điều khiển băng tải đai

điều khiển băng tải đai: Tổng quan về hệ thống và chiến lược

Điều khiển băng tải đai bao gồm các công nghệ và phương pháp được sử dụng để điều chỉnh tốc độ, mô-men xoắn, chức vụ, và vận hành tổng thể hệ thống băng tải. Kiểm soát hiệu quả là nền tảng để tối ưu hóa hiệu quả xử lý vật liệu, đảm bảo an toàn vận hành, giảm tiêu thụ năng lượng, và giảm thiểu mài mòn cơ học. Các hệ thống điều khiển hiện đại đã phát triển từ các bộ khởi động thủ công đơn giản đến các mạng tự động phức tạp tích hợp Bộ truyền động tần số biến thiên. (VFD), Bộ điều khiển logic lập trình được (PLC), và cảm biến tiên tiến. Bài viết này phác thảo các chiến lược kiểm soát cốt lõi, so sánh các công nghệ chủ chốt, trình bày các ứng dụng trong thế giới thực, và giải quyết các câu hỏi hoạt động phổ biến.

Chiến lược và công nghệ kiểm soát cốt lõi
Mục tiêu chính của điều khiển băng tải là quản lý dòng nguyên liệu một cách đáng tin cậy và hiệu quả. Điều này liên quan đến một số chiến lược quan trọng:

1. Kiểm soát khởi động và dừng: Phương pháp khởi động mềm là rất quan trọng để ngăn chặn sự căng và tràn dây đai quá mức. Các phương pháp truyền thống bao gồm Bộ khởi động giảm điện áp hoặc Khớp nối chất lỏng, trong khi các hệ thống hiện đại chủ yếu sử dụng Ổ đĩa tần số thay đổi (VFD), cung cấp cấu hình tăng/giảm tốc mượt mà nhất.
2. Điều chỉnh tốc độ: VFD cho phép điều chỉnh tốc độ chính xác để phù hợp với yêu cầu của quy trình, chẳng hạn như đồng bộ hóa với thiết bị ngược dòng hoặc hạ lưu hoặc thay đổi tốc độ dựa trên tải.
3. Kiểm soát tải và mô-men xoắn: Các cảm biến như cảm biến tải trọng hoặc bộ chuyển đổi mô-men xoắn cung cấp phản hồi cho hoạt động mô-men xoắn không đổi hoặc chia sẻ tải trong băng tải nhiều ổ đĩa.
4. Trình tự và lồng vào nhau: PLC tự động hóa trình tự khởi động/dừng của nhiều băng tải trong mạng (VÍ DỤ., bắt đầu từ đầu xả về phía sau để tránh chồng chất vật liệu) và tích hợp khóa liên động an toàn.
5. Giám sát nâng cao: Tích hợp các thiết bị để phát hiện rip, sai lệch vành đai (Công tắc lắc đai), giám sát trượt (cảm biến tốc độ), và phát hiện máng bị chặn giúp tăng cường an toàn và ngăn ngừa thiệt hại.

So sánh các phương pháp khởi động/điều khiển động cơ thông thường nêu bật sự phát triển trong công nghệ:

Phương pháp kiểm soát	nguyên tắc	Ưu điểm chính	Hạn chế điển hình
Trực tiếp trực tuyến (DOL) người mới bắt đầu	Áp dụng điện áp toàn dòng ngay lập tức.	thiết kế đơn giản, chi phí ban đầu thấp.	Dòng điện khởi động cao, sốc cơ khí, kiểm soát kém.
Bộ khởi động sao-tam giác	Khởi động động cơ theo cấu hình sao (giảm điện áp), sau đó chuyển sang delta.	Dòng khởi động thấp hơn DOL.	Số lần khởi động có giới hạn mỗi giờ, mô-men xoắn giảm trong quá trình chuyển đổi.
Khởi động mềm	Sử dụng thyristor để tăng điện áp dần dần.	Kiểm soát gia tốc, giảm căng thẳng cơ học.	Khả năng kiểm soát tốc độ hạn chế, sóng hài có thể được tạo ra.
Ổ tần số thay đổi (VFD)	Điều khiển cả tần số và điện áp cho động cơ.	Tăng/giảm tốc mượt mà, Kiểm soát phạm vi tốc độ đầy đủ, tiết kiệm năng lượng khi tải một phần.	Chi phí ban đầu cao hơn, yêu cầu vận hành cẩn thận & lọc trong một số môi trường

Nghiên cứu trường hợp ứng dụng trong thế giới thực: Nhà máy xi măng Vận chuyển Clinker

Một nhà máy xi măng lớn phải đối mặt với các vấn đề thường xuyên xảy ra với băng tải dài trên đất liền vận chuyển clinker nóng từ lò nung đến các silo chứa (Chiều dài: ~2,5 km; Quyền lực: ~500kW). Hệ thống sử dụng khớp nối chất lỏng với bộ khởi động DOL.

