帶式輸送機順煤流啟動的智能控制技術(shù)

徐洪忠　朱宇超

[摘? ? 要]火電企業(yè)中，輸煤系統(tǒng)是極其重要的一個環(huán)節(jié)，整個電廠生產(chǎn)的穩(wěn)定運行與輸煤系統(tǒng)的安全型、穩(wěn)定性有密切聯(lián)系?；诖耍恼乱远嗉墡捷斔蜋C為研究對象，將逆煤流啟動方式改為順煤流啟動方式，并通過PLC實現(xiàn)對運輸機啟動的智能控制，以及不同類型故障的檢測，達到節(jié)能降耗、安全運行的目的。

[關(guān)鍵詞]帶式輸送機;順煤流啟動;智能控制

[中圖分類號]TH16 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）09–00–02

[Abstract]Among the thermal power enterprises， the coal transmission system is an extremely important link. The stable operation of the whole power plant production is closely related to the safety type and stability of the coal transmission system.Based on this， the author takes the multi-level belt conveyor as the research object， changes the reverse coal flow start mode to the reverse coal flow start mode， and realizes the intelligent control of the transport machine start， and the detection of different types of faults， to achieve the purpose of energy saving， consumption reduction and safe operation.

[Keywords]belt conveyor; smooth coal flow start; intelligent control

帶式輸送機啟動方式多采用逆煤流方式，而這樣的運輸方式能耗較大，在各級帶式輸送機依次啟動完畢且穩(wěn)定運行后，才給輸送帶上煤。同時，由于空載時軸承自身的摩擦，以及滾筒與輸送帶的摩擦，都會帶來機械損耗，進而影響設備的使用周期。而順煤流啟動的方式是依次啟動輸送機，解決了長時間空轉(zhuǎn)的問題，加之現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、傳感器技術(shù)，實現(xiàn)了煤流量的實時監(jiān)控，自動控制皮帶運輸機的啟停、速度等，真正地實現(xiàn)了節(jié)能降耗，降低設備磨損率的目的。

1 PLC技術(shù)

PLC通過軟件實現(xiàn)邏輯電路部分功能，由用戶編制的控制程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)特定的輸入/輸出邏輯關(guān)系。輸入外部設備信號經(jīng)過PLC的接線端子進入輸入接口電路，PLC的輸出經(jīng)過輸出接口、輸出端子驅(qū)動外部繼電器等輸出設備，從而實現(xiàn)輸入信號對輸出設備的控制。PLC的輸入輸出端口的地址和接線端子號一一對應，每個地址都是唯一的。所有的輸入、輸出狀態(tài)都是由存儲位來表示的，并不是實際存在的繼電器線圈，所以被稱為“軟元件”，其常開、常閉觸點可以在程序中重復使用。

2 順煤流啟動控制系統(tǒng)

2.1 傳感器監(jiān)測控制

如圖1所示，為3級帶式輸送機。逆煤流的啟動順序為：1#皮帶→2#皮帶→3#皮帶，此次設計將其改為順煤流：3#皮帶→2#皮帶→1號皮帶。結(jié)合傳感器技術(shù)，在2#、3#皮帶上方安裝傳感器，傳感器監(jiān)測到的數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)測分站，再通過PLC主站上傳至監(jiān)控終端。

首先啟動3#皮帶，當煤流運行到3#皮帶的1#監(jiān)測位置瞬間，2#皮帶開始運行;當煤流運行到3#皮帶的2#監(jiān)測位置瞬間，2#皮帶進行全速運行;這樣的運行方式能夠減少1#、2#皮帶的運輸時間。

2.2 延時系統(tǒng)控制

參考圖1中，當3#皮帶啟動運行后，1#皮帶與2#皮帶通過自動設置延時時間，實現(xiàn)運輸機順序啟動。

假設1#、2#運輸機軟啟動的時間均為tS，那么3#皮帶的運輸距離為：

這樣當延時時間沒有到時，1#與2#皮帶運輸機不會工作，進而節(jié)省機器空轉(zhuǎn)時間，實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。延時系統(tǒng)控制對于時間的計算要求較高，時間是否計算控制準確決定整個皮帶運輸?shù)目刂?，如?#皮帶延時出現(xiàn)滯后，那么容易造成堆煤現(xiàn)象的發(fā)生。

比較而言，利用傳感器傳輸信號來進行皮帶啟停的控制，相比于延時控制精確性與安全性更高，但是從設備安裝上來講，延時啟動更為簡單。需要注意的是，順煤流控制系統(tǒng)與逆煤流控制系統(tǒng)應該同時存在，這是由于一旦發(fā)生故障停車，再次啟動運行時，由于是滿載時候發(fā)生的停車，系統(tǒng)不能再按照順煤啟動方式運行，以免引發(fā)堆煤事故，所以此時則應該按照逆煤流方式啟動。

3 順煤流控制系統(tǒng)的保護設計

針對皮帶運輸機故障發(fā)生頻率的高低進行如下的保護設計。

3.1 撕裂

皮帶運輸機在運行過程中可能發(fā)生縱向撕裂。皮帶撕裂是皮帶運輸機運行中一種最嚴重、最常見的故障。因皮帶價格昂貴，一旦發(fā)生皮帶撕裂故障，造成的損失是十分嚴重的。在皮帶運行過程中，若能及時監(jiān)測到撕裂故障，可以避免皮帶進一步造成長距離撕裂，同時保證生產(chǎn)安全?？v向撕裂保護裝置是防止皮帶不撕裂或少撕裂的裝置，是保護皮帶運輸機安全運行必不可少的設備。本設計采用DB-100型皮帶撕裂開關(guān)對皮帶縱向撕裂故障進行監(jiān)測。其結(jié)構(gòu)簡單牢固、無需維護，生產(chǎn)中應用廣泛。

