专利名称：用于皮带输送装置的控制系统及皮带输送装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工程机械领域，具体涉及一种皮带输送装置。
背景技术：
在工程技术行业中，经常用到皮带输送装置，皮带输送装置是一种由电机驱动的 连续运输装置(设备)。在工程技术行业中大宗块状、粒状和散装物料或成件物料输送十分 有效的手段，特别是在浙青混凝土、水泥混凝土等的生产过程中，石料、沙料等粒状散装原 材料必须经过某种输送装置输送到一定位置才能进入后续工序进行生产，因此为了实现石 料、沙料等原材料方便、快捷及连续不间断的输送，一般情况下都会使用皮带输送装置。目前所使用的皮带输送装置其电机转速是恒定不变的，皮带输送电机一旦启动后 便迅速以额定转速运行，在工作过程中无法根据具体工况条件进行自身速度调节，一般通 过改变皮带输送装置前端或后端机构的工作状况间接实现皮带输送机的速度调节，如降低 皮带输送装置前端机构的工作效率，提高皮带输送装置后端机构的工作效率等，目前所使 用的皮带输送装置的输送工序是这样的各种粒径的物料或成件物料等经某种前端装置输 送或直接投入到输送皮带上，然后经过恒速运输，输送到某种后端装置进行后续工序的处 理。在这种情况下，当皮带输送装置的前端机构工作状况发生变化，如原材料或成件物料 供给的短暂性断缺或短暂性过量供应；或后续工序的变化而容易造成皮带输送机的缺料、 堆料甚至溢料，使皮带输送机负载不平衡，波动较大，并造成原材料的浪费或成件物料的损 坏等，严重影响皮带输送装置的工作效率以及成套设备的生产效率。另外，由于皮带输送装 置采用皮带输送的方式输送物料，皮带本身的固有属性决定了皮带内将储存大量的弹性势 能，在皮带输送电机启动或停止过程中，储存的弹性势能将在皮带内部产生张力波，该张力 波的存在对皮带自身及附属机构将造成损害，降低皮带输送装置的使用寿命。在现有的技 术方案中，皮带输送电机采用直接启动的方式，启动时间较短、启动电流较大，皮带中储存 的弹性势能瞬间释放，形成较大的张力波，对皮带输送装置产生冲击，影响使用寿命。由于这一类型的皮带输送装置无法对自身运行速度进行调节，所以必须严密监控 其前端或后端机构的工况以使皮带输送装置处于或接近最佳工作状况，尤其是当皮带输送 装置前端或后端机构的工作情况发生变化时，对恒速运行的皮带输送装置将造成影响，其 影响甚至可能是致命的，具有系统自动化、智能化以及自适应程度低下，皮带装置的保护不 充分，电机缺乏软启停保护等缺点。
实用新型内容本实用新型针对上述现有技术的缺点，提供一种可对皮带输送电机的开环或者闭 环控制，送料性能好、送料效率高、速度响应迅速、控制精确实时可靠、可延长皮带及其附属 机构的使用寿命的用于皮带输送装置的控制系统及皮带输送装置。为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为—种用于皮带输送装置的控制系统，它包括相互连接的控制器和电机控制单元，所述电机控制单元包括转速采集单元和转速控制单元，所述转速采集单元采集皮带输送电 机的转速信息并输出至控制器，所述控制器根据转速采集单元输出的检测信号通过转速控 制单元控制所述皮带输送电机的转速。作为本实用新型用于皮带输送装置的控制系统的进一步改进所述电机控制单元为变频器。所述控制器为PLC控制器。所述控制器与一个主控单元相连，所述主控单元为输入装置或者工控计算机。本实用新型还提供一种皮带输送装置，包括皮带输送电机、主动轮、皮带以及控制 系统，所述皮带输送电机通过主动轮驱动皮带，所述皮带输送电机受控制系统的控制，所述 控制系统为上述用于皮带输送装置的控制系统。本实用新型具有下述优点本实用新型的用于皮带输送装置的控制系统的电机控制单元包括转速采集单元 和转速控制单元，可对皮带输送电机的开环或者闭环控制，实现皮带输送电机的手动或者 自动速度调节，具有送料性能好、送料效率高、速度响应迅速、控制精确实时可靠、可延长皮 带及其附属机构的使用寿命的优点；电机控制单元为变频器，能够对经控制器处理过的数 据快速响应，从而实现皮带输送电机的变频调速控制，实现皮带传送电机(Γ最高频率范围 的速度调节，确保了系统的高实时性、高可靠性，可以根据具体工作状况对皮带输送装置进 行速度调节，防止皮带输送机因堆料、溢料及缺料等现象所造成的材料浪费或成件物料损 坏的发生，保证皮带输送装置处于最佳状况或在最佳状况达到动态平衡；控制器为PLC控 制器，能够快速处理数据，实现数据交互；主控单元为输入装置或者工控计算机，工控计算 机能够实时显示变频器的频率数据、故障信息等，并能够对变频器的频率进行有级分档或 无级连续调整。本实用新型的皮带输送装置由于具备上述用于皮带输送装置的控制系统，因此也 应当具备上述用于皮带输送装置的控制系统的所有优点。
