碼頭散糧皮帶機卸船流程限流量裝置的研究與改造

The research and reconstruction of the limited flow device on port bulk grain belt conveyor discharging process

◎王文建，劉　靜，王江濤（日照港裕廊碼頭有限公司，山東　日照　276826）

Wang Wenjian，Liu Jing，Wang Jiangtao(Rizhao jurong port terminals co.,ltd, Rizhao 276826，China)

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碼頭散糧皮帶機卸船流程限流量裝置的研究與改造

The research and reconstruction of the limited flow device on port bulk grain belt conveyor discharging process

◎王文建，劉靜，王江濤
（日照港裕廊碼頭有限公司，山東日照276826）

Wang Wenjian，Liu Jing，Wang Jiangtao
(Rizhao jurong port terminals co.,ltd, Rizhao 276826，China)

1　裕廊碼頭卸船設備現狀

日照港裕廊碼頭有限公司散糧一二期系統主要由32條皮帶機、13條埋刮板機、8臺畚斗式提升機、8臺計量稱、12個鋼板筒倉、44個水泥筒倉、16條自動灌包線、2條散裝車、16條直取散裝線、2臺帶斗門機、1臺瑞士連續卸船機以及對應的除塵器系統組成，主要擔負著糧食貨物的接卸、中倒、灌包及散裝作業.

2　面臨問題

由于卸船所用1#、2#非連續計量秤安裝在BC3、BC4皮帶機頭部，距碼頭卸料大機約700 m，按照皮帶機額定帶速3.15 m/s計算，物料從接卸至計量秤約需要700/3.15=222（s），公司所有1#、2#計量秤從第三個工作循環周期開始顯示流量，這約需要60 s時間.因此，在不計算物料落差的情況下，物料從接卸至中控顯示流量需要至少4.7分鐘.卸船流量一直有中控室指令員從上位監控，但由于有這4.7分鐘的延時，一二期卸船流程多次因流量過大引起機損事故.但卸船時門機抓取貨物若控制太小將直接影響卸船效率，若太大又將使設備過負荷工作，降低設備使用壽命.這就迫切要求我們在散糧設備安裝限流量裝置，以提高卸船效率，延長設備使用壽命.

我們組織技術骨干，成立改造小組，對以上問題進行專題研究.散糧一二期卸船流程設計輸送能力為1 000 t/h，但考慮設備投產已有10年時間，諸多老化嚴重，最終我們將流量上限設置在850 t/h（此信號可根據現場進行大小設定），并且現場用接近開關采取過流量信號，此信號傳輸至PLC，通過程序連鎖實現過流量停機功能.這樣，既能達到流量過大使設備停機，避免設備長期處在過負荷下工作，延長使用壽命；又能實現自動保護，不用中控指令員長期觀察卸船流量，降低生產勞動強度.

3　問題研究討論并制定方案

3.1理論研究與討論

考慮到過流量停機后的啟動問題，若過流量信號作用于BC1和BC2皮帶機停機，由于過流量時設備上本身物料就比較多、流量較大，擔心會出現壓死皮帶機情況.同時，考慮到由于三期投產，已將碼頭MB1、MB2皮帶機由以的1 000 t/h額定流量改造為1 500 t/h，帶載能力顯著增強，最終我們選擇過流量信號作用于使MB1和MB2皮帶機停機.在皮帶機各保護信號中，考慮到“液力耦合器”信號出現的報警機率相對來說最少，我們最終將過流量信號作用于MB1、MB2“液力耦合器”信號.

3.2實際改造

3.2.1現場加裝控制裝置

2014年7月，我們通過現場考察研究，最終確定將接近開關安裝在BC1、BC2皮帶機的尾部，通過控制電纜連接至頭部原料流接線盒，實現信號與PLC相連.為了驗證可行性，我們決定先對BC1皮帶機進行改造.7月4日，由機械技術人員現場測量并制作安裝架，我隊也進行現場布線.9日，進行現場安裝并接線、調試接近開關動作值，經過現場試驗，中控可收到“LL_BC1”信號，故方案可實施.現場安裝情況見圖1.

