一种基于液力偶合器软启动装置的带式输送机多机平衡驱动系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械传动控制领域，尤其是一种带式输送机液力偶合器软启动的控制。
【背景技术】
[0002]液力偶合器是利用液体的动能而进行能量传递的一种液力传动装置，它以液体油作为工作介质，通过栗轮和涡轮将机械能和液体的动能相互转化，从而连接原动机与工作机械实现动力的传递。
[0003]福伊特偶合器以体积小、输出力矩大、可靠性高、维护量小等特点在带式输送机上有了大量的应用，控制核心有采用单片机的，也有采用PLC的，实现了福伊特偶合器的启停控制。
[0004]但是没有解决福伊特偶合器软启动装置驱动的带式输送机在启动过程中平稳运行和功率平衡，特别是输送机验带时带速要求在lm/s以下的，运行时间在I个小时以上，如果功率不平衡，偶合器油温上升速度很快，为了保护偶合器必须停机。
【发明内容】
[0005]针对现有福伊特偶合器软启动装置驱动带式输送机在启动过程中的功率不平衡且无法有效实现低速验带的问题，本发明目的在于提供一种能够实现带式输送机多机在启动过程中的平稳性和功率平衡性的驱动系统;在此基础上，本发明还提供一种实现带式输送机多机平稳运行和功率平衡的驱动方法。
[0006]为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案:
[0007]—种基于液力偶合器软启动装置的带式输送机多机平衡驱动系统，所述驱动系统包括:
[0008]至少一个液力偶合器软启动装置，所述液力偶合器软启动装置驱动带式输送机的传动部件；
[0009]PLC控制系统，所述PLC控制系统通过主-从分布式结构控制连接液力偶合器软启动装置，并以多机功率平衡的控制模式选择控制任意的液力偶合器软启动装置，并保持功率平衡。
[0010]优选的，所述液力偶合器软启动装置主要包括:电机、液力偶合器、减速器和电机起动器，所述电机的输出轴依次通过液力偶合器、减速器连接到待驱动部件;所述液力偶合器受控于PLC控制系统，所述电机起动器与电机连接，其内的功率变送器采集电机功率信号，并传至PLC控制系统。
[0011]优选的，所述液力偶合器为福伊特偶合器，充液栗运行，且通过进液阀和排液阀动作控制油量，进而调节转矩，其中的进液阀常闭设计，排液阀常开设计。
[0012]优选的，所述PLC控制系统包括一控制主站以及至少一个控制分站，每个控制分站对应的驱动控制一液力偶合器软启动装置，并进行数据采集;而控制主站控制连接每个控制分站，并与每个液力偶合器软启动装置中电机起动器内的功率变送器数据相接。
[0013]优选的，所述的控制主站与控制分站之间以速度、功率双环控制的多机功率平衡控制模式控制调节任意液力偶合器装置软启动驱动带式输送机，并实现功率平衡。
[0014]优选的，所述的多机功率平衡控制模式中采用速度环开环控制和速度环闭环控制的。
[0015]优选的，所述的控制主站主要由1756型PLC构成，控制分站主要由1794型PLC构成，控制主站与控制分站之间通过Contro INet现场总线数据相接。
[0016]基于上述的带式输送机多机驱动系统进行的带式输送机多机平衡驱动方法，该驱动方法利用主-从分布式结构PLC控制系统以多机功率平衡的控制模式选择控制任意的液力偶合器软启动装置，并保持功率平衡。
[0017]优选的，所述驱动方法由PLC控制系统中的控制主站根据选择启动的液力偶合器软启动装置，向对应的控制分站发送控制指令；
[0018]控制分站根据控制指令控制对应的液力偶合器软启动装置中液力偶合器的进液阀和排液阀动作，调节液力偶合器充、排液量，进而调节输出转矩、转速，实现输送机软启动;控制分站同时采集液力偶合器运行的数据，并反馈给控制主站；
[0019]控制主站直接采集选择启动的液力偶合器软启动装置中电机的功率信号，并结合控制分站反馈的数据，进行多机功率平衡控制。
[0020]优选的，所述控制主站中采用速度开环和功率环闭的双环控制模式来实现多机功率平衡控制。
[0021]本发明提供的基于液力偶合器软启动装置的带式输送机多机驱动方案，能够满足输送机启动平稳、功率平衡，满足低速验带lm/s (I小时)要求。
[0022]尤其是针对伸缩型输送机可以根据输送机功率要求投入驱动数量起到节能作用或者其中某一驱故障需要切除的时候，保证其中任何二驱、三驱、四驱等多组合驱动都可以功率平衡。
【附图说明】
[0023]以下结合附图和【具体实施方式】来进一步说明本发明。
[0024]图1为本发明实施例中带式输送机多机平衡驱动系统的系统结构框图；
