寺河礦是年產量800萬t的特大型礦井，目前有3條皮帶輸送機采用CST可控傳輸軟啟動系統，大巷輸送機全長6757m，采用3臺800kW主電機驅動，運輸能力2500t/h。膠帶滿速為4m/s。
    輸送機的電氣部分主要包括：美國羅克韋爾道奇公司的CST減速器，天津貝克公司的本布羅監(jiān)控系統( PROMOS)，澳大利亞ACE公司的APW自動張緊絞車系統。整個系統由PLC進行控制。CST減速器是一種帶有電液反饋控制的齒輪減速器。由減速器、CST電液控制元件以及冷卻系統組成，可通過調整離合器系統壓力實現可控軟啟動和軟停機的目的。本布羅系統主要是對整條膠帶沿線進行在線保護，其主要保護功能有：跑偏、煙霧、打滑、撕裂、堆煤等；每隔200m有一部擴音電話，用于沿線通訊；自動張緊系統主要是由PLC通過張力傳感器測量出輸送帶張力信號并與設定的張力值進行比較，并隨時調整，從而達到恒定張力運行，與輸送帶載荷變化無關。
1、PROMOS監(jiān)控系統
    PROMOS監(jiān)控系統是一種適用于各種控制任務的通用形、高性能、高可靠性的工業(yè)自動化系統，它適用于煤礦井下有甲烷和煤塵危險的環(huán)境。該系統具有較強的適用性和可擴展性，可以組成不同的控制模塊，其邏輯控制方式可通過軟件編程來實現。系統采用語音通訊并有特定的安全保護回路與控制回路相連使用。系統和CST系統配合可完成皮帶的軟啟動和軟停車。其配合過程如下：①啟動：將PROMOS起停開關打到啟動位置，發(fā)出啟動預警聲，經2s后張緊系統運行，當系統收到“張力正常”信號后，間隔3s依次啟動3臺主電機；如果沒有“正常停車故障信號”則發(fā)出“CST運行”信號，膠帶開始啟動，當收到“CST滿速”信號后，啟動預警結束，正常運行燈亮，啟動過程結束；②停車：當運行過程中需要“正常停車”時，則系統向CST發(fā)出“CST停車”信號，CST減壓，膠帶停止，但主電機不停機，故障解除后，通過控制器“啟動”開關重新啟動CST，這樣可防止主電機頻繁啟動。當系統有急停信號或其它CST嚴重故障時，則CST系統或PROMOS切斷主電機運行回路，主電機停止，皮帶機以很快的速度減速至零，將事故影響縮至最小。
2、傳輸系統
    可控啟動傳輸系統是由多級齒輪減速器、濕式離合器及液壓控制系統組成。它是為運送大慣性載荷如：煤炭或金屬礦石等的長距離帶式輸送機而設計的。CST的輸出扭矩由液壓控制系統控制。
    一臺輸送機可以由一臺電機及一臺CST驅動，也可以由多臺電機及多臺CST驅動。驅動電機時，CST的輸出軸保持不動，當驅動電機達到全轉速時輸送機才逐漸加速到滿速度。這使得輸送機在被加速至全速運行前有一個平緩啟動的過程。加速時間可以根據需要在規(guī)定范圍內進行調整。CST系統控制主電機的起停，在啟動時，驅動電機可以按順序空載啟動，所以電機的沖擊電流非常小。由于驅動電機可以根據運行負載進行選擇而不必根據啟動負載選擇，所以CST驅動系統可以選用功率較小的電機；在停車時，通過延長停車時間可以降低對膠帶的動態(tài)沖擊力。
    當一驅動系統中有多臺CST時，控制系統可以確保每臺驅動電機分擔相同的負載，合理的功率平衡可以有效地延長整個驅動系統各部件的壽命。膠帶正常運行時，根據系統中各csrr的功率平衡要求，每臺CST的離合器或者保持少量打滑狀態(tài)，或者維持壓力以無打滑方式輸出所要求的扭矩。但系統中任何負載的增加都將引起離合器打滑，這種情況被稱為“軟鎖定”。當離合器被軟鎖定時，任何瞬間的過載或沖擊載荷都將引起離合器的打滑，這時驅動系統的所有部件，包括聯軸器、軸承和齒輪等都將在沖擊或過載時受到保護，從而延長其壽命。
