皮帶機(jī)打滑檢測信號(hào)防抖動(dòng)停機(jī)的處理方法

摘 要：皮帶輸送系統(tǒng)中通常使用皮帶機(jī)打滑檢測裝置，防止物料輸送中出現(xiàn)皮帶機(jī)帶速下降引起的設(shè)備問題。本文對通常使用的打滑信號(hào)控制方法作了分析，提出了防止打滑抖動(dòng)信號(hào)影響生產(chǎn)的控制方案，對該方案與通常方法的性能作了對比，最后，介紹了該控制方案的實(shí)施方法。

關(guān)鍵詞：打滑信號(hào)控制；皮帶機(jī)；防抖動(dòng)

中圖分類號(hào)：TH222 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2012）29-0086-02

皮帶機(jī)作為物料輸送設(shè)備廣泛應(yīng)用于原料場、高爐原料區(qū)域，負(fù)責(zé)礦石、焦炭物料的輸送。皮帶機(jī)保護(hù)裝置一般有皮帶跑偏檢測裝置、皮帶打滑檢測裝置和皮帶防撕裂保護(hù)裝置等，打滑檢測裝置主要是為了檢測皮帶輸送機(jī)因負(fù)載增加而速度下降或皮帶輸送機(jī)在運(yùn)行中皮帶與驅(qū)動(dòng)滾筒間打滑而設(shè)置的（俗稱皮帶打滑檢測裝置），它可防止因上述原因造成的生產(chǎn)事故。打滑檢測裝置檢測到皮帶輸送機(jī)的運(yùn)行速度低于正常運(yùn)行速度時(shí)發(fā)出打滑報(bào)警信號(hào)，作為一個(gè)重要的保護(hù)信號(hào)，通過軟件控制或硬件電氣聯(lián)鎖的方法控制皮帶運(yùn)行，在發(fā)出報(bào)警信號(hào)時(shí)能及時(shí)停止皮帶機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而達(dá)到保護(hù)皮帶設(shè)備的目的。本技術(shù)是在原來打滑報(bào)警停機(jī)的功能上，針對在皮帶在輸送作業(yè)過程中由于打滑信號(hào)的瞬間抖動(dòng)造成的停機(jī)的現(xiàn)象，對皮帶打滑檢測信號(hào)采取了防抖動(dòng)停機(jī)的處理方法，減少了打滑信號(hào)動(dòng)作造成的設(shè)備停機(jī)時(shí)間，優(yōu)化了整個(gè)皮帶輸送控制系統(tǒng)，提高了皮帶輸送作業(yè)效率。

1 現(xiàn)有的控制方式

皮帶機(jī)系統(tǒng)中，往往是由多臺(tái)輸送機(jī)構(gòu)成了多個(gè)物料輸送系統(tǒng)（流程）。而一個(gè)流程少則幾條皮帶機(jī)、多則十幾、二十幾條皮帶構(gòu)成，這樣一個(gè)流程中，上下游皮帶間的速度必須保證在一定的范圍內(nèi)，對此，設(shè)計(jì)時(shí)對一些關(guān)鍵的皮帶機(jī)（如可逆皮帶機(jī)、爬坡皮帶等），都設(shè)置了皮帶打滑檢測裝置。在寶鋼高爐原料區(qū)域和集中供煤區(qū)域皮帶輸送中，有30多條皮帶機(jī)安裝有打滑檢測裝置。目前安裝的打滑檢測裝置有機(jī)械式和電子式兩種，機(jī)械式打滑檢測裝置結(jié)構(gòu)簡單、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，尤其在粉塵較大的場所，所以寶鋼煉鐵廠高爐區(qū)域皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)皮帶打滑檢測多采用機(jī)械式。如集中供煤系統(tǒng)、高爐原料礦石系統(tǒng)和焦炭皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。機(jī)械式和電子式打滑裝置其實(shí)現(xiàn)方法不同，但安裝方式和控制方法是相同的。打滑檢測裝置一般安裝在皮帶下方，檢測裝置的檢測輪通過壓力彈簧和皮帶表面接觸并保持一定的壓力，在皮帶機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中通過摩擦力帶動(dòng)檢測輪旋轉(zhuǎn)，由打滑檢測裝置本體的檢測元件檢測檢測輪的轉(zhuǎn)速，近而可以檢測出皮帶的帶速，根據(jù)皮帶機(jī)的不同輸送速度，可選用檢測不同速度的打滑裝置（機(jī)械式）或在打滑裝置的控制面板上設(shè)定速度（電子式），打滑檢測裝置在皮帶輸送機(jī)的運(yùn)行速度低于正常運(yùn)行速度時(shí)便發(fā)出打滑信號(hào)。作為皮帶機(jī)打滑保護(hù)的重要輔助裝置，在實(shí)際應(yīng)用中是將該檢測裝置的打滑信號(hào)作為一個(gè)開關(guān)量輸入信號(hào)接入到設(shè)備控制PLC中，由PLC程序判斷是否生成皮帶打滑報(bào)警和停止運(yùn)轉(zhuǎn)中的皮帶機(jī)，

