用户培训教程.pptx
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1、CST-Controlled Starting Transmission可控起动传输装置可控起动传输装置一一.CST的功能与应用的功能与应用1.带式输送机的启动与运行要求带式输送机的启动与运行要求1.1 保证恒定的起动力矩保证恒定的起动力矩 带式输送机的负载是典型的恒转矩负载,而且带式输送机往往不可避免地要带负荷起动和制动(即满载起动和停车)1.2 有尽量小的起动(制动)加速度有尽量小的起动(制动)加速度 输送带是一种粘弹性体,大型带式输送机在起动(制动)的不稳定阶段,驱动装置施加到输送带上的牵引力(制动力)及惯性力将以一定的波速在带内传播、叠加、反射,加上其他因素的影响,在输送带内引起多变的
2、应力变化,若其瞬时峰值应力超过允许值,将会损伤甚至破断输送带1.3 1.3 较大的启动张力和足够且相对恒定的运行张力较大的启动张力和足够且相对恒定的运行张力 输送带张力要求:输送带张力在整个长度上是变化的,影响因素很多,为保证输送机的正常运行,输送带的张力必须满足以下两个条件:输送带的张力在任何负载作用下,作用到全部滚筒上的圆周力是通过摩擦传递到输送带上,而输送带与滚筒间应保证不打滑;作用到输送带上的张力应足够大,使输送带在两组承载托辊间保持垂度小于一定值。2.其他传动设备的不足其他传动设备的不足绕线转子电动机绕线转子电动机:依靠增加转差功率损耗来调速,损耗主要在电动机的附加电阻上,低速运行电
3、机不会过热,但其效率低,且调速是有级分段的,维护工作量大,在防爆环境中使用有困难。直流电动机直流电动机:调速性能优良,低速时有较大的扭矩,可缓解电机的起动冲击,但不宜长期低速运行,且需配置直流电源,造价高,不宜用于防爆环境。变频调速变频调速:改变电机励磁频率进行调速,起动全程自控,效率高,调速范围广,但在低频起动时会降低电机输入电压,导致电机输出转矩降低,不适应大型带式输送机低速大转矩的起动要求。液力耦合器液力耦合器:可改善起动性能,降低电机与负载起动的冲击,但是液力耦合器传递的扭矩与其转速的平方成正比,低速时传递的扭矩小,在低速阶段不能提供稳定平滑的加速度,传动特性是非线性的,控制特性不准确
4、,效率低,稳定运行时需要滑差。MPG可控减速器可控减速器:是由磁粉制动部分与行星传动部分接合起来的可控驱动系统,具有减速、可控起动、可控制动和过载保护等多种功能,可避免起动时的电流和机械冲击,适用与45280Kw功率段的带式输送机。3.CST的特点的特点软连接、可控软起动软连接、可控软起动(停车停车)集机电控于一体集机电控于一体,具有完善的智能故障自诊断功能具有完善的智能故障自诊断功能有效延长皮带机整体使用寿命有效延长皮带机整体使用寿命,提高运行效率提高运行效率,降低维护成降低维护成本本完善的多点驱动功率平衡解决方案完善的多点驱动功率平衡解决方案控制系统开放控制系统开放,易于实现数据共享和网络
5、化易于实现数据共享和网络化,便于整体矿山便于整体矿山自动化系统的集成自动化系统的集成本安型和高防护等级设计本安型和高防护等级设计,完全满足防爆环境和全天候作业完全满足防爆环境和全天候作业要求要求4.选型与参数选型与参数4.1 CST的驱动形式的驱动形式平行轴形式平行轴形式“K型型”K型型 KR型直角型直角3点钟点钟 KR型直角型直角9点钟点钟直角形式直角形式“KR型型”3点钟点钟直角形式直角形式“KR型型”9点钟点钟4.2 产品规格和型号产品规格和型号K型KS型KV型KR型KRS型1280K280KS_280KR280KRS2420K420KS420KV420KR420KRS3630K630K
6、S630KV_4750K750KS750KV750KR750KRS51120K1120KS1120KV1120KR 1120KRS61950K1950KS1950KV_4.3 CST型号型号 CST XXX K V R S 防爆型,没有”S”为非防爆 型 直角型,没有”R”为平行轴 型 冷却泵及电机为立式,没 有”V”为卧式 K系列 规格 可控启动传输5.应用案例应用案例(一)即将安装运量运量t/h长度长度m带强带强带宽带宽mm提升高度提升高度速度速度CST配置配置主电机主电机主平硐皮带60003522ST4000200081m4.5m/s3 x 1950KV3 x 1600KW1070大巷皮
