屯蘭選煤廠帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng)改造研究

陽(yáng)擁軍

(西山煤電（集團(tuán)）有限公司屯蘭選煤廠，山西 古交 030206)

1 引言

在選煤廠中，帶式輸送機(jī)具有輸送能力強(qiáng)、單機(jī)長(zhǎng)度長(zhǎng)、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用非常廣泛。2015年，因技改原因?qū)ν吞m選煤廠的運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行了相應(yīng)的改造，期間對(duì)于膠帶運(yùn)輸機(jī)的原電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行了保留。后期運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，原系統(tǒng)上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的信號(hào)指示中，沒(méi)有具體的停機(jī)故障原因的信號(hào)顯示，加大了維修和管理的難度。公司技改科設(shè)立膠帶運(yùn)輸機(jī)電控系統(tǒng)的改造項(xiàng)目，對(duì)皮帶運(yùn)輸機(jī)啟動(dòng)方式進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)膠帶機(jī)的保護(hù)指示與投切功能，降低設(shè)備故障率的發(fā)生。

2 帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng)改造的原因分析

西山煤電集團(tuán)屯蘭選煤廠投產(chǎn)于1997年，至今已經(jīng)歷了2004、2009、2015年的多次技術(shù)改造。2015年的技術(shù)改造中，針對(duì)模塊選煤廠新建的主廠房布置形式為單元模塊化，其中也保留了原有的運(yùn)輸系統(tǒng)及相應(yīng)的電控系統(tǒng)。后期運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，帶式輸送機(jī)的急停、欠速、堵煤等保護(hù)的電位信號(hào)都可以在上位機(jī)中進(jìn)行相應(yīng)的分開(kāi)顯示。操作及維修人員能很快找到故障原因并及時(shí)進(jìn)行維修處理。但是對(duì)于保留的原有運(yùn)輸系統(tǒng)的電氣控制部分，上位機(jī)監(jiān)控信號(hào)中有運(yùn)行信號(hào)指示，但是對(duì)于保護(hù)運(yùn)作卻沒(méi)有具體的原因信號(hào)顯示。維修技術(shù)人員一直無(wú)法查找到皮帶機(jī)的停機(jī)原因，進(jìn)而進(jìn)行相應(yīng)的維修。降低了維修效率，同時(shí)也降低了設(shè)備的運(yùn)行效率。

3 原有運(yùn)輸系統(tǒng)帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng)研究

分析帶式輸送機(jī)的工作回路，主要的裝置為隔離開(kāi)關(guān)、斷路器、熔斷器、接觸器、控制保護(hù)裝置等（具體示意圖如圖1所示），工作電壓為AC660 V。

從圖1中可以看到，啟動(dòng)輸送機(jī)時(shí)，接觸器吸合，工作回路接通，電機(jī)設(shè)備進(jìn)行工作轉(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)備啟動(dòng)模式為兩大類，生產(chǎn)作業(yè)時(shí)采用集中控制模式，全廠設(shè)備連鎖啟動(dòng)；當(dāng)設(shè)備處于故障或是維修狀態(tài)時(shí)，采用就地控制模式，設(shè)備之間不連鎖。在控制回路當(dāng)中，主要是對(duì)接觸器線圈的得失電進(jìn)行控制來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸機(jī)的啟動(dòng)和停止，此時(shí)工作電壓為AC220 V，具體的控制回路見(jiàn)圖2所示。通過(guò)圖2可以得知，控制回路當(dāng)中按順序排列為堵煤保護(hù)、跑偏保護(hù)、急停保護(hù)等電子元件常閉點(diǎn)。當(dāng)點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕，接觸器線圈得電，接觸器吸合，膠帶機(jī)啟動(dòng)。相反，點(diǎn)擊停止按鈕，輸送機(jī)停止作業(yè)。

圖1 帶式輸送機(jī)工作回路示意圖

圖2 原有帶式輸送機(jī)控制回路

4 帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng)改造方案

4.1 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

本次改造方案對(duì)于工作回路沒(méi)有進(jìn)行改造，主要針對(duì)接觸器線圈的控制回路進(jìn)行改造。工作回路的設(shè)計(jì)還是如圖1所示，對(duì)接觸器線圈的控制回路進(jìn)行改造后，帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng)示意圖如圖3所示。

