皮帶機自動控制系統(tǒng)的優(yōu)化探析

李雪生，趙中陽，郭 川，朱立剛

（河北鋼鐵集團礦業(yè)有限公司司家營北區(qū)分公司，河北 唐山 063700）

皮帶機在啟動的過程中必須要遵循一定的順序，一旦出現(xiàn)逆序現(xiàn)象就會停止。也正因如此，當其中一條皮帶出現(xiàn)故障的時候，整個皮帶就會停止運行。皮帶機主要的作用是運輸物料，針對皮帶機的控制目前階段主要應(yīng)用的是電氣控制系統(tǒng)，但是傳統(tǒng)的電子控制系統(tǒng)在應(yīng)用過程中存在很多問題，對鐵礦企業(yè)的發(fā)展形成一定的制約作用。在皮帶控制系統(tǒng)中充分應(yīng)用先進的PLC自動控制技術(shù)，能夠有效解決傳統(tǒng)自動控制系統(tǒng)存在的問題。

1 皮帶機自動控制系統(tǒng)的運行現(xiàn)狀

目前很多鐵礦企業(yè)針對皮帶機采取的都是電器自動控制系統(tǒng)，但是電梯自動控制系統(tǒng)在實際運行過程中經(jīng)常會出現(xiàn)系統(tǒng)不穩(wěn)定、運行效率低、故障率高等一些現(xiàn)象。一旦出現(xiàn)故障，就必須要進行停機檢修，而且通常情況下故障位置以及故障原因不能夠?qū)崿F(xiàn)自動定位，對正常的生產(chǎn)作業(yè)造成影響。與此同時，在皮帶機啟動過程中普遍存在打滑的現(xiàn)象。針對上述情況，就必須要對鐵礦企業(yè)的皮帶機自動控制系統(tǒng)進行進一步優(yōu)化，這樣才能促進鐵礦企業(yè)的健康發(fā)展[1]。

2 改造方案

2.1 改造后皮帶機運行的控制要求

充分結(jié)合皮帶機實際應(yīng)用的生產(chǎn)工藝以及運行狀況，主要將控制系統(tǒng)分為前后兩個部分。在經(jīng)過改造后，控制系統(tǒng)必須要具備相互獨立的運行體系，而且不會產(chǎn)生互相影響。各個系統(tǒng)會按照一定順序來啟動皮帶機，當出現(xiàn)逆序時停機。一旦在發(fā)生某一條皮帶故障的時候，整條皮帶都會停止運轉(zhuǎn)，但是后面的皮帶仍然可以完成物料運輸任務(wù)，不同皮帶機要充分具備打滑保護、跑偏保護、撕裂保護、拉繩保護等一些功能。當出現(xiàn)上述故障中的一種是，通過顯示屏就能夠?qū)⒐收闲问竭M行顯示，并完成及時停機，這樣就能夠?qū)ζ鸬胶芎玫谋Ｗo，也為后續(xù)的維修保養(yǎng)提供便利。與此同時，為整個控制系統(tǒng)設(shè)置了緊急停止開關(guān)，實現(xiàn)了整個皮帶機的集中控制，與此同時還能針對皮帶機進行手動控制[2]。

2.2 皮帶機的控制原理

2.2.1 PLC控制系統(tǒng)配置

在鐵礦的被煤車間中皮帶的應(yīng)用非常多，而且整個生產(chǎn)線比較長，針對這種情況，在控制室中設(shè)置了主站，并充分結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備以及配件系統(tǒng)的分布狀況合理的設(shè)置了多個分站以及遠程控制站點。不同站點之間充分利用DP線實現(xiàn)連接，而主要使用了光纜來完成主站與分站之間的通訊，利用TCP/IP協(xié)議通訊來完成主站與上位機之間的通訊，這樣就能夠充分保證整個生產(chǎn)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