7、带60002398ST2500200055m4.5m/s3 x 1120KRS3 x 1000KW大同塔山煤矿大同塔山煤矿大同塔山煤矿大同塔山煤矿应用案例(二)即将安装运量运量t/h长度长度m带强带强带宽带宽mm提升高度提升高度速度速度CST配置配置主电机主电机西山官地煤矿9005500ST3150120090m3.54m/s3 x 750KV3 x 630KW西山官地煤矿西山官地煤矿西山官地煤矿西山官地煤矿应用案例(三)运量运量t/h长度长度m带强带强带宽带宽mm提升高度提升高度速度速度CST配置配置主电机主电机原矿石皮带25001250ST30001200214m4.6m/s3 x 950
8、KR+13 x 671KW江西德兴铜矿江西德兴铜矿江西德兴铜矿江西德兴铜矿DeXing Copper MineDeXing Copper Mine 中国第一套中国第一套CST 德兴铜矿隶属江西铜业公司,是中国现代化的特大型露天矿山。也是CST中国最早的用户,3x950K CST于1993年投入使用。二二.CST组成与传动原理组成与传动原理1.CST的组成按部件可分为按部件可分为:主电机减速器冷却泵热交换器控制器按功能可分为按功能可分为:传动系统液压系统冷却系统润滑系统控制系统2.传动原理传动原理1.输入轴2.一级减速主动齿轮3.一级减速从动齿轮4.太阳轮5.行星轮6.齿圈7.减速箱壳体8.输出
9、轴9.行星轮架10.离合器力矩传输过程力矩传输过程:主电机输出轴主电机输出轴CST输入轴输入轴一级减速主动齿轮一级减速主动齿轮一级减速从动齿轮一级减速从动齿轮太阳轮太阳轮行星轮行星轮齿圈齿圈动磨擦片动磨擦片静磨擦片静磨擦片 行星轮架行星轮架输出轴输出轴驱动滚筒驱动滚筒654912367451089一级减速二级减速摩擦生热离合器结构与原理:离合器结构与原理:当环形活塞上的压力压力增加时,旋转片和静止片之间的间隙逐渐减少,当活塞的压力使旋转片和静止片相互压紧时,齿圈的速度降低,行星轮开始绕太阳轮公转,由于太阳轮始终保持运转,三个行星轮逐渐地在齿圈内旋转,从而输出轴开始转动起来。当液压使CST输出轴
10、上得到足够的扭矩时,皮带机开始起动。通过控制液压,可精确控制CST输出轴的转速和扭矩。当活塞压力锁紧压力时,旋转片和静止片之间的相对位移几乎为零,此时离和器称为锁定状态,输出轴达到满速。换句话说,若输入转速为1480rpm,速比为 20.6,当离和器锁定时,输出轴转速为71.7 rpm。3.相关计算相关计算CST 速比计算公式速比计算公式:速比=(T2T1)x(T5T3)+1 T1输入轴一级齿轮齿数 T2输入轴二级齿轮齿数 T3太阳轮齿数 T4行星轮齿数 T5齿圈齿数扭矩的基本原理扭矩的基本原理:Torque(at full load)=(HP x)RPM 为系数将电机的功率及转速转换为 ft
11、-lb(=5250)或者in-lb(=63000)例如:一台 速比为20.6316的420KS CST,驱动电机为 350kW(or 475HP)3/380V/50Hz/1480rpm.这台 475HP 电机,在满速时(如,1480rpm),将产生:Torque(at input shaft of CST)=(475 hp x 63,000)1480rpm 20,219 in-lb 20.2K in-lb 三三.CST液压原理液压原理1.液压系统类别液压系统类别 CST 液压控制系统分为两个压力范围,低压系统(300psi)和高压系 统(1000psi),低压系列产品包括280K、420K 和
12、630K,而高压系列产品包括750K、1120K 和1950K。低压系统和高压系统之间的区别仅仅在于其工作压力和一些元件上有所变化,元器件名称 低压系统 高压系统 离合器压力变送器 0300psi 01000psi 离合器压力表 0300psi 01500psi 控制压力安全阀 350psi 1200psi 系统压力变送器 0300psi 01000psi 系统压力表 0300psi 01500psi2.液压原理图液压原理图FI-1CST GEARCASENEMA-4ENCLOSUREB-STRHXPI-4COOLING PUMPOUTPUTSHAFTN1N2N3N4N5INPUTSHAFTF