• Vấn đề: Việc khởi động đột ngột gây ra ứng suất cơ học cao trên dây đai và con lăn, dẫn đến thường xuyên hư hỏng và đổ tràn tại các điểm chuyển tải trong quá trình khởi động/tắt máy.
• Giải pháp: Nhà máy đã triển khai một hệ thống điều khiển hiện đại hóa tập trung vào một VFD tái tạo với sự tích hợp PLC.
• Thực hiện & Kết quả:
  • VFD cho phép cấu hình tăng tốc đường cong chữ S tuyến tính hoàn hảo trên 60 giây, loại bỏ lực giật.
  • Tính năng tái tạo cung cấp khả năng phanh có kiểm soát trong quá trình tắt máy bằng cách đưa năng lượng trở lại lưới điện.
  • Một PLC đã đồng bộ hóa băng tải chính này với các bộ cấp liệu máy nghiền ngược dòng dựa trên phản hồi dòng điện của động cơ (Trọng tải).
  • Tốc độ giảm nhẹ trong thời gian tải thấp để tiết kiệm năng lượng hơn.
• kết quả: Lỗi cơ khí giảm đi nhiều 60%, sự cố tràn hầu như đã được loại bỏ trong quá trình bắt đầu/dừng, mức tiêu thụ năng lượng hàng năm đã giảm khoảng 15%, mang lại lợi tức đầu tư đầy đủ trong vòng 22 tháng.

Câu hỏi thường gặp (Câu hỏi thường gặp)

1. Tại sao khởi động mềm lại quan trọng đối với băng tải?
   Khởi động cứng gây ra lực căng cực lớn trên thân đai và các mối nối—thường vượt quá 200% về độ căng vận hành bình thường - dẫn đến hư hỏng sớm theo Hiệp hội các nhà sản xuất thiết bị băng tải (CEMA) hướng dẫn. Khả năng tăng tốc được kiểm soát thông qua bộ khởi động mềm hoặc VFD hạn chế độ căng cực đại này ở mức thiết kế an toàn.

2. VFD có thể thực sự tiết kiệm năng lượng đáng kể trên băng tải?
   Đúng, nhưng chủ yếu trong các ứng dụng có cấu hình tải thay đổi hoặc khi khả năng giữ tải tự nhiên yêu cầu hoạt động liên tục ở công suất một phần do tính toán công suất của CEMA cho băng tải nghiêng cho thấy rằng công suất tiêu thụ tỷ lệ thuận với cả tốc độ và tải). Bằng cách giảm tốc độ băng tải trong thời gian sản lượng thấp hơn—một chiến lược được gọi là "chạy sinh thái"—VFD có thể đạt được mức tiết kiệm đáng kể tỷ lệ thuận với lập phương của việc giảm tốc độ.

3. Thiết bị an toàn quan trọng nhất trong hệ thống điều khiển băng tải là gì?
   Công tắc tốc độ 0 hoặc cảm biến chuyển động là thiết bị quan trọng nhất trong số nhiều thiết bị thiết yếu theo tiêu chuẩn OSHA §1926. Nó giám sát xem ròng rọc truyền động có quay trong khi động cơ được cấp điện hay không — cho biết dây đai có thể bị trượt hoặc đứt — và kích hoạt tắt máy ngay lập tức để ngăn chặn hỏa hoạn do ma sát hoặc thiệt hại thảm khốc.

4. Làm thế nào để bộ điều khiển hiện đại xử lý nhiều ròng rọc dẫn động trên một băng tải?
   Dành cho băng tải đường dài hoặc băng tải công suất cao yêu cầu dẫn động từ đầu đến cuối" cấu hình thông qua các VFD được nối mạng đảm bảo chia sẻ tải thích hợp bằng cách sử dụng một trong hai "cắt tốc độ" dựa trên phản hồi mô-men xoắn hoặc thuật toán điều khiển mô-men xoắn vòng kín trực tiếp ngăn chặn một bộ truyền động hoạt động trong khi bộ truyền động khác tái tạo.

5.Khi nào tôi nên cân nhắc nâng cấp từ hệ thống khởi động cơ bản lên hệ thống dựa trên VFD?
Hãy cân nhắc nâng cấp nếu bạn thường xuyên gặp phải các sự cố cơ học liên quan đến khởi động/dừng có tốc độ cấp liệu rất thay đổi vận hành băng tải nghiêng/giảm tốc trong đó phanh tái tạo có lợi yêu cầu định vị chính xác cho quá trình tải/dỡ hàng tìm kiếm giám sát dữ liệu hiệu suất chi tiết cho các chương trình bảo trì dự đoán