斷鏈檢測(cè)保護(hù)方法

王福臣

（杰瑞環(huán)保科技有限公司，山東 煙臺(tái) 264003）

0 引言

在采用鏈傳動(dòng)方式的物料傳輸系統(tǒng)中，如果某鏈節(jié)斷裂后，而設(shè)備主動(dòng)系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，將導(dǎo)致設(shè)備損傷程度加深，直至電動(dòng)機(jī)跳閘或燒毀。為了保護(hù)設(shè)備及其傳動(dòng)機(jī)械部件，通常會(huì)設(shè)有斷鏈檢測(cè)裝置。檢測(cè)原理是：在從動(dòng)軸端安裝有多齒（如4齒、6齒等）金屬碼盤，用接近開關(guān)來檢測(cè)碼盤的檢測(cè)齒，當(dāng)接近開關(guān)碰到檢測(cè)齒時(shí)信號(hào)導(dǎo)通，證明鏈條處于正常轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。如果在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)沒有檢測(cè)到信號(hào)，則認(rèn)為鏈節(jié)斷裂，PLC系統(tǒng)會(huì)發(fā)出指令停止設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，并進(jìn)行聲光報(bào)警提示。

本文通過采集設(shè)備各種傳動(dòng)參數(shù)，應(yīng)用PLC運(yùn)算功能，設(shè)計(jì)出一套計(jì)算公式，可以自動(dòng)計(jì)算出不同頻率情況下斷鏈檢測(cè)信號(hào)的檢測(cè)時(shí)間，并根據(jù)檢測(cè)時(shí)間設(shè)計(jì)了信號(hào)常有或常無狀態(tài)情況下的報(bào)警程序，減少人為錯(cuò)誤，提高設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性。

1 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)備運(yùn)行特點(diǎn)分析

鏈輸送系統(tǒng)是可變頻調(diào)速的，其檢測(cè)齒的信號(hào)時(shí)間間隔是隨著速度的不同而變化的，速度變快則檢測(cè)時(shí)間就會(huì)變小，速度變慢則檢測(cè)時(shí)間就會(huì)變大；時(shí)間的設(shè)定值就需要隨著速度的不同而進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)，這樣不僅會(huì)導(dǎo)致設(shè)備調(diào)試周期延長(zhǎng)，還很容易因設(shè)定的時(shí)間與轉(zhuǎn)速不匹配，導(dǎo)致誤報(bào)警或漏報(bào)警的情況，存在極大的安全隱患。

1.2 計(jì)算模型的設(shè)計(jì)

針對(duì)上述傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法存在的問題，經(jīng)分析研究后認(rèn)為可以根據(jù)電機(jī)速度、減速機(jī)速比、檢測(cè)碼盤齒數(shù)等參數(shù)，通過PLC系統(tǒng)采集ABB變頻器模擬量輸出信號(hào)（運(yùn)行頻率反饋信號(hào)），建立公式計(jì)算，自動(dòng)計(jì)算出在不同頻率運(yùn)行下檢測(cè)信號(hào)的間隔時(shí)間，這個(gè)時(shí)間值就可作為檢測(cè)碼盤信號(hào)的監(jiān)測(cè)時(shí)間，此時(shí)間通過HMI屏顯示。

圖1 PLC內(nèi)計(jì)算公式

圖2 信號(hào)報(bào)警程序

確認(rèn)相關(guān)參數(shù)及計(jì)算方式：IN3=電機(jī)的運(yùn)行頻率反饋 值（Hz）；IN1=電 機(jī) 額 定 速 度（1440r/min）；IN5=減速機(jī)減速比（196.52）；IN7=碼盤齒數(shù)（4個(gè)）；IN6=檢測(cè) 系 數(shù)（2， 可 設(shè) 定 ）；IN2=60s；IN4=50Hz；OUT=檢測(cè) 時(shí) 間；OUT=IN6×IN2×IN4×IN5/（IN1×IN3）/IN7=2×60×50×196.52÷1440÷25÷4（IN3=25Hz）=2×16.37÷4=8s，計(jì)算公式如圖1所示。

1.3 信號(hào)問題處理

正常情況下要檢測(cè)碼盤的信號(hào)間隔時(shí)間，在計(jì)算的時(shí)間內(nèi)沒有檢測(cè)到信號(hào)，則認(rèn)為斷鏈；另一種情況是，如果一直能檢測(cè)到信號(hào)，則在程序中也認(rèn)為斷鏈；此兩種情況都會(huì)報(bào)警并停止變頻器運(yùn)行。PLC程序如圖2所示。

1.4 H MI屏顯示

在監(jiān)控屏上設(shè)有變頻器運(yùn)行速度的設(shè)定參數(shù)、斷鏈檢測(cè)時(shí)間顯示參數(shù)，如圖3所示。

圖3 HMI屏顯示

2 設(shè)備調(diào)試

在程序完成設(shè)計(jì)后，需要進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試中需要注意幾點(diǎn)：

（1）在不同頻率下驗(yàn)證設(shè)計(jì)的計(jì)算公式是否正確：輸入不同的頻率參數(shù)，PLC自動(dòng)計(jì)算出時(shí)間并通過HMI屏顯示不同的值，頻率越高，時(shí)間值越小；

（2）核對(duì)HMI 顯示的檢測(cè)時(shí)間與實(shí)際檢測(cè)時(shí)間是否匹配：在從動(dòng)端碼盤處計(jì)量信號(hào)的間隔時(shí)間，多次計(jì)量取平均值，與HMI顯示時(shí)間進(jìn)行比較，如果小于顯示值，則認(rèn)為計(jì)算正確；

（3）模擬故障及停止功能：模擬信號(hào)常無（丟失信號(hào)）或常有（一直有信號(hào)）狀態(tài)，測(cè)試設(shè)備停止反應(yīng)時(shí)間；

（4）公式中檢測(cè)系數(shù)的確認(rèn)：設(shè)定檢測(cè)系數(shù)的目的，用于彌補(bǔ)信號(hào)的間隔時(shí)間。由于變形或不同心等原因，可能會(huì)造成信號(hào)丟失，此系數(shù)就是用于彌補(bǔ)丟失的信號(hào)。

結(jié)語

PLC功能強(qiáng)大、應(yīng)用靈活，通過與觸摸屏的配合使用，正成為設(shè)備控制系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配置的發(fā)展方向。此計(jì)算方法不一定是最優(yōu)的，還請(qǐng)大家在設(shè)備開發(fā)過程中，深入分析、對(duì)設(shè)備進(jìn)行了解，詳細(xì)驗(yàn)算，開發(fā)出性能更好的控制系統(tǒng)。