3.2.2上位程序改動實施

隨后，我們對相應程序進行了修改.首先，對現場新加接近開關采集到的“%I46”信號進行延時（見圖2），根據現場門機物料情況，我們采取10秒的延時，有效地避免了由于流量不均勻引起的誤動作.

圖1　現場安裝實物圖

圖2　PLC程序10 s延遲功能塊圖

其次，將在碼頭皮帶機MB1運行情況下，將延時后的“LL_BC1”信號并入“GW_MB1”信號中，更改前后情況見圖3：

圖3　料流報警與過溫信號合并程序塊圖

根據原程序改動后梯形圖見圖4.

圖4　料流報警與過溫信號合并程序梯形圖

可得知：現場輸入信號“%I46”置“1”，10秒后，將出現“BC1料流”信號和MB1因“液力耦合器過溫”信號停機.

隨后，我們通過部門領導，積極聯系公司生產部人員，進行停機更新程序，最終于7月13日完成調試工作.

4　效果驗證

4.1現場回饋效果分析

11月份，我們對改造以來MB1故障停機進行了統計，其中因BC1料流引起的故障為5次，并對這5次記錄進行跟蹤查找，均為流量超過設定850 t/h所引起，使用效果良好.隨后，我們在木片、木薯干卸船流程中也安裝了限流量裝置.

通過本次活動，不僅有效地杜絕了設備由于過負荷工作引起的重大機損事故，大大降低了設備的故障率，提高了工作效率，有利于公司的長遠發展，還有效避免了由于流量過大引起的溢料事故.據以往每年溢料20次，每次溢料15 t計算，20人每清理15 t需要1天時間，按照人工費120元/天計算，清理人工費用為20×120×20=4.8萬元.本次改造共需材料費用800元，本次活動所獲得的經濟效益為4.8-0.08=4.72萬元/年.

本次獲得的經濟效益雖然微薄，但若設備因流量過大壓死無法啟動，就需要人工扒料，不僅會造成人力、機械的消耗，還會直接影響卸船效率，造成船舶無法及時離崗.

4.2直接經濟效益

限流量裝置加裝后，有效地杜絕了設備由于過負荷工作引起的重大機損事故，大大降低了設備的故障率，同時也提高了工作效率，有利于公司的長遠發展.

4.3間接經濟效益

本次改造杜絕了由于卸船流量過大引起的故障停機和機損事故，有效地防止了溢料事故的發生，受到了公司及廣大客戶的好評，提高了港口聲譽，增強了市場競爭力.

參考文獻：

[1]何業鋼.港口科技[M].上海市中國港口協會, 2012-7-20.

劉靜（1989-），男，助理工程師；專業方向為電氣工程及其自動化專業.

王江濤（1991-），男，助理工程師；專業方向為電氣工程及其自動化專業.

摘要：為了提高公司皮帶機散料卸船效率，提升設備自動化程度，降低設備運行時人員投入量，確保設備長期安全穩步有序高效地進行生產作業.基于各條卸船流程最大流量負荷的差異，為防止設備人員操作、維護、監管的疏忽導致皮帶因超負荷或其他原因而導致的一系列問題出現，我們設計出皮帶機限流量（流量報警）裝置并協同PLC控制，最大限度地降低了上述問題的出現.

關鍵詞：皮帶機卸船；自動化；流量負荷；限流裝置；PLC控制

Abstract：In order to improve the bulk discharging efficiency of belt conveyor in my company, Improve the equipments? automatic degree，reduce it?s operating personnel inputs，to ensure a long-term safety operating steadily、orderly and efficiently.Based on the maximum flow load difference of every discharge process，For preventing personnel?s operating、maintenance or regulatory oversight in belt cause a series problems of overload or others，We designed the belt conveyor limit flow（flow alarm）device controlling together with PLC ,which Minimize the occurrence of the above problems.

Key words：Belt conveyor discharge；Automation Flow；load Flow；limited device；PLC control

作者簡介：王文建（1982-），男，助理工程師；專業方向為電氣工程及其自動化專業.

收稿日期：2014-12-28

中圖分類號：S229+.2