3.2 過熱

皮帶機運行過程中，若出現(xiàn)皮帶堆煤或滾筒軸承卡死等情況可能導致滾筒溫度過高。滾筒溫度過高很可能引燃皮帶或周圍其他易燃物導致火災，最終造成財產(chǎn)損失和人身傷亡。所以實時監(jiān)控皮帶機溫度，一旦出現(xiàn)皮帶機滾筒發(fā)熱的情況，及時做出改善措施是十分重要的。紅外溫度傳感器可以不接觸目標而通過測量目標發(fā)射的紅外輻射強度計算出物體的表面溫度。任何物質(zhì)，只要它本身具有一定的溫度（高于絕對零度），都能輻射紅外線。紅外溫度傳感器測量時無需與被測物體直接接觸，避免了設備之間的摩擦，因此便于測量難以接近的或移動的被測物。本設計的滾筒一直在轉(zhuǎn)動，故使用紅外溫傳十分方便。

3.3 堆煤

除了皮帶常見的故障保護，如溫度、速度等，堆煤是較為常見的故障類型，需針對堆煤故障進行皮帶的保護設計。堆煤對于整個系統(tǒng)的危害很大，皮帶多次堆煤會導致皮帶跑偏，皮帶表面磨損等問題，大大降低皮帶使用壽命，影響皮帶運輸系統(tǒng)的穩(wěn)定性。若堆煤故障不能及時解除，輕則設備停止運行影響生產(chǎn)，重則導致燒毀電機、皮帶斷帶、機頭翻轉(zhuǎn)等設備事故，甚至造成人員傷亡。選用KGU-1型堆煤傳感器檢測是否發(fā)生堆煤故障。

堆煤傳感器用于皮帶機頭煤位保護，設在兩皮帶之間、皮帶機尾處，當皮帶機尾的煤沒有及時運出，在機尾煤位極限位置，堆煤時觸桿受動作力作用，當觸桿轉(zhuǎn)動到動作角度時，傳感器通過PLC使皮帶機停機，動作角度：20°±3°，動作力：≤9.8 N。

3.4 火災與煙霧

在皮帶運行的過程中，可能由于各種故障造成傳動滾筒和皮帶之間的摩擦而使皮帶溫度升高，除了對溫度進行檢測外，對煙霧的檢測也很重要。因為溫度傳感器只設置在驅(qū)動滾筒的外接電機處，不能全面地檢測到滾筒以及兩皮帶轉(zhuǎn)載處的所有情況——譬如人為或其他故障（常見的是靠近皮帶機機尾的滾筒被卡死，并且在滾筒處堆積了大量煤粉，致使?jié)L筒表面的散熱條件變差，溫度迅速升高）引起超溫從而出現(xiàn)煙霧，所以設煙霧傳感器，及時避免火災發(fā)生的各種可能。本設計采用KGN1-1型煙霧傳感器，其輸出0/5 mA的開關(guān)量信號，紅色LED電源指示，報警時閃爍。當檢測到的煙霧濃度超過設定值時，進行聲光報警，并啟動灑水裝置對主滾筒降溫滅火。為保證主滾筒因摩擦產(chǎn)生煙霧時立即動作，煙霧傳感器應懸掛在運輸機頭風流方向后2～3m處。

傳感器安裝位置如圖2所示。

4 程序設計

STEP7編程軟件是西門子公司專為S7系列PLC開發(fā)設計對其進行組態(tài)和編程的標準軟件包。用戶利用該軟件進行軟件的開發(fā)和調(diào)試，使用梯形圖邏輯、功能塊圖和語句表進行編程操作，創(chuàng)建用戶程序或編輯原有的用戶程序等。利用延時控制輸送帶的啟動流程如圖3所示。

對于各種傳感器的檢測，把信號送至PLC，由PLC內(nèi)部邏輯電路控制，當出現(xiàn)故障時，故障指示燈閃爍，相應電機故障信號指示燈亮起。同時除了一級跑偏故障以外，其他故障出現(xiàn)后，故障機與其上游的皮帶機均停機，下游皮帶機25 s后停機。故障發(fā)生后，工作人員前來排除故障，可按消鈴按鈕消除報警鈴聲。排除故障后，按復位開關(guān)，則故障指示燈滅。當出現(xiàn)緊急情況時，拉拉線開關(guān)，則皮帶機停止運行。

5 結(jié)束語

綜上所示，順煤流啟動的方式有效地解決了設備空載運行的問題。對于電廠而言，皮帶運輸機是現(xiàn)今工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的傳輸設備，每一環(huán)節(jié)的能耗節(jié)約都能夠降低企業(yè)的成本，提高企業(yè)利益。本文雖只針對三臺皮帶機進行了小型的設計，但對大型皮帶機啟停設計、乃至皮帶機的遠程集控系統(tǒng)設計都提供了一定的思路，尤其對于傳感器控制的啟動，進一步完成了節(jié)能優(yōu)化。

參考文獻

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