2.2.2 皮帶機主回路控制原理

電動機主要采取的是接觸式控制方式，并充分利用熱計電器來實現(xiàn)過電流保護，為了實現(xiàn)對皮帶的保護，針對每一臺電動機都配備了相應(yīng)的液壓制動器，這樣就能夠有效避免在停電過程中出現(xiàn)倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象。整個皮帶運行過程中產(chǎn)生的各種信號都會最終接入PLC系統(tǒng)，這樣設(shè)備運行出現(xiàn)故障的時候，PLC系統(tǒng)就會下達停機命令，有效避免了物料堆積對設(shè)備造成破壞。當其中一條皮帶機發(fā)生故障時，該皮帶機前面的皮帶機會及時進行停機，而后續(xù)的皮帶機則可以繼續(xù)完成物料輸送。

2.2.3 皮帶機控制回路原理

圖1 皮帶機控制回路原理圖

針對皮帶機主要有手動以及自動控制兩種方式。手動控制可以在皮帶機旁就完全操作，而自動集中控制則必須要在控制室的上圍機上來進行操作。手動啟動過程如下：首先將轉(zhuǎn)換開關(guān)設(shè)置到①～②位置，然后通過按下啟動按鈕就可以讓皮帶機啟動。自動啟動過程如下：在控制室中將轉(zhuǎn)換開關(guān)推到③～④，通過上飛機就能夠?qū)崿F(xiàn)皮帶機的順序啟動。在皮帶機啟動之前，電影會首先想起，這樣現(xiàn)場的操作人員就能夠及時撤離現(xiàn)場，警示鈴想三分鐘后，前一級的皮帶機首先啟動，后一級的皮帶機再達到預(yù)定的延時時間后也會自動啟動，這樣就實現(xiàn)了順序延時啟動[3]。

停止操作：在皮帶機旁通過按下停止按鈕，或者將轉(zhuǎn)換開關(guān)推到林妹就可以讓皮帶機停止運行；而自動控制方式則需要在計算機上將自動轉(zhuǎn)換開關(guān)打到零位就可以實現(xiàn)皮帶機停機。在停機的過程中，首先停止的是后一級皮帶機，前一級的皮帶機在達到延時時間會也會實現(xiàn)自動停止，這樣就實現(xiàn)了逆序延時停止操作。

圖2 PLC輸出、輸入點

緊急停止：在生產(chǎn)線上出現(xiàn)緊急狀況時，通過按下皮帶機上的緊急停車按鈕就能夠讓皮帶機停轉(zhuǎn)。或者在控制室計算機上將急停按鈕按下，同樣能起到緊急停車作用。皮帶機會在緊急按鈕按下的第一時間及時實現(xiàn)停轉(zhuǎn)，這樣就能夠?qū)υO(shè)備以及操作人員的安全保護。充分利用PLC編程能夠?qū)υO(shè)備進行多種控制。

2.2.4 PLC輸出、輸入點

針對在你在運行過程中經(jīng)常出現(xiàn)打滑導致停轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，通過在PLC程序中設(shè)置10秒的延時判斷，這樣就能夠有效解決皮帶機存在的一啟即停的信箱[4]。

2.2.5 多重保護

皮帶機在運行過程中一旦出現(xiàn)突發(fā)狀況不僅可以利用急停按鈕實現(xiàn)停轉(zhuǎn)，而且也可以應(yīng)用事故拉升開關(guān)來實現(xiàn)皮帶機停轉(zhuǎn)。當皮帶機在運行過程中出現(xiàn)跑偏向下時，系統(tǒng)會自動發(fā)出跑偏報警信號，如果跑偏現(xiàn)象比較嚴重，通過系統(tǒng)控制皮帶機就能夠?qū)崿F(xiàn)停轉(zhuǎn)；耳皮待機出現(xiàn)過載現(xiàn)象時，通過熱機電機也能夠?qū)崿F(xiàn)停機保護功能。

3 結(jié)論

PlC自動控制系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對皮帶機的自動控制，同時還具備了故障診斷功能，另外整個PlC自動控制系統(tǒng)具備強抗干擾能力、運行可靠性高、安全性良好等多種優(yōu)點，在鐵礦企業(yè)中的應(yīng)用能夠最大程度降低操作人員勞動強度，進一步提升企業(yè)生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。通過實踐應(yīng)用表明，PlC自動控制系統(tǒng)在皮帶機中具有較高應(yīng)用價值。而且操作相對比較方便，具有較高的推廣價值。