電機(jī)4控制整個(gè)皮帶輸送 裝置的啟動(dòng)或停止操作；根據(jù)需要選擇開環(huán)或閉環(huán)控制方式，即可以選擇手動(dòng)速度調(diào)節(jié)方 式或自動(dòng)速度調(diào)節(jié)方式；接收來(lái)自轉(zhuǎn)速采集單元31采集的皮帶輸送電機(jī)4的轉(zhuǎn)速反饋信 號(hào)，接收來(lái)自皮帶輸送電機(jī)4前端和后端機(jī)構(gòu)的運(yùn)行參數(shù)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理；根據(jù)需 要選擇皮帶輸送電機(jī)4的有級(jí)分檔調(diào)速形式或無(wú)級(jí)連續(xù)調(diào)速形式；當(dāng)需要調(diào)整皮帶輸送電 機(jī)4的運(yùn)行速度時(shí)，從主控單元1可給出具體頻率值，控制器2則接收來(lái)自主控單元1的目 標(biāo)轉(zhuǎn)速；獲取皮帶輸送的前端運(yùn)行參數(shù)和后端運(yùn)行參數(shù)，用于主控單元1進(jìn)行分析處理、實(shí) 時(shí)顯示、存儲(chǔ)、報(bào)警提示等功能。電機(jī)控制單元3用于皮帶輸送電機(jī)4的變速控制，可實(shí)現(xiàn) 的有機(jī)分檔或者無(wú)機(jī)連續(xù)變頻調(diào)速控制，實(shí)現(xiàn)皮帶傳送電機(jī)4在(Γ最高頻率的范圍內(nèi)的速 度調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)速采集單元31采集的是皮帶輸送電機(jī)4的運(yùn)行頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速信號(hào)的檢測(cè)，轉(zhuǎn) 速控制單元32產(chǎn)生指定頻率的信號(hào)并輸出給皮帶輸送電機(jī)4控制皮帶輸送電機(jī)4的轉(zhuǎn)速。 控制器2通過(guò)線纜33采集轉(zhuǎn)速采集單元31輸出的運(yùn)行頻率，然后將數(shù)據(jù)通過(guò)總線通訊線 纜11傳送到主控單元1進(jìn)行顯示、保存等相關(guān)處理；同時(shí)控制器2亦可以將主控單元1所 輸入的具體頻率數(shù)值轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)，然后通過(guò)線纜33傳輸?shù)诫姍C(jī)控制單元3以實(shí)現(xiàn)對(duì) 皮帶輸送電機(jī)4的調(diào)節(jié)和控制。當(dāng)選擇皮帶輸送電機(jī)4的閉環(huán)速度調(diào)節(jié)方式時(shí)，電機(jī)控制 單元3又可以接收來(lái)自主控單元1的頻率輸入信號(hào)，皮帶輸送電機(jī)4的速度反饋信號(hào)，以及 皮帶輸送電機(jī)4前端或后端機(jī)構(gòu)的運(yùn)行參數(shù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理自動(dòng)調(diào)節(jié)皮帶輸送電 機(jī)4的運(yùn)行速度。電機(jī)控制單元3對(duì)控制器2的控制信號(hào)做出響應(yīng)，可以完成啟動(dòng)、停機(jī)、 頻率調(diào)節(jié)等方面的功能。本實(shí)用新型用于皮帶輸送裝置的控制系統(tǒng)的工作過(guò)程如下在運(yùn)行過(guò)程中，控制器2響應(yīng)主控單元1的人機(jī)交互界面輸入的具體頻率數(shù)值，控 制器2對(duì)該數(shù)值進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，然后輸出標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)至電機(jī)控制單元3，實(shí)現(xiàn)皮帶輸送裝置 的變頻控制，主控單元1的人機(jī)交互界面既能夠?qū)崟r(shí)顯示皮帶輸送電機(jī)當(dāng)前的運(yùn)行頻率， 又能夠?qū)ζл斔脱b置變頻器的頻率進(jìn)行調(diào)整，并能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)皮帶輸送電機(jī)、變頻器的故 障報(bào)警、實(shí)時(shí)診斷等功能，電機(jī)控制單元3亦能對(duì)主控單元1所選擇的調(diào)速形式做出響應(yīng)當(dāng)選擇開環(huán)速度調(diào)節(jié)方式時(shí)，控制器2自動(dòng)切斷電機(jī)控制單元3的速度反饋信號(hào) 以及皮帶輸送電機(jī)4前端及后端機(jī)構(gòu)的運(yùn)行參數(shù)信號(hào)，控制器2僅接收來(lái)自主控單元1的 頻率輸入信號(hào)，并對(duì)該信號(hào)進(jìn)行處理，控制皮帶輸送電機(jī)4的運(yùn)行速度。當(dāng)選擇閉環(huán)速度調(diào)節(jié)方式時(shí)，控制器2接收來(lái)自主控單元1的頻率輸入信號(hào)、皮帶輸送電機(jī)4的速度反饋信號(hào)，以及皮帶輸送電機(jī)4前端和后端機(jī)構(gòu)的運(yùn)行參數(shù)信號(hào)，并對(duì)數(shù) 據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理，對(duì)皮帶輸送電機(jī)4的運(yùn)行速度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。當(dāng)主控單元1給出皮帶輸送電機(jī)4啟動(dòng)或停止指令后，控制器2迅速響應(yīng)，并通過(guò) 線纜33將該開關(guān)量信號(hào)傳輸?shù)诫姍C(jī)控制單元3，進(jìn)行相應(yīng)的軟啟停處理。當(dāng)皮帶輸送機(jī)啟動(dòng)時(shí)，控制器2通過(guò)設(shè)置較小的啟動(dòng)頻率，從而使得皮帶輸送電 機(jī)4需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能達(dá)到預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速，即可以實(shí)現(xiàn)皮帶輸送裝置的低速軟啟動(dòng)，可以降 低皮帶彈性勢(shì)能形成的張力波對(duì)皮帶及附屬機(jī)構(gòu)的影響。