中煤鄂爾多斯能源化工有限公司皮帶輸送機(jī)集控系統(tǒng)

馬宏昌

摘要：本文以中煤鄂爾多斯能源化工有限公司尿素庫房項(xiàng)目為依托，根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況和技術(shù)要求，設(shè)計了皮帶輸送機(jī)集控系統(tǒng)，這個設(shè)計能夠有效地控制皮帶輸送機(jī)的運(yùn)行及其各種保護(hù)的監(jiān)控。

該系統(tǒng)主要包括三臺轉(zhuǎn)彎輸送機(jī)、一條直線下運(yùn)帶式輸送機(jī)及1號帶式輸送機(jī)輸送機(jī)，實(shí)現(xiàn)了將包裝好的尿素運(yùn)至碼垛機(jī)。運(yùn)行順序是袋裝尿素從包裝機(jī)出來之后經(jīng)過1#A轉(zhuǎn)彎及進(jìn)入1#帶式輸送機(jī)然后經(jīng)過1#B轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)到1#C直線下運(yùn)帶式輸送機(jī)再經(jīng)過1#D轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)運(yùn)至1#碼垛機(jī)。為了保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全，上位機(jī)使用兩臺，其中一臺作為備用。

關(guān)鍵詞：皮帶集控；皮帶輸送機(jī)；PLC

中圖分類號： TH222文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

1概述

1.1生產(chǎn)系統(tǒng)的基本組成

中煤鄂爾多斯能源化工有限公司一期共有九條生產(chǎn)線，因?yàn)榫艂€生產(chǎn)線大同小異，本設(shè)計就以一條生產(chǎn)線為基礎(chǔ)設(shè)計，該系統(tǒng)將袋裝尿素從包裝機(jī)出來之后經(jīng)過1#A轉(zhuǎn)彎機(jī)及進(jìn)入1#帶式輸送機(jī)然后經(jīng)過1#B轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)到1#C直線下運(yùn)帶式輸送機(jī)再經(jīng)過1#D轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)運(yùn)至1#碼垛機(jī)。

該皮帶輸送系統(tǒng)主要由轉(zhuǎn)彎機(jī)、帶式輸送機(jī)、直線下運(yùn)帶式輸送機(jī)、碼垛機(jī)等組成。圖1-1是系統(tǒng)布置示意圖。

圖1-1系統(tǒng)布置示意圖

系統(tǒng)設(shè)備情況如表1-1所示:

序號 設(shè)備名 代號 備注

1 1#A轉(zhuǎn)彎機(jī) V5801A

2 1#帶式輸送機(jī) V5801

3 1#B轉(zhuǎn)彎機(jī) V5801B

4 1#C轉(zhuǎn)彎機(jī) V5801C

5 1#D轉(zhuǎn)彎機(jī) V5801D

6 1#碼垛機(jī) MDJ1

表1-1系統(tǒng)設(shè)備

1.2帶式輸送機(jī)的相關(guān)介紹

1.2.1帶式輸送機(jī)的型號

中煤鄂爾多斯能源化工有限公司尿素庫房工程所選用的皮帶輸送機(jī)為江陰市特種運(yùn)輸機(jī)械制造有限公司生產(chǎn)的DTⅡ帶式輸送機(jī)。

DTⅡ帶式輸送機(jī)是一般用途的帶式輸送機(jī)，用于冶金、煤炭、水電、化工、建材、交通運(yùn)輸?shù)炔块T。它有支帶頭部、傳動滾筒、改向滾筒、上托輥、下托輥、導(dǎo)料槽和拉緊裝置和一條環(huán)形封閉的輸送帶組成，具體示意圖如圖1-2所示。

圖1-2帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

1.2.2帶式輸送機(jī)相應(yīng)保護(hù)

1）跑偏傳感器

膠帶輸送機(jī)在運(yùn)行過程中膠帶脫離輸送機(jī)的中心線而偏向一側(cè)，造成跑偏現(xiàn)象。

輸送帶跑偏造成的危害主要有以下方面：膠帶邊緣與機(jī)架相互摩擦，使膠帶邊緣過早損壞；撒料，托輥容易被卡，影響文明生產(chǎn)；在機(jī)頭，機(jī)尾處疊膠帶，減少膠帶有效運(yùn)輸寬帶和損壞膠帶；頂膠帶跑偏嚴(yán)重時，上翹的空膠帶會折疊損壞，跑偏再嚴(yán)重時，頂膠帶可能脫離上托輥架而掉到地上，造成輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中的嚴(yán)重機(jī)械事故和人身事故。

2）速度傳感器

皮帶輸送機(jī)打滑的主要原因是膠帶與滾筒的摩擦力不夠，不能實(shí)現(xiàn)摩擦傳動，出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。在帶式輸送機(jī)工作過程中，當(dāng)某種原因使得傳動滾筒的速度與輸送帶速度不同步時，產(chǎn)生打滑現(xiàn)象。

