皮帶機(jī)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(tuán)礦業(yè)有限公司司家營北區(qū)分公司，河北 唐山 063700）

皮帶機(jī)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(dāng)其中一條皮帶出現(xiàn)故障的時候，整個皮帶就會停止運(yùn)行。皮帶機(jī)主要的作用是運(yùn)輸物料，針對皮帶機(jī)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(jìn)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(jī)自動控制系統(tǒng)的運(yùn)行現(xiàn)狀

目前很多鐵礦企業(yè)針對皮帶機(jī)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(shí)際運(yùn)行過程中經(jīng)常會出現(xiàn)系統(tǒng)不穩(wěn)定、運(yùn)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(jìn)行停機(jī)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(jī)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(jī)自動控制系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，這樣才能促進(jìn)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(jī)運(yùn)行的控制要求

充分結(jié)合皮帶機(jī)實(shí)際應(yīng)用的生產(chǎn)工藝以及運(yùn)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(dú)立的運(yùn)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(jī)，當(dāng)出現(xiàn)逆序時停機(jī)。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(yùn)轉(zhuǎn)，但是后面的皮帶仍然可以完成物料運(yùn)輸任務(wù)，不同皮帶機(jī)要充分具備打滑保護(hù)、跑偏保護(hù)、撕裂保護(hù)、拉繩保護(hù)等一些功能。當(dāng)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(jìn)行顯示，并完成及時停機(jī)，這樣就能夠?qū)ζ鸬胶芎玫谋Ｗo(hù)，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(shí)現(xiàn)了整個皮帶機(jī)的集中控制，與此同時還能針對皮帶機(jī)進(jìn)行手動控制[2]。

2.2 皮帶機(jī)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(yuǎn)程控制站點(diǎn)。不同站點(diǎn)之間充分利用DP線實(shí)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(jī)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(jī)主回路控制原理

電動機(jī)主要采取的是接觸式控制方式，并充分利用熱計(jì)電器來實(shí)現(xiàn)過電流保護(hù)，為了實(shí)現(xiàn)對皮帶的保護(hù)，針對每一臺電動機(jī)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(yùn)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(yùn)行出現(xiàn)故障的時候，PLC系統(tǒng)就會下達(dá)停機(jī)命令，有效避免了物料堆積對設(shè)備造成破壞。當(dāng)其中一條皮帶機(jī)發(fā)生故障時，該皮帶機(jī)前面的皮帶機(jī)會及時進(jìn)行停機(jī)，而后續(xù)的皮帶機(jī)則可以繼續(xù)完成物料輸送。

2.2.3 皮帶機(jī)控制回路原理

圖1 皮帶機(jī)控制回路原理圖

針對皮帶機(jī)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(jī)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(jī)上來進(jìn)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(jī)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(jī)就能夠?qū)崿F(xiàn)皮帶機(jī)的順序啟動。在皮帶機(jī)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(jī)首先啟動，后一級的皮帶機(jī)再達(dá)到預(yù)定的延時時間后也會自動啟動，這樣就實(shí)現(xiàn)了順序延時啟動[3]。

停止操作：在皮帶機(jī)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(jī)停止運(yùn)行；而自動控制方式則需要在計(jì)算機(jī)上將自動轉(zhuǎn)換開關(guān)打到零位就可以實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)停機(jī)。在停機(jī)的過程中，首先停止的是后一級皮帶機(jī)，前一級的皮帶機(jī)在達(dá)到延時時間會也會實(shí)現(xiàn)自動停止，這樣就實(shí)現(xiàn)了逆序延時停止操作。

圖2 PLC輸出、輸入點(diǎn)

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(jī)上的緊急停車按鈕就能夠讓皮帶機(jī)停轉(zhuǎn)?；蛘咴诳刂剖矣?jì)算機(jī)上將急停按鈕按下，同樣能起到緊急停車作用。皮帶機(jī)會在緊急按鈕按下的第一時間及時實(shí)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(hù)。充分利用PLC編程能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行多種控制。

2.2.4 PLC輸出、輸入點(diǎn)

針對在你在運(yùn)行過程中經(jīng)常出現(xiàn)打滑導(dǎo)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(jī)存在的一啟即停的信箱[4]。

2.2.5 多重保護(hù)

皮帶機(jī)在運(yùn)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(shí)現(xiàn)停轉(zhuǎn)，而且也可以應(yīng)用事故拉升開關(guān)來實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)停轉(zhuǎn)。當(dāng)皮帶機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)跑偏向下時，系統(tǒng)會自動發(fā)出跑偏報(bào)警信號，如果跑偏現(xiàn)象比較嚴(yán)重，通過系統(tǒng)控制皮帶機(jī)就能夠?qū)崿F(xiàn)停轉(zhuǎn)；耳皮待機(jī)出現(xiàn)過載現(xiàn)象時，通過熱機(jī)電機(jī)也能夠?qū)崿F(xiàn)停機(jī)保護(hù)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(jī)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(qiáng)抗干擾能力、運(yùn)行可靠性高、安全性良好等多種優(yōu)點(diǎn)，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(qiáng)度，進(jìn)一步提升企業(yè)生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。通過實(shí)踐應(yīng)用表明，PlC自動控制系統(tǒng)在皮帶機(jī)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。