皮帶機自動控制系統的優化

陳新俊

（金牛天鐵煤焦化有限公司，河北涉縣 056404）

皮帶機自動控制系統的優化

陳新俊

（金牛天鐵煤焦化有限公司，河北涉縣 056404）

針對皮帶機在運行中出現的問題，對其進行改造，將PLC自動控制技術應用到皮帶機運行系統中。介紹了PLC在皮帶機中的應用方法。實際運行表明，改造后提高了皮帶機操作的可靠性、準確性、安全性，減輕了操作工人的勞動強度，避免了誤操作，提高了工作效率，取得了較好的經濟效益。

皮帶機 自動控制系統 優化

1 引言

金牛天鐵煤焦化有限公司備煤車間是為2×60孔JNX70-2型頂裝焦爐制備裝爐煤，日處理煉焦煤料約6 123 t（含水分～10%），年處理煤量～222萬t（濕）。各單種煤經帶式輸送機輸送。皮帶機在備煤車間主要完成物料的輸送任務。多年以來一直采用的是電氣控制系統，即接觸器-繼電器控制。傳統的接觸器-繼電器控制系統雖然有較好的抗干擾能力，但也存在著設備連線復雜且觸點在開關時容易受電弧損害，可靠性及穩定性差、故障排除困難等缺點。而且，各電動機啟動均為手動，有時同時啟動幾臺皮帶機，造成啟動峰值電流過大，引起負荷開關跳閘。隨著科學技術的進步，為適應現代化生產發展的要求，對皮帶機進行自動控制系統進行了改造。將PLC自動控制技術應用到皮帶機運行系統中，提高了運行的可靠性、穩定性，降低了故障率。

2 改造前皮帶機運行存在的問題

改造前皮帶系統的部分連鎖點只是在電氣回路里有連鎖控制，沒有接入PLC控制系統。當皮帶機非正常停機時，上位畫面沒有故障點顯示，必須查找故障點逐項排除，不但為排除故障、解決問題帶來了一定的困難，而且還影響了正常生產。

由于強電的干擾產生部分虛假信號，這些虛假信號會嚴重影響皮帶的正常運行。

在啟動皮帶機時，因皮帶的瞬間打滑，經常出現皮帶還沒啟動完畢就停止運行的現象。

為了減少非正常停機及為檢修帶來的不便，對皮帶系統進行了改造。

3 改造方案

3.1 改造后皮帶機運行的控制要求

根據皮帶機完成輸送任務的不同和生產工藝的要求，分成前部和后部兩套控制系統?？刂葡到y改造后要求各系統能夠獨立運行，互不影響。各系統皮帶機按順序啟動，逆序停止。當每條皮帶發生故障時，該皮帶和前面的皮帶立即停止運轉，而后面的皮帶則待料運完后停止，各皮帶機要能夠實現跑偏保護（輕跑偏報警、重跑偏自動停機）、打滑保護、堵料保護、撕裂保護、拉繩保護等。當出現其中的任何一種故障時，畫面都會顯示并且自動停機，起到保護皮帶、方便檢修的作用。同時還設計了緊急停機開關（有突發事故時使用）、停止開關和事故開關，改造后的系統要求既能集中控制，又能實現各皮帶機旁手動控制。

3.2 皮帶機的控制原理

3.2.1 PLC控制系統配置

由于備煤車間皮帶多，生產戰線長，所以在主控室設置主站，結合生產設備及配電室實際的分布情況設置了多個分站及遠程分站。各分站之間用DP線連接，各遠程分站與主站之間采用光纜通訊，主站與上位機之間采用TCP/IP協議通訊，保證了數據的可靠傳輸，質量穩定可靠。PLC控制系統配置見圖1。

圖1 PLC控制系統配置圖

3.2.2 皮帶機主回路控制原理

拖動皮帶機的電動機采用接觸器控制，用熱繼電器進行過電流保護，每臺電動機裝有液壓制動器來防止電動機突然停電導致皮帶重負荷倒轉。電動機的運行信號、熱繼的故障點信號接入PLC系統，一旦運行信號丟失或熱繼的故障信號到來，PLC系統就會輸出停機信號，電動機就會自動停機，避免堆料或設備被破壞等情況。當每條皮帶發生故障時，該皮帶和前面的皮帶立即停止運轉，而后面的皮帶則待料運完后停止。