13、O-2TT-1FO-1D/PFLT-2PI-3PT-3PI-2PT-2PT-1PI-1Y-STRTANDEM PUMPPCVRVBLVPRV-2CST-冷却系统液压原理图流量计流量计冷却泵冷却泵压力表压力表热交换器热交换器篮式过滤器篮式过滤器CST齿轮箱齿轮箱两级齿轮泵两级齿轮泵温度传感器温度传感器轴速传感器轴速传感器输入轴输入轴输出轴输出轴油池油池油池油池低压低压两级齿轮泵两级齿轮泵Y型过滤器型过滤器25u过滤器过滤器D/P开关开关油箱油箱润滑压力变送器润滑压力变送器润滑压力表润滑压力表CST-润滑系统液压原理图CST控制系统液压原理图控制系统液压原理图两级齿两级齿轮泵轮泵高压高压油池油池系
14、统压力表系统压力表比例阀比例阀离合器压力表离合器压力表闭锁阀闭锁阀离合器压力变送器离合器压力变送器系统压力变送器系统压力变送器输入轴输入轴10u过滤器过滤器Y型过滤器型过滤器离合器离合器系统释压阀系统释压阀3.液压部件与用途液压部件与用途序号 名称 标号 高压系统 低压系统 用途 1离合器压力变送器PT-101000psi/420mA01000psi/420mA离合器压力检测2离合器压力表PI -101500psi01500psi离合器压力指示3系统压力变送器PT-201000psi/420mA01000psi/420mA系统器压力检测4系统压力表PI -201500psi01500psi系统
15、器压力指示5润滑压力变送器PT-30100psi/420mA0100psi/420mA润滑压力检测6润滑压力表PI -30100psi0100psi润滑压力指示7冷却流量变送器FI -1 0100%/420mA0100%/420mA冷却流量检测8冷却压力表PI -40100psi0100psi冷却压力指示9油箱温度变送器TT-10300F/420mA0300F/420mA油箱温度检测10输出轴速度传感器ST-105000Hz05000Hz输出轴转速检测11D/P开关S-340psi40psi润滑过滤器堵塞检测12比例调节阀PCV420mA DC/0100%420mA DC/0100%离合器压力
16、调节13比例阀大器AMP420mA DC/05000Hz420mA DC/0400Hz比例调节阀驱动14系统压力减压阀RLF950psi250psi稳定系统压力15液压系统减压阀PRV1250psi1250psi保护液压系统元件16蓝式过滤器B-STR40 MESH40 MESH过滤冷却回路油品17Y-型过滤器Y-STR238u MESH238u MESH?18润滑过滤器FLT-125u MESH25u MESH?19系统压力过滤器FLT-210u MESH10u MESH?四四.CST控制原理控制原理1.与其他系统的信号联系与其他系统的信号联系(各CST的运行状态与控制信号)(皮带机启停控制
17、、慢速选择、急停、故障、预警、连锁信号)(绞车启停控制、操作方式、运行状态、故障等信号)(与CST、APW及配电系统相关的所有信息、远程控制信号)2.工作状态工作状态状态状态-0:待机状态:待机状态 CST 控制系统在检测到以下状态完备后发出“备车”信号,操作员可起动带式输送机。带式输送机速度为0;离合器压力小于5系统压力;系统无故障和报警状态。状态状态-1:起动状态:起动状态 在操作员发出带式输送机“起动”信号后,PLC 中的控制程序将起动冷却泵、风扇和主电机。多机系统中,主电机起动间隔为5s 以避开起动电流冲击。离合器压力将预压至10,保证冷却油预先充满离合器摩擦片间隙。状态状态-2:预压
18、状态:预压状态 在离合器摩擦盘预压结束后,速度和功率PID 闭环调节模块将切换到“自动/前馈”模式。逐渐增加各台CST 压力PID 闭环调节模块的输入设定,直至检测到皮带机起动为止。如果带式输送机系统具有独立制动单元,在离合器预压后CST 控制系统应输出开关量或模拟量信号至制动单元以释放制动状态。状态状态-3:啮合状态:啮合状态 在检测到皮带机速度 3时,皮带机就进入了啮合状态。在此状态下,速度PID 设定逐渐上升,而功率PID 模块处于功率平衡控制模式,在检测到速度后,需利用一段缓冲特性来提升起动性能,缓冲期间速度将保持在5左右。缓冲时间可在520s 之间调整。状态状态-4:加速状态:加速状