打滑現(xiàn)象造成的危害主要有以下幾個方面：損傷托輥支架，造成托輥橫飛，導(dǎo)致膠帶機(jī)變形，基礎(chǔ)松動；下滑堆積后的膠帶可能出現(xiàn)縱向撕裂，腳面嚴(yán)重撕裂損傷；打滑會使?jié)L筒表面溫度急劇升高，引起輸送帶著火。

本設(shè)計中打滑速度開關(guān)它直接安裝在從動滾筒或大直徑的托棍下，檢測皮帶的速度狀態(tài)。當(dāng)輸入的兩個速度信號不同步時，回路繼電器閉合，發(fā)出打滑信號傳至PLC，發(fā)出停車信號。

3）拉繩開關(guān)

拉繩開關(guān)安裝于皮帶輸送機(jī)的兩側(cè)的機(jī)架上，用鋼絲繩沿著輸送機(jī)兩側(cè)把開關(guān)連接起來。當(dāng)輸送帶設(shè)備發(fā)生緊急事故時，在現(xiàn)場沿線任意處拉動鋼絲繩，鋼絲繩牽動驅(qū)動臂旋轉(zhuǎn)，通過傳動軸帶動扭力彈簧使精密凸輪發(fā)生位移，驅(qū)動微動開關(guān)切斷控制線路，使得輸送機(jī)停止運(yùn)行。

1.3控制系統(tǒng)的設(shè)計要求

1.3.1設(shè)計方案遵循的基本原則

集控系統(tǒng)應(yīng)無條件滿足生產(chǎn)系統(tǒng)工藝流程的要求；應(yīng)具有極高的可靠性；控制系統(tǒng)能是整個地面生產(chǎn)運(yùn)行可靠、操作靈活、維護(hù)簡單；控制系統(tǒng)能是整個系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)；在運(yùn)行可靠靈活的前提下采用先進(jìn)的技術(shù)和制造工業(yè)；盡可能減少現(xiàn)場安裝工作量；最大限度地減少設(shè)備及工程投資。

1.3.2設(shè)計方案包括的主要內(nèi)容

1）系統(tǒng)設(shè)兩種控制方式：集中自動和就地控制，集中自動方式由集控室發(fā)出流程啟、停車命令，現(xiàn)場相關(guān)設(shè)備按預(yù)定流程進(jìn)行順序的啟停；就地控制是在就地對各個設(shè)備進(jìn)行無或有閉鎖啟停，一般在設(shè)備檢修試車時使用。

2）啟動設(shè)備時V5801D、V5801C、V5801B同時啟動，V5801B開啟5S后啟動V5801，V5801開啟5S后啟動V5801A。

3）按工藝流程啟動設(shè)備時，采用逆料流啟動設(shè)備，而停車是順料流停車。

4）每個設(shè)備的選擇開關(guān)在遠(yuǎn)程狀態(tài)時，相應(yīng)流程和設(shè)備將不能就地啟動。

5）系統(tǒng)按工藝流程運(yùn)行時，一旦有設(shè)備故障報警，該設(shè)備及逆料流設(shè)備急停。

2控制系統(tǒng)的相關(guān)分析

2.1PLC概述及原理

PLC即可編程控制器（Programmable logic Controller，是指以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國際電工委員會（International Electrical Committee）頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對PLC做了如下定義：

“PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計。”

2.2 ABB AC500的介紹

主要組成部分有導(dǎo)軌（RACK）、電源模塊（PS）、中央處理單元CPU模塊、接口模塊（IM）、信號模塊（SM）、功能模塊（FM）等。

3控制系統(tǒng)的設(shè)計

3.1整體控制系統(tǒng)的設(shè)計

本系統(tǒng)采用PLC控制,使用兩臺控制計算機(jī)來監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行，另外配置操作臺，以及適當(dāng)數(shù)量的就地按鈕盒，皮帶保護(hù)傳感器。

圖3-1整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計圖

3.2 硬件設(shè)計需注意事項(xiàng)

3.2.1站點(diǎn)控制柜說明

本系統(tǒng)中，低壓配電柜在尿素包裝樓400V配電室，PLC柜在尿素包裝樓二樓中控室，操作臺和工控機(jī)在尿素包裝樓二樓中控室。

3.2.2硬件接線時需要注意的問題

1）電源模塊用來給CPU模塊供電，其他模塊以及傳感器開關(guān)，由一個24V的開關(guān)電源來供電。

2）一般網(wǎng)絡(luò)插頭（總線終端器）都配有終端電阻，這是為了避免信號的反射而配置的。在網(wǎng)絡(luò)的兩端的位置，要將網(wǎng)絡(luò)插頭的終端電阻開關(guān)打到ON的位置，而其他網(wǎng)絡(luò)插頭的終端電阻開關(guān)都要打到OFF的位置。

3.3 PLC編程

3.3.1地址分配

1）首先根據(jù)硬件設(shè)計原理，對地址進(jìn)行分配，下面是地址分配表。

DI524

DI524-1

DC523

3.3.2梯形圖設(shè)計

單機(jī)梯形圖

1系列聯(lián)動起車

參考文獻(xiàn)

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