港口皮帶機輸送控制系統(tǒng)設(shè)計及實現(xiàn)

徐陽

秦皇島港股份有限公司第七港務(wù)分公司 河北秦皇島 066000

隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，國內(nèi)經(jīng)濟逐漸與國際接軌，對港口的煤炭輸送、調(diào)運能力有了更高的要求，為了能夠更快速的卸載煤炭，現(xiàn)代港口不僅在港口規(guī)模上越來越大，內(nèi)部配備的煤炭輸送機械設(shè)備以及自動化水平也越來越高，這就要求現(xiàn)代港口必須配備一套先進的控制系統(tǒng)[1]。在港口的輸送系統(tǒng)中，港口皮帶機是一種重要的輸送設(shè)備，對港口皮帶機的自動化水平以及系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性就有了較高的要求。在以往的工作中發(fā)現(xiàn)，港口皮帶機主要暴露的問題就是設(shè)備耗能較高，不符合目前節(jié)約能源的發(fā)展要求，為了提高設(shè)備的運行效率，緩解港口輸送系統(tǒng)能耗較高的問題，必須對港口皮帶輸送控制系統(tǒng)做出優(yōu)化設(shè)計。優(yōu)化港口皮帶輸送控制系統(tǒng)有助于提升港口皮帶機的運行效率，這有利于提高港口獲得的經(jīng)濟效益，更能滿足建立資源節(jié)約型社會的發(fā)展要求。

1 港口皮帶輸送控制系統(tǒng)的設(shè)計要點

由于港口皮帶輸送設(shè)備在現(xiàn)代港口中有著重要的作用，因此對其控制系統(tǒng)的設(shè)計要求較高。港口日常輸送的煤炭種類有較大差異，所以在設(shè)計港口皮帶機控制系統(tǒng)時必須根據(jù)該港口輸送煤炭資源的實際情況來設(shè)計，控制系統(tǒng)的設(shè)計要分成硬件部分與軟件部分。

1.1 港口皮帶輸送控制系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計

港口皮帶輸送系統(tǒng)的硬件部分主要可由皮帶輸送機、驅(qū)動電機、皮帶除塵器、減速機、滾筒等設(shè)備，在設(shè)計控制系統(tǒng)時，硬件系統(tǒng)設(shè)計主要就是針對這些設(shè)備的系統(tǒng)主控電路加以設(shè)計，設(shè)計時必須保障電路結(jié)構(gòu)的合理性。另外，為了保證港口皮帶機的運行穩(wěn)定性，還要對港口皮帶機的皮帶寬度、長度進行合理設(shè)計，港口皮帶機的皮帶寬度與長度會直接影響到煤炭的輸送效率，設(shè)計時必須考慮到港口皮帶機使用場地、設(shè)備配置等因素對整個系統(tǒng)的影響[2]。在港口皮帶輸送控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計中，在設(shè)計港口皮帶機的皮帶寬度與長度時，其皮帶帶寬應(yīng)控制在1800-2000m之間，帶速應(yīng)控制在4.8m/s左右，實際情況要根據(jù)港口具體規(guī)模來加以細微調(diào)整。

另外還需要考慮煤炭運輸過程中對皮帶產(chǎn)生的壓力，進而計算其摩擦阻力，由于產(chǎn)生港口皮帶輸送系統(tǒng)能耗較大的主要原因就是其摩擦阻力與做功之間的關(guān)系。在皮帶機運行過程中，不管皮帶機上是否放置有煤炭，只要設(shè)備運行就會產(chǎn)生能耗。為了降低皮帶機的能耗，在設(shè)計時首先要考慮的就是降低皮帶機的空載率，其次就是要按照裝載方式的不同，對煤炭的裝載加以規(guī)范，確保煤炭能夠在輸送設(shè)備皮帶表面均勻分布，這樣就能避免皮帶輸送線各段運行獲得的負載都能低于設(shè)計負載工況；最后通過多級皮帶輸送線的閉環(huán)控制設(shè)計，進一步提升煤炭分布的均勻性，這樣就能顯著提升皮帶輸送機的工作效率。