    CST系統可使驅動裝置具有較高的傳動效率，啟動和運轉中具有可靠的過載保護能力，具有較好的可控性，控制啟動、停車時的速度和加減速度，可實現每臺電機功率平衡誤差<±2%，可避免電機過載。系統中，CST減速器是傳動部分，包括一級減速齒輪，行星輪系和可控的濕式離合器；CST電液控制組件是控制部分，其控制元件是電液控制器。電動機通過聯軸器帶動軸轉動，經齒輪傳到行星輪系，由太陽輪驅動3個行星輪，行星輪自轉并帶動自由旋轉的內齒圈，因輸出軸與行星架為一體，因此輸出軸并不轉動。當壓力控制閥增加油缸壓力時，離合器的主動摩擦片和與內齒圈相聯的從動摩擦片相互作用，其結果使內齒圈受到力矩作用，轉速受到控制，同時行星輪在內齒圈上滾動，并驅動輸出軸轉動。
    平衍軸式CST含有兩級減速齒輪，第一級減速裝置為螺旋齒輪裝置，第二級減速裝置為行星齒輪裝置。直角方式的CST含有三級減速齒輪，第一級為直角螺旋斜齒輪裝置，其他兩級齒輪與平行軸式CST裝置相同。當電機達到全速運轉時，太陽輪帶動3個行星輪轉動；行星輪帶動自由旋轉齒圈轉動；固定在行星齒輪架上的輸出軸，此時不轉動。當液壓系統向環(huán)形活塞加壓時，離合器的旋轉板和靜止板相互作用，使加在齒圈上的力矩逐漸增加，當齒圈的轉速以控制速率降低時，行星齒輪架由行星輪及內齒圈帶動開始轉動，輸出軸的轉速與齒圈的轉速成反比。
    反應盤系統是一個濕式離合器力矩傳遞的系統，傳遞到輸出軸上的力矩是通過變化壓力來控制的，當環(huán)形活塞上的壓力增加時，旋轉板和靜止板在其自由旋轉的齒條上旋轉并互相靠近。當活塞的壓力使旋轉板和靜止板接近時，靜止板將使旋轉板和齒圈的轉速降低，由于齒圈的速度降低，輸出軸的速度則加快。當齒圈的轉速降為零時，輸出軸將達到正常的額定速度。
    (1)基本控制信號
    1)冷卻油壓力傳感器或壓力開關，用于保證系統工作時有足夠的冷卻油流量。
    2)潤滑壓力傳感器或壓力開關，用于保證系統中的軸承有足夠的潤滑壓力。
    3)油溫傳感器，用于監(jiān)測油箱中的油溫，以供熱交換器冷卻及超溫報警。
    4)速度傳感器，安裝在CST輸出軸上的速度傳感器用于提供速度信號來控制膠帶的速度。
    5)壓力傳感器，用于監(jiān)測施加到離合器上的壓力，以便對膠帶速度進行監(jiān)測和控制。
    6)膠帶打滑傳感器，光電編碼器安裝在膠帶滾筒軸上或滾輪式傳感器裝于膠帶底部，用于測量膠帶速度，通過比較膠帶速度與CST輸出軸的速度來檢測皮帶打滑。
    7)功率信號傳感器，可提供準確的驅動電機功率信號進行功率平衡控制。
8)離合器壓力控制閥，比例控制閥用于調節(jié)離合器的壓力，控制CST的輸出扭矩及皮帶速度。
    9)冷卻泵／電機運行，啟動冷卻泵及其電機的開關量信號。
    10)冷卻風扇運行，根據需要啟動和停止熱交換器冷卻風扇的開關量信號。
    (2)起動控制過程
    1)起動過程
    輸送機的運行將循環(huán)往復以下7個狀態(tài)：狀態(tài)0停止，狀態(tài)1啟動，狀態(tài)2預壓，狀態(tài)3緩沖，狀態(tài)4加速，狀態(tài)5滿速，狀態(tài)6減速。停止階段：CST離合器上的壓力保持為零。但所有安全保護傳感器的信號均在監(jiān)測之中。
    啟動：在所有驅動電機空載起動運行后，CST接到運行信號并判斷CST沒有故障后，開始起動輸送機。
    預壓：在松閘之前先給離合器上建立一定的壓力，防止皮帶倒轉。
    緩沖：在檢測到最小速度時，例如10%速度，開始一段緩沖過程，使整條皮帶在低速下均勻運行一段時間。
    加速：在膠帶均勻運轉后，開始按照內部設定的速度曲線進行加速，直到達到滿速。
    滿速：給用戶輸出達到滿速信號，并保持此速度直到接收到停車信號。
    減速：在接收到停車信號后開始按照內部設定曲線減速，直到輸送機完全停止。
