1、引言
    可控起動(dòng)裝置（簡稱CST）是帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)核心。可控起動(dòng)技術(shù)是指在控制的某段起動(dòng)時(shí)間內(nèi)，通過控制起動(dòng)加速度來確保帶式輸送機(jī)按要求的速度曲線平穩(wěn)地起動(dòng)，到達(dá)額定運(yùn)行速度，同時(shí)使電機(jī)的起動(dòng)電流和輸送帶的起動(dòng)張力控制在允許范圍內(nèi)。本文著重介紹CST的結(jié)構(gòu)、工作原理、電氣接口及其選型、并描述起停車流程與上位機(jī)軟件的構(gòu)成及功能。
2、系統(tǒng)組成
    本系統(tǒng)由開關(guān)柜、操作臺、電控箱、可控驅(qū)動(dòng)裝置以及皮帶保護(hù)裝置等組成。當(dāng)機(jī)頭在地面時(shí)，操作臺和電控箱可以合二為一，即把電控箱中的元器件安裝在操作臺中。典型的可控驅(qū)動(dòng)裝置如圖l所示。
3、CST工作原理及其特點(diǎn)
    CST的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)主要由行星齒輪與可控液粘離合減速器組成。通過調(diào)節(jié)離合器中的油壓、利用摩擦片間所形成的油膜的動(dòng)力粘性來傳遞動(dòng)力，并控制減速器輸出軸的轉(zhuǎn)速，達(dá)到輸送機(jī)的軟起動(dòng)。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩通過行星減速器的輸入軸、中間齒輪，傳遞給太陽輪，太陽輪使三個(gè)行星齒輪旋轉(zhuǎn)，與離合器中的動(dòng)摩擦片相連接的內(nèi)齒圈是浮動(dòng)的，可作自由轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)離合器中無油壓時(shí)，行星輪使自由浮動(dòng)的內(nèi)齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使行星架不轉(zhuǎn)動(dòng)，減速器輸出軸也就靜止不轉(zhuǎn)；當(dāng)對離合器逐漸施加油壓時(shí)，兩摩擦片間油膜所產(chǎn)生的粘性剪切力矩，使內(nèi)齒圈轉(zhuǎn)速逐漸下降，直至停止轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)行星輪托架就逐漸加大轉(zhuǎn)速，直至達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，通過控制離合器中的油壓力與油壓施加時(shí)間，就可使輸送機(jī)按照設(shè)定的速度曲線平穩(wěn)起動(dòng)。
    該裝置的主要特點(diǎn)是起動(dòng)時(shí)調(diào)速精度高，可以變速運(yùn)行，可控起動(dòng)性能好，具有反饋系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)控制起動(dòng)加速度，而且可實(shí)現(xiàn)可控制動(dòng)，使輸送機(jī)按照預(yù)定的減速度在規(guī)定時(shí)間內(nèi)停車，穩(wěn)定性好，可靠性高。選用CST可降低基本膠帶張力，提高傳動(dòng)效率，在選用較小的安全系數(shù)的同時(shí)以獲得較高的安全度。
    與變頻調(diào)速裝置相比，CST已較好地解決了井下使用時(shí)的散熱問題。在起動(dòng)過程中，離合器滑差所產(chǎn)生的熱量由流經(jīng)反應(yīng)盤的冷卻液帶走并經(jīng)熱交換系統(tǒng)散熱。與液力調(diào)速裝置相比，它能提供可控的起、停車曲線，調(diào)速范圍大，效率高。另外，其獨(dú)特的力矩控制器是裝在低速軸處而不是高速軸處，在CST的離合片之間流動(dòng)的是層流而不是紊流。紊流會(huì)帶來不穩(wěn)定和非線性。
4、CST的選用計(jì)算與電氣接口
5、輸送機(jī)起、停車流程
    用戶操作臺的面板分為顯示面板和操作面板。顯示面板上顯示各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行返回信號與皮帶基本保護(hù)的故障信號；操作面板上有起動(dòng)、停止、急停、慢動(dòng)、信號等按鈕以及工作方式轉(zhuǎn)換開關(guān)。工作方式分為集控、就地、閉鎖、檢修與手動(dòng)：