3.2.3 皮帶機控制回路原理（見圖2）

圖2 皮帶機控制回路原理圖

皮帶機控制能夠實現手動現場控制和自動集中控制。現場手動控制在皮帶機旁操作，自動集中控制在集控室通過上位機進行操作。

手動啟動：手動現場控制時把轉換開關打到①-②位置，按啟動按鈕啟動皮帶機。

自動啟動：自動集中控制時把轉換開關打到③－④，在上位機的操作畫面上順序啟動皮帶機。啟動時，電鈴先響，如果現場有人，聽到鈴響后自動躲開以免發生事故，鈴響3 min后，前一級皮帶機啟動，到達延時時間后，后一級皮帶機才能啟動，實現順序延時啟動。

停止：手動現場控制時按停止按鈕或把手、自動轉換開關打到零位都可以停止皮帶機；自動集中控制時把手、自動轉換開關打到零位或在計算機上用PLC程序停止皮帶機。停止時，后一級皮帶機先停止，到達延時時間后，前一級皮帶機才能停止，實現逆序延時停止。

緊急停止：當發生特殊緊急情況時，現場按下急停按鈕，在手、自動狀態下皮帶機都能實現緊急停車。在計算機操作畫面也設有急停按鈕，自動集中控制時能起到緊急停車作用。按下急停按鈕皮帶就會立刻停止運行，從而保證了人身及設備的安全。

通過PLC編程可實現多種控制方式。如：生產運行時可設置為順序啟動，逆序停止多機聯鎖運行方式。設備檢修時可設置為單機非聯鎖運行方式。

3.2.4 PLC輸出、輸入點（見圖3）

圖3 PLC輸出、輸入點

為了解決由于皮帶瞬間打滑引起的皮帶停運，在程序里增加了一個10 s延時的判斷。只有當打滑信號超過10 s后，皮帶才會自動停止運行，解決了一啟即停的問題。

3.2.5 多重保護

在皮帶機啟動或運行過程中，遇到事故或突發事件時，只要按緊急停止按鈕或拉動事故拉繩開關，皮帶機就會停止工作。當皮帶輕度跑偏時，輕跑偏開關動作發出警報信號。當皮帶重度跑偏時，重跑偏開關動作，使皮帶機停止工作。當皮帶機過載時，熱繼電器FR動作使皮帶機停止工作。

4 結束語

與按鈕開關控制系統相比較，PLC控制系統增加了監控診斷功能，具有抗干擾能力強、可靠性高、故障率低、安全性好、準確性高等優點，節省了人力，減少了因人為的誤操作而造成的故障，從而提高了工作效率，并相對提高了社會、經濟效益。

皮帶機用PLC控制的方法是切實可行的。通過實踐運行，證明了皮帶機采用PLC控制能大大地提高皮帶機控制系統的可靠性、安全性，極大地減輕操作人員的勞動強度，并使操作更加簡便，用戶更加滿意。該操作系統對于工廠皮帶機具有廣泛的推廣使用價值。

Optimization of Belt Conveyer PLC Automatic Control System

Chen Xinjun
(Jinniu Tiantie Coking Company Limited,She County, Hebei Province 056404)

In order to solve the problems occurring during belt conveyer running,modification was made to apply PLC automatic control technology to conveyer running.PLC utilization method for belt conveyer is explained.Practice shows that after modification the reliability,accuracy and safety of belt operation are improved;the operator's labor strength is lightened; misoperation is avoided;working efficiency is raised;good economic benefit is achieved.

belt conveyer,automatic control system,optimization

陳新俊，女，工程師，2008年1月畢業于天津理工大學自動化專業，現在金牛天鐵煤焦化有限公司從事熱工儀表維護工作。

（收稿 2012－04－10 編輯 潘娜）