當(dāng)皮帶輸送機(jī)停機(jī)時(shí)，控制器2通過(guò)設(shè)置較小的停止頻率，從而使得皮帶輸送電 機(jī)4需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能達(dá)到停止?fàn)顟B(tài)，即可以實(shí)現(xiàn)皮帶輸送電機(jī)的低速軟停機(jī)，同樣可 以降低皮帶彈性勢(shì)能形成的張力波對(duì)皮帶及附屬機(jī)構(gòu)的影響。依據(jù)本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的可變頻調(diào)速控制的皮帶輸送裝置可根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)皮帶 輸送機(jī)有級(jí)分檔調(diào)速方式或無(wú)級(jí)連續(xù)調(diào)速方式，并可根據(jù)具體工作情況對(duì)皮帶輸送電機(jī)進(jìn) 行變頻調(diào)速，從而使皮帶輸送裝置的工作狀況處于最佳狀況或在最佳狀況達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡， 可實(shí)現(xiàn)皮帶輸送電機(jī)的低速軟啟動(dòng)、軟停機(jī)，降低皮帶彈性勢(shì)能形成的張力波對(duì)皮帶及附 屬機(jī)構(gòu)的損害，有效地提高皮帶輸送裝置工作效率、降低能耗、降低設(shè)備磨損、延長(zhǎng)設(shè)備的 使用壽命等。 如圖3所示，本實(shí)用新型實(shí)施例的皮帶輸送裝置包括皮帶輸送電機(jī)4、主動(dòng)輪5、皮 帶6以及控制系統(tǒng)，皮帶輸送電機(jī)4通過(guò)主動(dòng)輪5驅(qū)動(dòng)皮帶6，皮帶輸送電機(jī)4受控制系統(tǒng) 的控制，控制系統(tǒng)為上述用于皮帶輸送裝置的控制系統(tǒng)。皮帶輸送電機(jī)4以一定速度運(yùn)行 時(shí)帶動(dòng)主動(dòng)輪5轉(zhuǎn)動(dòng)，從而皮帶6將跟隨主動(dòng)輪5以相同速度運(yùn)行。 以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅局限于 上述實(shí)施例，凡屬于本實(shí)用新型思路下的技術(shù)方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指 出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理前提下的若干改進(jìn)和 潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種用于皮帶輸送裝置的控制系統(tǒng)，其特征在于它包括相互連接的控制器(2)和 電機(jī)控制單元(3 )，所述電機(jī)控制單元(3 )包括轉(zhuǎn)速采集單元(31)和轉(zhuǎn)速控制單元(32 )，所 述轉(zhuǎn)速采集單元(31)采集皮帶輸送電機(jī)(4)的轉(zhuǎn)速信息并輸出至控制器(2)，所述控制器 (2)根據(jù)轉(zhuǎn)速采集單元(31)輸出的檢測(cè)信號(hào)通過(guò)轉(zhuǎn)速控制單元(32)控制所述皮帶輸送電 機(jī)(4)的轉(zhuǎn)速。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于皮帶輸送裝置的控制系統(tǒng)，其特征在于所述電機(jī)控制 單元(3)為變頻器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于皮帶輸送裝置的控制系統(tǒng)，其特征在于所述控制 器(2)為PLC控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于皮帶輸送裝置的控制系統(tǒng)，其特征在于所述控制器(2) 與一個(gè)主控單元(1)相連，所述主控單元(1)為輸入裝置或者工控計(jì)算機(jī)。
5.一種皮帶輸送裝置，包括皮帶輸送電機(jī)(4)、主動(dòng)輪(5)、皮帶(6)以及控制系統(tǒng)，所 述皮帶輸送電機(jī)(4 )通過(guò)主動(dòng)輪(5 )驅(qū)動(dòng)皮帶(6 )，所述皮帶輸送電機(jī)(4 )受控制系統(tǒng)的控 制，其特征在于所述控制系統(tǒng)為權(quán)利要求1 4任意一項(xiàng)所述的用于皮帶輸送裝置的控制 系統(tǒng)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于皮帶輸送裝置的控制系統(tǒng)及皮帶輸送裝置，控制系統(tǒng)包括相互連接的控制器和電機(jī)控制單元，所述電機(jī)控制單元包括轉(zhuǎn)速采集單元和轉(zhuǎn)速控制單元，所述轉(zhuǎn)速采集單元采集皮帶輸送電機(jī)的轉(zhuǎn)速信息并輸出至控制器，所述控制器根據(jù)轉(zhuǎn)速采集單元輸出的檢測(cè)信號(hào)通過(guò)轉(zhuǎn)速控制單元控制所述皮帶輸送電機(jī)的轉(zhuǎn)速；皮帶輸送裝置包括皮帶輸送電機(jī)、皮帶、主動(dòng)輪、以及上述控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型可對(duì)皮帶輸送電機(jī)的開環(huán)或者閉環(huán)控制，具有送料性能好、送料效率高、速度響應(yīng)迅速、控制精確實(shí)時(shí)可靠、可延長(zhǎng)皮帶及其附屬機(jī)構(gòu)的使用壽命的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B65G43/00GK201857103SQ20102057906
公開日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2010年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月27日
發(fā)明者吳紫暉, 王征, 趙繼成 申請(qǐng)人:三一重工股份有限公司