港口皮帶機(jī)輸送控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)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(jì)的飛速發(fā)展，國內(nèi)經(jīng)濟(jì)逐漸與國際接軌，對港口的煤炭輸送、調(diào)運(yùn)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(jī)械設(shè)備以及自動(dòng)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(jìn)的控制系統(tǒng)[1]。在港口的輸送系統(tǒng)中，港口皮帶機(jī)是一種重要的輸送設(shè)備，對港口皮帶機(jī)的自動(dòng)化水平以及系統(tǒng)運(yùn)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(jī)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(yùn)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(jì)。優(yōu)化港口皮帶輸送控制系統(tǒng)有助于提升港口皮帶機(jī)的運(yùn)行效率，這有利于提高港口獲得的經(jīng)濟(jì)效益，更能滿足建立資源節(jié)約型社會(huì)的發(fā)展要求。

1 港口皮帶輸送控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

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(jì)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(jì)港口皮帶機(jī)控制系統(tǒng)時(shí)必須根據(jù)該港口輸送煤炭資源的實(shí)際情況來設(shè)計(jì)，控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(jì)

港口皮帶輸送系統(tǒng)的硬件部分主要可由皮帶輸送機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、皮帶除塵器、減速機(jī)、滾筒等設(shè)備，在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要就是針對這些設(shè)備的系統(tǒng)主控電路加以設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)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(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性，還要對港口皮帶機(jī)的皮帶寬度、長度進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，港口皮帶機(jī)的皮帶寬度與長度會(huì)直接影響到煤炭的輸送效率，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到港口皮帶機(jī)使用場地、設(shè)備配置等因素對整個(gè)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(jì)中，在設(shè)計(jì)港口皮帶機(jī)的皮帶寬度與長度時(shí)，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(shí)際情況要根據(jù)港口具體規(guī)模來加以細(xì)微調(diào)整。

另外還需要考慮煤炭運(yùn)輸過程中對皮帶產(chǎn)生的壓力，進(jìn)而計(jì)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(jī)運(yùn)行過程中，不管皮帶機(jī)上是否放置有煤炭，只要設(shè)備運(yùn)行就會(huì)產(chǎn)生能耗。為了降低皮帶機(jī)的能耗，在設(shè)計(jì)時(shí)首先要考慮的就是降低皮帶機(jī)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(yùn)行獲得的負(fù)載都能低于設(shè)計(jì)負(fù)載工況；最后通過多級(jí)皮帶輸送線的閉環(huán)控制設(shè)計(jì)，進(jìn)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(jī)的工作效率。

在各部件的選用設(shè)計(jì)中，還要注意確保傳動(dòng)滾筒、機(jī)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(jī)運(yùn)行更加穩(wěn)定，讓整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行效率更高。因此在選擇時(shí)，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(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，要對傳動(dòng)軸、電機(jī)軸的制動(dòng)力矩、負(fù)荷啟動(dòng)功率加以驗(yàn)算，準(zhǔn)確掌握整個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)，這樣有利于為確保港口皮帶機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jì)

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(dòng)程序以及自動(dòng)程序等多項(xiàng)程序的設(shè)計(jì)，其中最重要的部分就是系統(tǒng)的主程序的設(shè)計(jì)，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(xiàng)設(shè)備的控制功能都能有效實(shí)現(xiàn)。為了滿足手動(dòng)操作功能的要求，還要在設(shè)計(jì)程序時(shí)做好對手動(dòng)操作子程序的設(shè)計(jì)，通過調(diào)用數(shù)據(jù)交換子程序來判斷是否存在報(bào)警信號(hào)。另外對自動(dòng)子程序的設(shè)計(jì)要保證能夠自動(dòng)啟動(dòng)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(jì)

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(jī)，想要減少能耗就要在電機(jī)的變頻器方面進(jìn)行改進(jìn)，保證變頻器功率的一致性，有助于降低電動(dòng)機(jī)負(fù)載。在設(shè)計(jì)可對變頻器進(jìn)行調(diào)速，根據(jù)其能量轉(zhuǎn)換過程的能量損耗規(guī)律，進(jìn)行變頻器調(diào)速節(jié)能計(jì)算，計(jì)算時(shí)要將5%的能量損耗計(jì)入其中，選擇更加適合的變頻器開關(guān)，從而達(dá)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(jī)的機(jī)架安裝設(shè)計(jì)

港口皮帶輸送系統(tǒng)中，機(jī)架的設(shè)計(jì)對港口皮帶機(jī)的性能有較大的影響，機(jī)架布置距離不合理就會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。港口皮帶機(jī)的機(jī)架安裝有著較高的要求，在安裝機(jī)架時(shí)，必須保證機(jī)頭架與中間架之間有較好的過渡性連接，機(jī)頭架與兩臺(tái)皮帶機(jī)的交匯點(diǎn)應(yīng)呈直線形，機(jī)頭架與皮帶機(jī)相連的凈空高度應(yīng)＞1.3m，這樣才能保證皮帶機(jī)刮刀的順利安裝，保證設(shè)備運(yùn)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(jì)有較高的要求，在設(shè)計(jì)工作中不僅要求設(shè)計(jì)人員具備較強(qiáng)的專業(yè)能力，同時(shí)還要具備創(chuàng)新思維與新穎的設(shè)計(jì)理念，要全面的考慮影響系統(tǒng)運(yùn)行及能耗的因素，注意加入節(jié)能方面的設(shè)計(jì)，這樣就能在保證皮帶機(jī)正常運(yùn)行的前提下，提高皮帶機(jī)的運(yùn)行效率，減少能源的多余損耗。在港口皮帶機(jī)安裝階段，要保證機(jī)架、電機(jī)等重要設(shè)備、機(jī)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(jì)，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(huì)做出貢獻(xiàn)。