矿用皮带机变频节能在线控制系统的制作方法

本实用新型涉及矿用皮带机节能控制技术，具体是一种矿用皮带机变频节能在线控制系统。

背景技术：

煤矿井下原煤运输大多采用皮带机运输。根据统计，目前矿用皮带机的运行效率仅为40%左右。因此为了提高矿用皮带机的运行效率，有必要对矿用皮带机进行节能控制。在现有技术条件下，矿用皮带机节能控制技术主要包括如下两种：第一种控制技术是由机尾工作人员将观察到的皮带机负载情况打电话告知机头司机，然后由机头司机人为调节皮带机的运行速度，由此达到节能控制的目的。此种控制技术存在的问题是控制实时性差、控制精确度低。第二种控制技术是先通过离线方式计算出矿用皮带机在一个周期内的节电量数据，然后根据节电量数据人为调节矿用皮带机的运行速度，由此达到节能控制的目的。此种控制技术存在的问题是数据计算不准确、控制实时性差、控制精确度低。基于此，有必要发明一种全新的矿用皮带机节能控制系统，以解决现有矿用皮带机节能控制技术存在的上述问题。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有矿用皮带机节能控制技术数据计算不准确、控制实时性差、控制精确度低的问题，提供了一种矿用皮带机变频节能在线控制系统。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：

矿用皮带机变频节能在线控制系统，包括变频器、闭锁开关、变压器、开关电源、三相电流互感器、三相电参数采集器、料流传感器、服务器、显示屏、可编程控制器、Internet网、客户端；

其中，闭锁开关串接于变频器的三相输入端；变压器的两个输入端分别与变频器的其中两相输入端连接；开关电源的两个输入端分别与变压器的两个输出端连接；三相电流互感器套设于变频器的三相输入端；

三相电参数采集器的两个电源端分别与开关电源的两个输出端连接；三相电参数采集器的三相电流信号输入端与三相电流互感器的三相输出端连接；三相电参数采集器的三相电压信号输入端与变频器的三相输入端连接；

可编程控制器的信号输入端分别与三相电参数采集器的三相电流信号输出端、三相电参数采集器的两个电压信号输出端、料流传感器的信号输出端连接；可编程控制器的信号输出端分别与变频器的信号输入端、服务器的信号输入端、显示屏的信号输入端连接；

客户端的信号输入端通过Internet网与服务器的信号输出端连接。

工作时，变频器的三相输入端通过闭锁开关与三相交流电源连接，变频器的三相输出端与矿用皮带机的电机连接，料流传感器安装于矿用皮带机的落煤点前。具体工作过程如下：三相电参数采集器通过三相电流互感器在线采集变频器三相输入端的三相电流信号，并将采集到的三相电流信号进行放大后在线发送至可编程控制器。三相电参数采集器在线采集变频器三相输入端的三相电压信号，并将采集到的三相电压信号转换为直流电压信号后在线发送至可编程控制器。料流传感器在线采集矿用皮带机的负载数据，并将采集到的负载数据在线发送至可编程控制器。可编程控制器根据接收到的三相电流信号和直流电压信号在线计算出矿用皮带机的耗电量数据，并将计算出的耗电量数据在线发送至服务器和显示屏。服务器将接收到的耗电量数据通过Internet网在线发送至客户端。显示屏对接收到的耗电量数据进行在线显示。客户端对接收到的耗电量数据进行在线记录和显示。与此同时，可编程控制器根据接收到的负载数据、三相电流信号、直流电压信号在线调节变频器的输出频率，由此在线调节矿用皮带机的运行速度，从而达到在线节能控制的目的。在此过程中，三相交流电源依次通过变压器、开关电源进行降压、整流后为三相电参数采集器供电，由此保证三相电参数采集器正常工作。基于上述过程，与现有矿用皮带机节能控制技术相比，本实用新型所述的矿用皮带机变频节能在线控制系统通过采用全新结构，实现了根据负载变化对矿用皮带机进行在线节能控制，由此具备了如下优点：一、与第一种控制技术相比，本实用新型的控制实时性更强、控制精确度更高。二、与第二种控制技术相比，本实用新型的数据计算更准确、控制实时性更强、控制精确度更高。

本实用新型有效解决了现有矿用皮带机节能控制技术数据计算不准确、控制实时性差、控制精确度低的问题，适用于矿用皮带机。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型中三相电参数采集器的电路原理图。

具体实施方式

矿用皮带机变频节能在线控制系统，包括变频器、闭锁开关、变压器、开关电源、三相电流互感器、三相电参数采集器、料流传感器、服务器、显示屏、可编程控制器、Internet网、客户端；

其中，闭锁开关串接于变频器的三相输入端；变压器的两个输入端分别与变频器的其中两相输入端连接；开关电源的两个输入端分别与变压器的两个输出端连接；三相电流互感器套设于变频器的三相输入端；

三相电参数采集器的两个电源端分别与开关电源的两个输出端连接；三相电参数采集器的三相电流信号输入端与三相电流互感器的三相输出端连接；三相电参数采集器的三相电压信号输入端与变频器的三相输入端连接；

可编程控制器的信号输入端分别与三相电参数采集器的三相电流信号输出端、三相电参数采集器的两个电压信号输出端、料流传感器的信号输出端连接；可编程控制器的信号输出端分别与变频器的信号输入端、服务器的信号输入端、显示屏的信号输入端连接；