19、态 缓冲结束后,速度PID 设定将按预设的“S”曲线上升至满速。加速时间可在30300s 之间进行调整,加速状态期间热交换器风机将起动运行。状态状态-5:满速状态:满速状态 在检测到皮带机速度95时,系统进入满速运行状态,用户可起动加料设备。速度设定一般保持在98或100。主驱运行在恒速闭环控制模式上,而从驱处于功率平衡控制状态。运行期间,功率控制都应控制在2的误差范围内。状态状态-6:减速状态:减速状态 正常运行期间,发生任何CST 故障或用户停机指令都将导致系统进入减速运行状态。输送机按设定曲线停机,停机时间不小于自然停车时间,可按需要调整。当速度5时,减速状态结束。3.工作曲线工作曲线4
20、.控制原理图控制原理图5.检测与控制元件检测与控制元件序号 名称 标号 高压系统 低压系统 用途备注1离合器压力变送器PT-101000psi/420mA01000psi/420mA离合器压力检测2离合器压力表PI -101500psi01500psi离合器压力指示3系统压力变送器PT-201000psi/420mA01000psi/420mA系统器压力检测4系统压力表PI -201500psi01500psi系统器压力指示5润滑压力变送器PT-30100psi/420mA0100psi/420mA润滑压力检测6润滑压力表PI -30100psi0100psi润滑压力指示7冷却流量变送器FI
21、-1 0100%/420mA0100%/420mA冷却流量检测8冷却压力表PI -40100psi0100psi冷却压力指示9油箱温度变送器TT-10300F/420mA0300F/420mA油箱温度检测10输出轴速度传感器ST-105000Hz05000Hz输出轴转速检测11D/P开关S-340psi40psi润滑过滤器堵塞检测12比例调节阀PCV420mA DC/0100%420mA DC/0100%离合器压力调节13比例阀大器AMP420mA DC/05000Hz420mA DC/0400Hz比例调节阀驱动 五五.CST操作与故障分析(操作与故障分析(PB)屏幕操作屏幕操作通过屏幕上的通
22、过屏幕上的F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8、F9按钮,可在按钮,可在19个屏幕间进行选择,但在当前屏幕时按动对应的按钮将不起作用个屏幕间进行选择,但在当前屏幕时按动对应的按钮将不起作用五五.CST操作与故障分析(操作与故障分析(PB)屏幕屏幕1:总屏幕:总屏幕1屏幕名称 与CST配置CST编号与状态:黄色为在线,蓝色为离线主驱选择:绿色为主驱,蓝色为从驱电机开停状态:绿色为电机运行,蓝色为停车泵运行状态:绿色为冷却泵运行,蓝色为停车风扇运行状态:绿色为风扇运行,蓝色为停车启停控制信号:启动信号为绿色,停车信号为蓝色慢动选择:绿色为慢速方式,蓝色为满速方式主驱锁定选择:绿色为主驱锁
23、定,蓝色为主驱不锁定打滑检测选择:绿色为选择打滑检测,蓝色不选择就地急停状态:红色为就地急停,蓝色为无就地急停皮带运行状态:#对应皮带的7个状态,07日历与时间显示在线状态:绿色为在线,蓝色为离线就绪状态:绿色为就绪,蓝色为非就绪正常与否:绿色为正常,蓝色为故障主控速度选择:绿色为主控速度外部急停状态:红色为外部急停,蓝色为无外部急停绞车急停状态:红色为绞车急停,蓝色为无绞车急停五五.CST操作与故障分析(操作与故障分析(PB)屏幕屏幕2:总屏幕:总屏幕2各CST的实时功率值,单位为KWCST编号与状态:黄色为在线,蓝色为离线各CST的油箱实时温度值,-17148OC各CST的实时离合器压力值
24、,高压为01000PSI,低压为0300PSI各CST冷却流量的实时值,0100%各CST比例阀开度值,0100%各CST的实时系统压力值,高压为01000PSI,低压为0300PSI各CST输出轴转速,0100%各CST实时润滑压力值,0100PSI当CST发生故障时显示红色并闪烁,同时显示”CST故障”,当CST处于正常状态时显示绿色,同时显示”CST正常”当有急停信号发出时,显示红色并闪烁,同时显示”急停”,若无急停发生时无任何显示五五.CST操作与故障分析(操作与故障分析(PB)屏幕屏幕3:皮带机警告与故障屏幕:皮带机警告与故障屏幕CST未选择在线而运行屏幕名称皮带机过载跳车皮带保护系
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