[0025]图2为本发明实施例中带式输送机多机平衡驱动系统的系统原理图；
[0026]图3为本发明实施例中带式输送机多机平衡驱动系统的起车控制流程图1;
[0027]图4为本发明实施例中带式输送机多机平衡驱动系统的起车控制流程图2;
[0028]图5为本发明实施例中带式输送机多机平衡驱动系统的起车控制流程图3;
[0029]图6为本发明实施例中带式输送机多机平衡驱动系统的起车控制流程图4;
[0030]图7为本发明实施例中带式输送机多机平衡驱动系统正常停车的控制流程图；
[0031]图8为本发明实施例中带式输送机多机平衡驱动系统紧急停车的控制流程图。
【具体实施方式】
[0032]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
[0033]参见图1，所示为本实例中带式输送机多机平衡驱动系统的系统结构框图。该多机平衡驱动系统主要由PLC控制系统和若干的福伊特偶合器软启动装置配合构成。
[0034]具体的，本系统中的福伊特偶合器软启动装置100主要由电机101、福伊特偶合器102、减速器103、联轴器104相互配合构成。
[0035]其中，电机101上设置有电机起动器，其输出轴连接福伊特偶合器102输入轴，福伊特偶合器102输入轴旋转，栗轮带动油液旋转，机械能转换为液体动能，液体动能带动涡轮旋转，又转换成机械能输出，福伊特偶合器102输出轴连接减速器103输入轴，通过齿轮将力矩传递到输出轴，减速器103通过联轴器104连接到带式输送机中的驱动滚筒105，从而将力矩输出到滚筒。
[0036]福伊特偶合器102充液栗运行，且通过进液阀和排液阀动作控制油量，进而调节转矩。其进液阀常闭设计，得电动作打开进液;排液阀常开设计，得电动作不排液。
[0037]在这过程中，通过只能通过调节福伊特偶合器102栗轮和涡轮之间充液量大小来实现动力传递能力的大小，而调节福伊特偶合器102充液量通过PLC控制系统来实现。
[0038]本PLC控制系统为由I个控制主站200和多个控制分站300组成的主-从分布式结构控制连接的若干福伊特偶合器软启动装置100，并以多机功率平衡的控制模式选择控制任意的福伊特偶合器软启动装置100，并保持功率平衡。
[0039]其中，控制分站300作驱动部，以驱动控制福伊特偶合器102的进液阀和排液阀动作，同时采集福伊特偶合器102运行的相关数据(如油温、油压、输出轴转速、进液、排液等)。
[0040]控制分站300的数量与驱动部数量(即福伊特偶合器软启动装置100的数量)一致，安装位置在驱动部(即福伊特偶合器软启动装置100)旁边。
[0041 ]控制主站200作为整个带式输送机控制中心和数据计算中心，其控制连接每个控制分站300，并与每个福伊特偶合器软启动装置100中电机101上配置的电机起动器内的功率变送器106 (参见图2)数据相接。
[0042]控制主站200根据控制分站300采集反馈的数据，计算得到福伊特偶合器软启动装置100的输出速度信号；同时通过功率变送器采集对应电机运行的信息，根据功率变送器输出的4-20mA电流信号计算获得电机的功率信号;并据此形成速度、功率双环控制模式，以此来控制福伊特偶合器进液阀和排液阀动作，调节福伊特偶合器充、排液量，进而调节输出转矩、转速，实现输送机软启动；且针对任意二驱、三驱、四驱等多组合的驱动方式(选择驱动任意数量的福伊特偶合器软启动装置100)能够保证电机功率平衡，速度同步。
[0043]进一步的，该功率平衡方法中具体采用速度环开环控制，功率环闭环控制，从而保证可以任意选择驱动和驱动数量，均可实现功率平衡，且满足输送机低速验带lm/s (I小时)运行要求。
[0044]基于上述方案，本平衡驱动系统在具体实现时，如图2所示，控制主站200采用AB公司1756系列PLC模块;控制分站300采用AB公司1794系列远程I/O模块;控制主站200和控制分站300之间采用ControlNet现场总线400数据相接，实现通过ContronNet网络通信连接。
[0045]控制主站200控制核心主要由17560?1](201)、175601模块203、175600模块204、1756AI模块205、以太网通信模块206以及ControlNet通信模块202组成。1756CPU(201)是整个系统的数据和控制中心，带式输送机其它信号或者受控设备可以通过控制主站200中的1756CPU(201)完成；ControlNet通信模块202用于连接ControlNet现场总线400，此外，该系统