    (1)集控
    當(dāng)組成生產(chǎn)流水線時(shí)，本機(jī)按前后機(jī)的流程要求自動(dòng)起停，同時(shí)監(jiān)測各設(shè)備以及保護(hù)傳感器的工況，并將其傳送給CST控制箱。
    (2)就地
由本機(jī)操作人員控制皮帶機(jī)的起停，并具有前后級閉鎖功能，所有保護(hù)均投入。
    (3)檢修
    當(dāng)設(shè)備發(fā)生非主要故障時(shí)，可將保護(hù)旁路，繼續(xù)開車。此時(shí)可以邊檢修、邊運(yùn)行，最大限度滿足生產(chǎn)要求。CST慢動(dòng)僅在此方式下進(jìn)行。
    (4)手動(dòng)
    主要用于設(shè)備的調(diào)試階段。當(dāng)控制核心發(fā)生故障時(shí)，也可作為臨時(shí)生產(chǎn)的應(yīng)急措施。此時(shí)，可由本機(jī)操作人員操作相應(yīng)主電機(jī)的起停按鈕來控制輸送機(jī)。
    (5)閉鎖
    本機(jī)處于非工作狀態(tài)，不能起停車。
    當(dāng)各設(shè)備與保護(hù)傳感器均無故障時(shí)，合上開關(guān)柜、控制箱的電源，選擇工作方式，先按下信號按鈕，進(jìn)行起車前預(yù)警。確認(rèn)可以開車，再按下起動(dòng)按鈕，系統(tǒng)按圖3流程起動(dòng)。正常停車與故障停車流程如圖3、圖4所示。
6、上位機(jī)軟件的組成及功能
    CST控制箱中裝有觸摸屏，給操作員提供操作監(jiān)測界面。在觸摸屏上顯示了CST系統(tǒng)中所有設(shè)備的工況、所有傳感器的信號以及詳細(xì)的故障內(nèi)容，還可以設(shè)定可變參數(shù)、操作密碼等。該軟件主要包括以下幾個(gè)畫面：總畫面、帶式輸送機(jī)設(shè)置、CST設(shè)置、CST狀態(tài)、帶式輸送機(jī)打滑、主／從選擇畫面及帶式輸送機(jī)故障等。
    在防爆系統(tǒng)的應(yīng)用中，因無法直接使用觸摸屏，可以通過一個(gè)按鈕控制盒操縱屏幕對輸送機(jī)進(jìn)行監(jiān)控。按鈕信號通過電纜輸入給電控箱中的PLC。，控制盒上的按鈕是：急停、復(fù)位、上翻、下翻、選擇和目標(biāo)。
    (1)上翻按鈕
    按上翻按鈕以選擇上一個(gè)顯示畫面。在PLC程序中，每按一次上翻按鈕，畫面號計(jì)數(shù)器將減少一次計(jì)數(shù)直到1。若繼續(xù)按此按鈕，則畫面號計(jì)數(shù)器的值為最大屏幕數(shù)。
    (2)下翻按鈕
    按下翻按鈕以選擇下一個(gè)顯示畫面。在PLC程序中，每按一次下翻按鈕，畫面號計(jì)數(shù)器將增加一次計(jì)數(shù)直到最大畫面數(shù)。若繼續(xù)按此按鈕，則畫面號計(jì)數(shù)器的值回到1。
    (3)目標(biāo)按鈕
    目標(biāo)按鈕的功能類似目標(biāo)選擇器，按動(dòng)此按鈕目標(biāo)計(jì)數(shù)器即開始從1~S循環(huán)計(jì)數(shù)。目標(biāo)計(jì)數(shù)器與屏幕號計(jì)數(shù)器一起給畫面上的每個(gè)目標(biāo)一個(gè)唯一的編碼。當(dāng)選定一個(gè)畫面時(shí)，此畫面上的目標(biāo)可由目標(biāo)按鈕選定，按動(dòng)此按鈕使光標(biāo)移至下一個(gè)目標(biāo)。
    (4)選擇按鈕
    當(dāng)某個(gè)目標(biāo)被選定時(shí)，該目標(biāo)就可通過選擇按鈕進(jìn)行操作。例如，當(dāng)選定的目標(biāo)是“增加起動(dòng)時(shí)間”時(shí)，每按動(dòng)一次選擇按鈕，起動(dòng)時(shí)間就按照預(yù)置的步長增加一次，數(shù)字變化的幅度由PLC程序控制。
6、結(jié)語
    CST在帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng)中已被多次應(yīng)用，效果明顯，主要表現(xiàn)在可靠性高、穩(wěn)定性較好，測量精度高，易于維護(hù)。可以預(yù)見，該系統(tǒng)在煤礦井下具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值。