天山礦業公司地處新疆南部．原設計生產能力180萬t/a。主斜井膠帶運輸巷傾角150，長970 m。根據市場需求．主井帶式輸送機提升能力相應提高到400萬t/a。原來的2臺6kV、315 kW電機拖動、晶閘管軟啟動控制裝置的電氣系統遠不能適應生產系統的要求。故對主井帶式輸送機電控系統進行了技術改造．改造后帶式輸送機主電機功率1250kW．選用NT型帶式輸送機全數字電控系統，系統投入運行后取得了較好的效果。
1、NT型帶式輸送機全數字電控系統原理
1.1 系統的構成
    系統主要由高壓配電系統，低壓電源柜，提升數控柜，風機變頻柜，以及全數字變流驅動系統，全數字直流操作臺，安全控制回路，主回路組成。
    操作部分采用兩臺西門子公司的S7 - 300系列可編程序控制器，實現對帶式輸送機運行的工藝控制和安全保護功能．顯示帶式輸送機的各種運行指令、速度信號和故障報警。
    傳動部分采用西門子公司生產的6RA70系列全數字調速裝置。兩臺裝置實現電樞串聯12脈動驅動1臺直流電機電樞，共使用4臺裝置驅動兩臺主電機電樞：兩臺裝置提供磁場電源，一用一備，可以方便地切換。系統調節性能好，保護可靠，故障率低。在單臺電樞裝置出現故障時，可以方便地切換到單橋6脈動運行．
    網絡化操作臺、主控PLC及6RA70全數字調速裝置采用了通訊技術．減少了大量外部接線，減少了故障發生點，減輕了維護強度，提高了系統運行的安全可靠性，降低了工程安裝費用。
    風機控制柜內有兩臺VACON變頻器，控制主電機的冷卻風機。兩臺變頻器一用一備，可以方便地切換。
1.2 S7-300可編程控制器PLC工作原理
    S7-300系列是模塊化的PLC系統．有著大范圍的各種功能模塊．可以很好地滿足和適應自動控制任務。它具有簡單實用的分散式結構和多界面的網絡能力，應用十分靈活。
1.2.1  系統構成
    (1) PS電源模板將外部電網電壓變換為可編程序控制器所需的DC24 V工作電壓。
    (2) CPU模板為可編程序控制器的中央處理單元．通過其本身具備的接口，既可實現多CPU之間的網絡連接．亦可實現與上位工控機的通訊等功能。
    (3)高速計數模板對軸編碼器的輸出脈沖值計數，實現對提升位置的監測和控制。
    (4)數字量輸入模板將外部開關量的動作信號轉化為CPU能夠處理的電平信號，對各開關量信號狀態進行檢測，為程序的執行提供依據。
    (5)數字量輸出模板將CPU輸出的電平信號變換為控制對象所需的工作電平，控制執行機構工作。
    (6)模擬量輸入模板將來自過程的模擬量信號轉換為PLC可以處理的數字量信號．供CPU在執行程序時調用。模擬量信號可以是電壓信號、電流信號，也可以是測溫元件PT100信號。
(7)模擬量輸出模板將CPU處理過的數字量信號變換為過程所需的電壓、電流等模擬量信號。
1.2.2系統工作原理
    外圍輸入信號（如操作臺的按鈕輸入等）直接送入PLC的輸入模塊或通過繼電器轉換后送入PLC的輸入模塊，或通過通訊方式與PLC實現數據交換．PI。C的中央處理器在接收到這些信號后．會根據系統的情況及操作指令給出開關信號的繼電器輸出或模擬量信號的輸出，或通過通訊的方式輸出信號。這些不同的輸出信號再分別控制不同的設備，．如液壓站、變流系統等。
1.2.3系統功能
    (1)根據生產需要由轉換開關選擇給定速度的大小。
    (2)根據開車信號和機械閘的狀態確定電氣傳動系統中的各調節器和觸發電路是否解鎖。
    (3)根據電控系統中各量的大小和極性進行邏輯判斷，以確定是否有故障以及故障的性質，將故障信號分類送到安全回路。
    (4)將運行狀態和故障信號顯示出來。
1.3安全保護
    系統保護功能齊全，主要有全速超速保護、高壓故障聯鎖、低壓電源異常、快開聯鎖、操作急停、錯向保護、測速機監視等。
1.4變流驅動系統
    變流系統為全數字調速系統．采用西門子公司6RA70全數字直流調速裝置完成閉環調節功能．勵磁回路為磁場換向控制．電樞部分采取串聯12脈動系統，實現的主要功能有：速度給定控制，加、減速度給定值設定，起動防沖擊控制“S”形曲線．以及速度閉環控制和電流閉環控制等。
    全數字直流電控裝置硬件簡單．結構緊湊．邏輯關系明確，與模擬量直流調速系統相比．具有性能可靠、調試周期短等優點，并能使系統獲得最佳的動靜態特性。配置有切換柜，可以方便地實現6脈動和12脈動切換。
1.5控制系統
1.5.1安全回路
    在帶式輸送機電控系統中設有必要的聯鎖和保護環節。當這些環節的正常工作狀態遭到破壞時．安全回路中的相應閉鎖觸點斷開．使制動器在液壓站中的安全電磁閥斷電，實現二級制動或一級制動。安全回路閉合是帶式輸送機運行的必備條件，只有當安全回路中所有觸點都正常閉合后，方允許開車。
    本系統中安全回路采用冗余結構設計．一條是硬件安全回路，另一條是S7-300 PLC軟件安全回路。任何一處安全回路檢測到故障，帶式輸送機均實現安全制動。發生重故障時，電控具有對故障種類記憶的功能。排除故障后，用復位按鈕復位。
    根據需要緊急停車的條件．可將緊急停車分為兩類：
    (1)立即施閘的緊急停車．本類屬于特別嚴重的故障，并采用了雙重或多重的保護檢測環節。主要包括：①等速超速、錯向、測速斷線等速度保護；②高壓跳閘、快開跳閘．變流器重故障等反映主回路重大故障的保護；③其他需要立即施閘的緊急停車的情況。
    (2)先按設定的減速度減速，然后緊急停車。
1.5.2液壓站控制
    液壓站工作狀態共有3種：正常工作、二級制動和一級制動。正常工作指正常情況下液壓站對提升機的敞閘和抱閘，二級制動的特點是制動沖擊小。在離井口較近時液壓站啟用一級制動功能．以確保制動迅速，制動距離短。
1.5.3速度給定
    通過操作臺上的轉換開關選擇速度，將給定值送給PLC，經PLC處理后再將速度給定信號輸出給傳動系統，以控制帶式輸送機的運行速度。
1.5.4故障低速開關
    當PLC出現故障時，通過應急開車開關可低速臨時應急開車，避免將輸送的物品長時間滯留在膠帶上面。在這種下況下，將PLC控制回路切除，在安全保護中仍有一道硬件安全回路保護環節。
1.5.5測速回路
    測速發電機輸出的電壓與主電機的轉速成正比，提取測速發電機的信號可以反映帶式輸送機的運行速度，此信號輸入PLC．PLC完成相應控制。
2、應用效果
    主井帶式輸送機提升系統自2007年9月5日開始進行技術改造，經過空載、重載試運行．9月19日開始正式投入生產運行。帶式輸送機運行速度達到設計要求，運行平穩，調速過程平滑并具有完備的保護措施，滿足了《煤礦安全規程》和安全生產的需要。系統運行以來效果良好，滿足了礦井擴大生產能力的需求，達到了預期的目的。


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