    2)可控起動傳輸
    包含以下幾個內容：
    a．可控起動
    CST可以通過PLC程序來控制皮帶機啟動的速度曲線，此曲線一般是通過對此輸送機進行的動態(tài)分析而得來的。典型的啟動速度曲線如圖1所示：
b．可控停車和可控起動一樣，CST也可以控制皮帶機按照要求的曲線停車。一般來說此曲線是線性的。對于正常停車，停車時間為30s；而對于緊急停車，停車時間一般在10s之內。
    c．可控的啟動時間
    輸送機的加速起動時間可以在40～300 s的范圍內根據要求設定，PLC程序中的缺省設置值是60s。不同的起動時間會產生不同的加速度頻率，但是加速度曲線仍然是正弦曲線。
    d．可控的最終速度
    除了可變的起動時間外，輸送機還可以有可變的最終速度，比如驗帶速度（慢動）方式。最終速度可以為10%～50%。驗帶速度不是為正常運行而設計，僅供檢修皮帶用。長時間慢動運行，會使CST油溫上升過快，當超過限定溫度時，CST會自動停機。
    e．操作參數
    以下參數可以由用戶操作員自己通過PanelView顯示屏進行設定，見表1。
    3) PID控制
    大多數大型皮帶機使用多個驅動系統，在皮帶機運行的所有階段上都要使各驅動器之間達到適當的負載平衡以便使皮帶機上所有部件的負載和應力最小。對于使用超過一臺CST驅動器的皮帶機系統，CST控制系統將保證使各驅動電機達到負載均勻分配。這一切都是通過PLC程序里的多個PID控制回路來實現的。
3、張緊系統
    張緊系統的作用是保證輸送帶具有足夠的張力，使?jié)L筒與輸送帶間產生必要的摩擦力避免出現打滑現象，另一個作用是限制輸送帶在各支撐托輥組間的下垂度，使輸送機能正常工作。張緊裝置除拉緊座及滑輪外均為引進澳大利亞ACE公司的APW自動張緊絞車，使用中由其PLC通過張力傳感器測量輸送帶張力信號并與設定的張力值進行比較，并隨時調整，從而達到恒定的張力運行，與輸送帶載荷變化無關。
    自動張緊絞車在其PLC程序里，根據ACE公司對該機的動態(tài)設計獲得有關數據對采用自動方式運行時的啟動、運行及緊急停車時的最大張力均已設定理想值。其工作原理如下：當開動絞車電動機后通過離合器的嚙合而帶動卷筒轉動，當張力值小于設定張力時，卷筒將順時針方向旋轉纏繞鋼絲繩從而帶動拉緊小車向尾部行走達到設定值后，離合器脫開而制動器緊縮，從而使拉緊車保持不動。當張力值大于設定張力值時，其絞車卷筒將在輸送帶張力作用下自動放出輸送帶（此時制動器將自行打開，離合器嚙合）從而完成一系列的張緊動作，這些工作的完成是由其張力傳感器將測得的張力信號反饋給PLC控制系統實現并完成的。
4、應用情況
    對于長距離膠帶輸送機，目前應用比較廣泛的驅動器主要是CST和變頻器，相對于變頻器CST還存在如下的優(yōu)點：①變頻器是用于變速的，但大型帶式輸送機要求的運行速度為恒速，改變帶速是不必要的。對于超長距離的大運量的帶式輸送機，最重要的要求是可控起動和停車；②變頻器安裝于減速器的高速軸側，如果產生過載不能立即提供對減速器、滾筒、膠帶和電動機的保護。而CST的離合器安裝于減速器的低速軸側，如果發(fā)生過載，離合器片能立即隔開沖擊并吸收沖擊負荷。
    目前，CST可控啟動傳輸系統在我礦運輸系統中完全發(fā)揮出它自身的特點，運行參數完全達到了系統的要求。通過對運行情況實測結果分析，其啟動曲線與設定的S型曲線基本完全吻合，能實現軟啟動的功能；在達到全速后，3臺CST可實現將主電機的功率平衡保持在2%的誤差范圍之內，能保證輸送機在最安全穩(wěn)定的方式下運行。
    目前，寺河礦東大巷輸送機從開始運行至今已有3年時間，累計運煤大約1000萬t，該系統為我礦的正常生產提供了可靠的保障。