在各部件的選用設(shè)計中，還要注意確保傳動滾筒、機架、上下托輥、清掃器的合理選擇，確保各部件之間的兼容性，這樣有助于讓皮帶輸送機運行更加穩(wěn)定，讓整個系統(tǒng)運行效率更高。因此在選擇時，必須要對皮帶輸送的帶寬、煤炭輸送量以及設(shè)備功率、皮帶張力等進行準(zhǔn)確計算，要對傳動軸、電機軸的制動力矩、負荷啟動功率加以驗算，準(zhǔn)確掌握整個系統(tǒng)的參數(shù)，這樣有利于為確保港口皮帶機控制系統(tǒng)設(shè)計質(zhì)量提供充分的數(shù)據(jù)支持。

1.2 港口皮帶輸送控制系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計

在港口皮帶輸送控制系統(tǒng)的軟件方面，主要涉及了系統(tǒng)的主程序、手動程序以及自動程序等多項程序的設(shè)計，其中最重要的部分就是系統(tǒng)的主程序的設(shè)計，通過對主程序與子程序之間的調(diào)試，以此保證港口皮帶輸送系統(tǒng)各項設(shè)備的控制功能都能有效實現(xiàn)。為了滿足手動操作功能的要求，還要在設(shè)計程序時做好對手動操作子程序的設(shè)計，通過調(diào)用數(shù)據(jù)交換子程序來判斷是否存在報警信號。另外對自動子程序的設(shè)計要保證能夠自動啟動或關(guān)閉港口皮帶設(shè)備的功能。

2 港口皮帶輸送控制系統(tǒng)的應(yīng)用分析

2.1 港口皮帶輸送控制系統(tǒng)中的節(jié)能設(shè)計

在港口皮帶輸送系統(tǒng)中，主要產(chǎn)生的能耗為系統(tǒng)中各種電機，想要減少能耗就要在電機的變頻器方面進行改進，保證變頻器功率的一致性，有助于降低電動機負載。在設(shè)計可對變頻器進行調(diào)速，根據(jù)其能量轉(zhuǎn)換過程的能量損耗規(guī)律，進行變頻器調(diào)速節(jié)能計算，計算時要將5%的能量損耗計入其中，選擇更加適合的變頻器開關(guān)，從而達到提升港口皮帶輸送控制系統(tǒng)節(jié)能效果的目的。

2.2 港口皮帶機的機架安裝設(shè)計

港口皮帶輸送系統(tǒng)中，機架的設(shè)計對港口皮帶機的性能有較大的影響，機架布置距離不合理就會影響整個系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。港口皮帶機的機架安裝有著較高的要求，在安裝機架時，必須保證機頭架與中間架之間有較好的過渡性連接，機頭架與兩臺皮帶機的交匯點應(yīng)呈直線形，機頭架與皮帶機相連的凈空高度應(yīng)＞1.3m，這樣才能保證皮帶機刮刀的順利安裝，保證設(shè)備運行的穩(wěn)定性，有利于減少煤炭輸送過程中出現(xiàn)灑落、位置偏移等問題[3]。

3 結(jié)語

綜上所述，港口皮帶輸送控制系統(tǒng)的設(shè)計有較高的要求，在設(shè)計工作中不僅要求設(shè)計人員具備較強的專業(yè)能力，同時還要具備創(chuàng)新思維與新穎的設(shè)計理念，要全面的考慮影響系統(tǒng)運行及能耗的因素，注意加入節(jié)能方面的設(shè)計，這樣就能在保證皮帶機正常運行的前提下，提高皮帶機的運行效率，減少能源的多余損耗。在港口皮帶機安裝階段，要保證機架、電機等重要設(shè)備、機構(gòu)的正確安裝，對其布置位置、設(shè)備性能做出優(yōu)化設(shè)計，這樣才能構(gòu)建起更加合理的港口皮帶輸送系統(tǒng)，不僅滿足港口生產(chǎn)工作需求，也能為創(chuàng)建資源節(jié)約型社會做出貢獻。