图1为本实用新型实施例用于皮带输送装置的控制系统的框架结构示意图；图2为本实用新型实施例用于皮带输送装置的控制系统的原理结构示意图；图3为本实用新型实施例皮带输送装置的结构示意图。图例说明1、主控单元；11、总线通讯线缆；2、控制器；3、电机控制单元；31、转速 采集单元；32、转速控制单元；33、线缆；4、皮带输送电机；41、电力线缆；5、主动轮；6、皮
市ο
具体实施方式
如图1所示，本实用新型实施例的用于皮带输送装置的控制系统包括相互连接的 控制器2和电机控制单元3，电机控制单元3包括转速采集单元31和转速控制单元32，转 速采集单元31采集皮带输送电机4的转速信息并输出至控制器2，控制器2根据转速采集 单元31输出的检测信号通过转速控制单元32控制皮带输送电机4的转速。本实施例中，控制器2根据给定的目标转速结合皮带输送电机4的当前转速信息通过转速控制单元32控制皮带输送电机4的转速。如图2所示，控制器2通过总线通讯 线缆11与主控单元1相连、通过线缆33和电机控制单元3相连，转速控制单元32通过电 力线缆41与皮带输送电机4相连，线缆33优选采用屏蔽线缆，以减少噪声或者外部信号的 干扰。控制器2与一个主控单元1相连，主控单元1为输入装置或者工控计算机，本实施例 中，主控单元1为工控计算机，完成皮带输送装置的状态监控和数据记录、保存、实时显示 等功能，控制器2通过总线通讯线缆11将皮带输送装置的各种状态和数据传送到主控单元 1上，然后保存在该主控单元1的数据库中。控制器2为PLC控制器，PLC控制器具有逻辑 判断、数据计算、动作控制、传输通讯等功能。电机控制单元3采用变频器，变频器可以直接 获取皮带输送电机4的当前运行频率，并可以实现对皮带输送电机4的有级分档或者无极 连续变频调速控制。本实施例中，控制器2具体完成如下功能通过皮带输送电机4控制整个皮带输送 装置的启动或停止操作；根据需要选择开环或闭环控制方式，即可以选择手动速度调节方 式或自动速度调节方式；接收来自转速采集单元31采集的皮带输送电机4的转速反馈信 号，接收来自皮带输送电机4前端和后端机构的运行参数并对数据进行分析处理；根据需 要选择皮带输送电机4的有级分档调速形式或无级连续调速形式；当需要调整皮带输送电 机4的运行速度时，从主控单元1可给出具体频率值，控制器2则接收来自主控单元1的目 标转速；获取皮带输送的前端运行参数和后端运行参数，用于主控单元1进行分析处理、实 时显示、存储、报警提示等功能。电机控制单元3用于皮带输送电机4的变速控制，可实现 的有机分档或者无机连续变频调速控制，实现皮带传送电机4在(Γ最高频率的范围内的速 度调节。转速采集单元31采集的是皮带输送电机4的运行频率来实现转速信号的检测，转 速控制单元32产生指定频率的信号并输出给皮带输送电机4控制皮带输送电机4的转速。 控制器2通过线缆33采集转速采集单元31输出的运行频率，然后将数据通过总线通讯线 缆11传送到主控单元1进行显示、保存等相关处理；同时控制器2亦可以将主控单元1所 输入的具体频率数值转换成标准电信号，然后通过线缆33传输到电机控制单元3以实现对 皮带输送电机4的调节和控制。当选择皮带输送电机4的闭环速度调节方式时，电机控制 单元3又可以接收来自主控单元1的频率输入信号，皮带输送电机4的速度反馈信号，以及 皮带输送电机4前端或后端机构的运行参数，并对数据进行分析处理自动调节皮带输送电 机4的运行速度。电机控制单元3对控制器2的控制信号做出响应，可以完成启动、停机、 频率调节等方面的功能。本实用新型用于皮带输送装置的控制系统的工作过程如下在运行过程中，控制器2响应主控单元1的人机交互界面输入的具体频率数值，控 制器2对该数值进行数学运算，然后输出标准电信号至电机控制单元3，实现皮带输送装置 的变频控制，主控单元1的人机交互界面既能够实时显示皮带输送电机当前的运行频率， 又能够对皮带输送装置变频器的频率进行调整，并能够实现对皮带输送电机、变频器的故 障报警、实时诊断等功能，电机控制单元3亦能对主控单元1所选择的调速形式做出响应当选择开环速度调节方式时，控制器2自动切断电机控制单元3的速度反馈信号 以及皮带输送电机4前端及后端机构的运行参数信号，控制器2仅接收来自主控单元1的 频率输入信号，并对该信号进行处理，控制皮带输送电机4的运行速度。