圖3 帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng)接觸器線圈改造后示意圖

從圖3中可以看到，1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)和4號(hào)繼電器統(tǒng)一安裝在膠帶機(jī)機(jī)頭的控制箱內(nèi)，指示燈、按鈕、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)部分安裝在控制箱箱蓋上。當(dāng)前以跑偏保護(hù)的工作原理來(lái)對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的分析。在圖2原工作回路系統(tǒng)當(dāng)中，使用跑偏保護(hù)常閉點(diǎn)，在圖3改造回路系統(tǒng)當(dāng)中，使用的是跑偏保護(hù)常開(kāi)點(diǎn)，常開(kāi)點(diǎn)之后聯(lián)系著3號(hào)指示燈與3號(hào)繼電器線圈。根據(jù)相應(yīng)的設(shè)計(jì)原理，當(dāng)跑偏保護(hù)動(dòng)作時(shí)，常開(kāi)點(diǎn)閉合，指示燈與繼電器線圈得電，指示燈亮。反之，主觸點(diǎn)斷開(kāi)，膠帶輸送機(jī)停止。

根據(jù)改造后的電控系統(tǒng)的作用原理，對(duì)于堵煤、急停、機(jī)尾停止等保護(hù)的作用原因都一樣。通過(guò)上機(jī)位的信號(hào)顯示可以明白地知道停機(jī)原因，這給后期的維修和管理提供了明確的指示。同時(shí)該控制回路還有優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)有保護(hù)裝備需要維修時(shí)，技術(shù)人員可以操作轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)變常開(kāi)點(diǎn)為常閉點(diǎn)，就可以正常啟動(dòng)設(shè)備運(yùn)行。

4.2 啟動(dòng)方式的改造

技改人員還對(duì)電控系統(tǒng)的啟動(dòng)方式進(jìn)行了改造，具體的啟動(dòng)方式改造如圖4所示。

圖4 改造后的帶式輸送機(jī)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式

改造后的電控系統(tǒng)采用ATS48軟啟動(dòng)器，施耐德電氣公司生產(chǎn)。啟動(dòng)過(guò)程當(dāng)中起動(dòng)電流是以一定的斜率上升至相應(yīng)的設(shè)定值，較好地解決電流沖擊問(wèn)題，對(duì)電網(wǎng)無(wú)沖擊。同時(shí)也能減少相應(yīng)的工作回路的控制，加強(qiáng)了對(duì)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)。該軟啟動(dòng)器具有的啟動(dòng)控制調(diào)節(jié)功能能加強(qiáng)帶式輸送機(jī)的啟動(dòng)和運(yùn)行。

5 改造后控制系統(tǒng)的應(yīng)用效果分析

2016年1月，膠帶運(yùn)輸機(jī)的電控系統(tǒng)改造完成，經(jīng)過(guò)3個(gè)月的試運(yùn)行，選煤廠膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行正常穩(wěn)定，控制系統(tǒng)具有保護(hù)動(dòng)作指示功能。通過(guò)相應(yīng)的信號(hào)顯示，維修人員能準(zhǔn)確地找到相應(yīng)的故障發(fā)生點(diǎn)，避免了維修人員一一去查找故障原因，大大提高了維修的效率。同時(shí)對(duì)于保護(hù)電子元件故障，操作司機(jī)可以通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，立即恢復(fù)整個(gè)生產(chǎn)。整體上來(lái)講，改造后的膠帶運(yùn)輸機(jī)工作效率大大提高了，并產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟(jì)利益。經(jīng)計(jì)算，每年可節(jié)約材料費(fèi)用、維修費(fèi)用、人工費(fèi)用共約50萬(wàn)元。該電控系統(tǒng)的改造僅僅只是增加了ATS48軟啟動(dòng)器和回路中的保護(hù)指示、保護(hù)投切功能，成本投入非常之小。因此，給選煤廠節(jié)約了不少生產(chǎn)成本。

6 結(jié)語(yǔ)

屯蘭選煤廠通過(guò)啟動(dòng)方式和控制回路的改造，成功實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的安全啟動(dòng)以及各種保護(hù)的指示與投切等功能，從而縮短了準(zhǔn)確判斷設(shè)備故障發(fā)生的時(shí)間，對(duì)于設(shè)備的維修和管理起到了積極的作用，并產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟(jì)效益。膠帶運(yùn)輸機(jī)改進(jìn)后的電控系統(tǒng)，操作比較簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，可以考慮到整個(gè)集團(tuán)公司進(jìn)行推廣。