客户端的信号输入端通过Internet网与服务器的信号输出端连接。

所述三相电参数采集器包括电流采集模块和电压采集模块；

所述电流采集模块包括第一至第七运放U1~U7；

第一运放U1的正输入端一方面通过第五电阻R5与三相电参数采集器的第一相电流信号输入端IA连接，另一方面通过第三电容C3接地；第一运放U1的负输入端一方面通过第二十一电阻R21与第一运放U1的输出端连接，另一方面通过第二十七电阻R27接地；第二运放U2的正输入端一方面通过第四电阻R4与第一运放U1的输出端连接，另一方面通过第十二电阻R12接地；第二运放U2的负输入端通过第二十二电阻R22与第二运放U2的输出端连接；第二运放U2的输出端通过第九电阻R9与三相电参数采集器的第一相电流信号输出端Ia连接；第三运放U3的正输入端一方面通过第十一电阻R11与三相电参数采集器的第二相电流信号输入端IB连接，另一方面通过第六电容C6接地；第三运放U3的负输入端一方面通过第二十三电阻R23与第三运放U3的输出端连接，另一方面通过第二十八电阻R28接地；第四运放U4的正输入端一方面通过第十电阻R10与第三运放U3的输出端连接，另一方面通过第六电阻R6接地；第四运放U4的负输入端通过第二十四电阻R24与第四运放U4的输出端连接；第四运放U4的输出端通过第三电阻R3与三相电参数采集器的第二相电流信号输出端Ib连接；第五运放U5的正输入端一方面通过第十七电阻R17与三相电参数采集器的第三相电流信号输入端IC连接，另一方面通过第九电容C9接地；第五运放U5的负输入端一方面通过第二十五电阻R25与第五运放U5的输出端连接，另一方面通过第二十九电阻R29接地；第六运放U6的正输入端一方面通过第十六电阻R16与第五运放U5的输出端连接，另一方面通过第十八电阻R18接地；第六运放U6的负输入端通过第二十六电阻R26与第六运放U6的输出端连接；第六运放U6的输出端通过第十五电阻R15与三相电参数采集器的第三相电流信号输出端Ic连接；第七运放U7的正输入端一方面通过第十九电阻R19与三相电参数采集器的正电源端连接，另一方面通过第二十电阻R20接地；第七运放U7的负输入端与第七运放U7的输出端连接；第七运放U7的输出端一方面通过第一电阻R1与三相电参数采集器的第一相电流信号输入端IA连接，另一方面通过第七电阻R7与三相电参数采集器的第二相电流信号输入端IB连接，第三方面通过第十三电阻R13与三相电参数采集器的第三相电流信号输入端IC连接；

所述电压采集模块包括由第五至第八二极管D5~D8组成的第一整流桥、由第九至第十二二极管D9~D12组成的第二整流桥、第八至第十一运放U8~U11；

第一整流桥的一个输入端依次通过第三十四电阻R34、第三十三电阻R33、第三十二电阻R32、第三十一电阻R31、第三十电阻R30与三相电参数采集器的第一相电压信号输入端L1连接，另一个输入端依次通过第三十九电阻R39、第三十八电阻R38、第三十七电阻R37、第三十六电阻R36、第三十五电阻R35与三相电参数采集器的第二相电压信号输入端L2连接；第二整流桥的一个输入端依次通过第四十四电阻R44、第四十三电阻R43、第四十二电阻R42、第四十一电阻R41、第四十电阻R40与三相电参数采集器的第二相电压信号输入端L2连接，另一个输入端依次通过第四十九电阻R49、第四十八电阻R48、第四十七电阻R47、第四十六电阻R46、第四十五电阻R45与三相电参数采集器的第三相电压信号输入端L3连接；第八运放U8的正输入端与第一整流桥的正输出端连接；第八运放U8的负输入端一方面与第一整流桥的负输出端连接，另一方面通过第六十一电阻R61与第八运放U8的输出端连接，第三方面通过第十三电容C13与第八运放U8的输出端连接；第九运放U9的正输入端通过第五十四电阻R54与第八运放U8的输出端连接；第九运放U9的负输入端一方面通过第五十七电阻R57与第九运放U9的输出端连接，另一方面通过第五十三电阻R53接地；第九运放U9的输出端与三相电参数采集器的d轴电压信号输出端VD+连接；第十运放U10的正输入端与第二整流桥的正输出端连接；第十运放U10的负输入端一方面与第二整流桥的负输出端连接，另一方面依次通过第五十九电阻R59、第五十八电阻R58与第八运放U8的正输入端连接，第三方面依次通过第五十九电阻R59、第十二电容C12与第八运放U8的正输入端连接；第十一运放U11的正输入端一方面与第十运放U10的输出端连接，另一方面通过第五十六电阻R56与第九运放U9的正输入端连接；第十一运放U11的负输入端一方面通过第六十二电阻R62与第十一运放U11的输出端连接，另一方面依次通过第五十电阻R50、第六十三电阻R63接地；第十一运放U11的输出端与三相电参数采集器的q轴电压信号输出端VQ+连接。

工作时，第一至第六运放U1~U6的作用是对采集到的三相电流信号进行放大。第七运放U7的作用是为三相电流互感器增加偏置电压。第一整流桥和第二整流桥的作用是将采集到的三相电压信号转换为直流电压信号。第八至第十一运放U8~U11的作用是对直流电压信号进行放大。