当选择闭环速度调节方式时，控制器2接收来自主控单元1的频率输入信号、皮带输送电机4的速度反馈信号，以及皮带输送电机4前端和后端机构的运行参数信号，并对数 据进行运算处理，对皮带输送电机4的运行速度进行自动调节。当主控单元1给出皮带输送电机4启动或停止指令后，控制器2迅速响应，并通过 线缆33将该开关量信号传输到电机控制单元3，进行相应的软启停处理。当皮带输送机启动时，控制器2通过设置较小的启动频率，从而使得皮带输送电 机4需要较长的时间才能达到预设转速，即可以实现皮带输送装置的低速软启动，可以降 低皮带弹性势能形成的张力波对皮带及附属机构的影响。当皮带输送机停机时，控制器2通过设置较小的停止频率，从而使得皮带输送电 机4需要较长的时间才能达到停止状态，即可以实现皮带输送电机的低速软停机，同样可 以降低皮带弹性势能形成的张力波对皮带及附属机构的影响。依据本实用新型所设计的可变频调速控制的皮带输送装置可根据需要实现皮带 输送机有级分档调速方式或无级连续调速方式，并可根据具体工作情况对皮带输送电机进 行变频调速，从而使皮带输送装置的工作状况处于最佳状况或在最佳状况达到动态平衡， 可实现皮带输送电机的低速软启动、软停机，降低皮带弹性势能形成的张力波对皮带及附 属机构的损害，有效地提高皮带输送装置工作效率、降低能耗、降低设备磨损、延长设备的 使用寿命等。 如图3所示，本实用新型实施例的皮带输送装置包括皮带输送电机4、主动轮5、皮 带6以及控制系统，皮带输送电机4通过主动轮5驱动皮带6，皮带输送电机4受控制系统 的控制，控制系统为上述用于皮带输送装置的控制系统。皮带输送电机4以一定速度运行 时带动主动轮5转动，从而皮带6将跟随主动轮5以相同速度运行。 以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于 上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指 出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和 润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种用于皮带输送装置的控制系统，其特征在于它包括相互连接的控制器(2)和 电机控制单元(3 )，所述电机控制单元(3 )包括转速采集单元(31)和转速控制单元(32 )，所 述转速采集单元(31)采集皮带输送电机(4)的转速信息并输出至控制器(2)，所述控制器 (2)根据转速采集单元(31)输出的检测信号通过转速控制单元(32)控制所述皮带输送电 机(4)的转速。
2.根据权利要求1所述的用于皮带输送装置的控制系统，其特征在于所述电机控制 单元(3)为变频器。
3.根据权利要求1或2所述的用于皮带输送装置的控制系统，其特征在于所述控制 器(2)为PLC控制器。
4.根据权利要求3所述的用于皮带输送装置的控制系统，其特征在于所述控制器(2) 与一个主控单元(1)相连，所述主控单元(1)为输入装置或者工控计算机。
5.一种皮带输送装置，包括皮带输送电机(4)、主动轮(5)、皮带(6)以及控制系统，所 述皮带输送电机(4 )通过主动轮(5 )驱动皮带(6 )，所述皮带输送电机(4 )受控制系统的控 制，其特征在于所述控制系统为权利要求1 4任意一项所述的用于皮带输送装置的控制 系统。
专利摘要本实用新型公开了一种用于皮带输送装置的控制系统及皮带输送装置，控制系统包括相互连接的控制器和电机控制单元，所述电机控制单元包括转速采集单元和转速控制单元，所述转速采集单元采集皮带输送电机的转速信息并输出至控制器，所述控制器根据转速采集单元输出的检测信号通过转速控制单元控制所述皮带输送电机的转速；皮带输送装置包括皮带输送电机、皮带、主动轮、以及上述控制系统。本实用新型可对皮带输送电机的开环或者闭环控制，具有送料性能好、送料效率高、速度响应迅速、控制精确实时可靠、可延长皮带及其附属机构的使用寿命的优点。
文档编号B65G43/00GK201857103SQ20102057906
公开日2011年6月8日 申请日期2010年10月27日 优先权日2010年10月27日
发明者吴紫晖, 王征, 赵继成 申请人:三一重工股份有限公司