由于皮帶機(jī)在啟動(dòng)過程中帶速由零達(dá)到正常的工作速度需要一段時(shí)間的啟動(dòng)過程，因此在皮帶打滑檢測控制程序中，根據(jù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的接觸器反饋信號(hào)作為皮帶運(yùn)行判斷，屏蔽10 s左右的起動(dòng)過程時(shí)間（視皮帶長度，一般達(dá)到額定速度在5 s左右），在正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，只要皮帶的帶速達(dá)到額定帶速70%以上時(shí)，該信號(hào)狀態(tài)由“1”轉(zhuǎn)為“0”，表示皮帶速度已經(jīng)達(dá)到正常作業(yè)的帶速，上游皮帶便具備起動(dòng)條件。如果經(jīng)10 s延時(shí)后，該信號(hào)仍為停止時(shí)的“1”狀態(tài)而沒有成“0”信號(hào)狀態(tài)，便生成皮帶打滑報(bào)警，撤銷該皮帶機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)指令停止皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)。報(bào)警邏輯如圖1所示。

綜上可知，皮帶打滑信號(hào)在起動(dòng)時(shí)進(jìn)行延時(shí)判斷，如果在該時(shí)間內(nèi)節(jié)點(diǎn)沒有變化成開信號(hào)，則生成皮帶打滑報(bào)警，撤銷皮帶起動(dòng)指令鎖，停止皮帶運(yùn)行，同時(shí)皮帶起動(dòng)完成（允許送料）信號(hào)是通過皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)和皮帶打滑檢測信號(hào)進(jìn)行判斷生成的，該信號(hào)斷開在流程控制中會(huì)引起其流程中的上游皮帶停機(jī)。

在實(shí)際使用過程中存在的不足是：在皮帶運(yùn)行過程中存在著打滑信號(hào)的瞬時(shí)抖動(dòng)，產(chǎn)生打滑信號(hào)抖動(dòng)的原因比較多，如電源電壓波動(dòng)、信號(hào)繼電器觸點(diǎn)不良，還有機(jī)械式打滑裝置的磁鋼老化均會(huì)造成打滑信號(hào)的抖動(dòng)，打滑信號(hào)的瞬間抖動(dòng)會(huì)造成皮帶打滑停機(jī)的現(xiàn)象，如圖1所示，雖然在打滑判斷上有延時(shí)判斷，但只是適用于皮帶起動(dòng)過程的延時(shí)，在皮帶起動(dòng)完成后，該時(shí)間繼電器已經(jīng)超過設(shè)定的時(shí)間，即在皮帶起動(dòng)后，只要該打滑信號(hào)有瞬間的抖動(dòng)也會(huì)引起打滑報(bào)警停機(jī)，而若將打滑信號(hào)放在定時(shí)器前，起動(dòng)時(shí)雖然仍有延時(shí)保護(hù)，但當(dāng)運(yùn)行時(shí)也將有10 s的延時(shí)，顯然時(shí)間太長，不符合工藝控制，會(huì)引起壓料的生產(chǎn)事故，另外由打滑信號(hào)抖動(dòng)同時(shí)會(huì)造成作為皮帶輸送流程控制信號(hào)使用的皮帶起動(dòng)完成（允許送料）信號(hào)斷開，引起皮帶輸送流程中的上游皮帶停機(jī)。

2 改進(jìn)方法的思路

針對皮帶打滑檢測信號(hào)在皮帶機(jī)控制中存在的以上不足，對皮帶打滑檢測信號(hào)采取了防抖動(dòng)停機(jī)的處理方法，減少了打滑信號(hào)動(dòng)作造成的設(shè)備停機(jī)時(shí)間，優(yōu)化了整個(gè)皮帶輸送控制系統(tǒng)，提高了皮帶輸送作業(yè)效率。

2.1 皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的皮帶打滑報(bào)警防抖動(dòng)處理

皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行物料輸送的過程中，會(huì)發(fā)生皮帶打滑信號(hào)的瞬時(shí)抖動(dòng)，原有的方法在皮帶起動(dòng)完成后，對皮帶打滑報(bào)警的判斷實(shí)際上是沒有延時(shí)的，打滑信號(hào)瞬時(shí)抖動(dòng)均會(huì)造成皮帶因打滑報(bào)警而停機(jī)。本技術(shù)在對打滑報(bào)警的判斷上除了保留原來皮帶起動(dòng)延時(shí)的基礎(chǔ)上，增加了皮帶在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中打滑報(bào)警的延時(shí)判斷，可以有效地避免打滑信號(hào)瞬時(shí)抖動(dòng)造成的停機(jī)。

皮帶打滑定時(shí)器的定時(shí)寄存器不再是設(shè)定為常數(shù)，而是通過判斷皮帶是否起動(dòng)完成的狀態(tài)賦予兩種定時(shí)時(shí)間，分別代表皮帶起動(dòng)時(shí)的打滑延時(shí)判斷時(shí)間和皮帶起動(dòng)完成后的打滑延時(shí)判斷時(shí)間，這樣對皮帶打滑報(bào)警的判斷上實(shí)際分成了起動(dòng)過程和運(yùn)轉(zhuǎn)中兩種狀態(tài)，起動(dòng)過程對皮帶打滑的判斷一般是5～10 s的延時(shí)判斷時(shí)間，運(yùn)轉(zhuǎn)中的判斷一般是1～2 s的延時(shí)判斷時(shí)間，通過增加皮帶起動(dòng)完成后的1～2 s打滑延時(shí)判斷解決了皮帶在作業(yè)過程中出現(xiàn)的因打滑信號(hào)抖動(dòng)造成不必要停機(jī)的問題。

2.2 皮帶起動(dòng)完成（允許送料）信號(hào)判斷的改進(jìn)

如前所述，打滑信號(hào)抖動(dòng)同時(shí)會(huì)造成作為皮帶輸送流程控制信號(hào)使用的皮帶起動(dòng)完成（允許送料）信號(hào)斷開，引起皮帶輸送流程中的上游皮帶停機(jī)。本技術(shù)對皮帶起動(dòng)完成信號(hào)的判斷實(shí)際上也分成了起動(dòng)過程時(shí)和運(yùn)轉(zhuǎn)中兩種狀態(tài)下的判斷，控制邏輯如圖2所示。

起動(dòng)過程時(shí)對皮帶起動(dòng)完成的判斷與原技術(shù)一致，對于皮帶起動(dòng)完成后，則是通過判斷是否有打滑報(bào)警來決定的，由于打滑報(bào)警對于在皮帶起動(dòng)完成后的判斷有1～2 s的延時(shí)，因此可以對出現(xiàn)的皮帶信號(hào)瞬間抖動(dòng)可以進(jìn)行過濾，避免引起皮帶控制流程中上流皮帶不必要的停機(jī)。

3 實(shí)際的使用

在寶鋼煉鐵廠的3高爐集中供煤皮帶控制系統(tǒng)中得到了應(yīng)用，對于安裝有打滑裝置V系統(tǒng)皮帶應(yīng)用后，有效地減少了皮帶打滑的停機(jī)次數(shù)，提高整個(gè)集中供煤輸送系統(tǒng)的作業(yè)效率。

參考文獻(xiàn)：

[1] 侯建忠，王鑫.皮帶機(jī)打滑保護(hù)裝置的改進(jìn)與分析[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2010，（11）.

[2] 張金營，張益河.自制皮帶機(jī)打滑檢測報(bào)警裝置介紹[J].水泥工程，2008，（10）.

[3] 尹婷婷，黃文秀.淺談皮帶機(jī)打滑原因和檢修[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012，（3）.