淺談阿曼一期港口膠帶機(jī)的電氣設(shè)計(jì)

田文浩 林 林 孟祥軍

（1、北方重工輸送設(shè)備分公司，遼寧 沈陽 110027 2，3、北方重工電控液壓設(shè)備分公司，遼寧 沈陽 110027）

巴西淡水河谷公司阿曼一期蘇哈港項(xiàng)目共20條膠帶機(jī)，其中13條采取Profibus與上位機(jī)通訊，另外7條為普通電纜直接連接。外方通過了我們動(dòng)力接線箱（PJB）加控制接線箱（JB）的設(shè)計(jì)思想，即現(xiàn)場的一些用電設(shè)備會(huì)通過我們的動(dòng)力接線和用戶的供電裝置連接，而控制信號(hào)則與動(dòng)力設(shè)備完全分離，接進(jìn)我們的控制接線箱，再通過光纜或電纜與用戶連接。

1 采取Profibus通訊 的13條膠帶

巴西淡水河谷公司(Vale)阿曼一期蘇哈港項(xiàng)目共20條膠帶機(jī)，其中TR-1005-01、TR-1005-02、TR-1005-03、TR-1005-05、TR-1005-06、TR-1010-04、TR-1010-05、TR-1010-07、TR-1010-09、TR-1010-11、TR-4005-01、TR-4010-01、TR-4010-03 13條為大于100米的膠帶機(jī)，采用Profibus通訊協(xié)議與上位機(jī)連接。

我們通過赫斯曼Hirschmann的光電轉(zhuǎn)換器OZD把膠帶機(jī)現(xiàn)場信號(hào)通過電口Profibus（RS485） 信號(hào)轉(zhuǎn)換成光口 Profibus（BFOC/ST 2.5）信號(hào)，再通過鋪設(shè)50/125 μm單模光纖傳給中控室，傳輸距離達(dá)到了4000m，這樣就解決了信號(hào)由于距離長而衰減的問題，減小了控制系統(tǒng)誤動(dòng)作或動(dòng)作延遲發(fā)生的可能性。

有些超過1公里的皮帶我們采取了多個(gè)中間IO分站的方式，整條膠帶機(jī)設(shè)2個(gè)或者4個(gè)控制接線箱（JB），視距離長短而定。這樣做是考慮到我們的控制電纜KVVR 4*1.5的傳輸距離。各個(gè)接線箱之間同樣是用到了光纖通訊的方式，但由于有多個(gè)分站，光電轉(zhuǎn)換器OZD之間也有多個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，分為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、線性、星形和環(huán)形。由于我們的設(shè)備是整條的長距離膠帶機(jī)，所以星形拓?fù)洳⒉缓线m，而環(huán)形拓?fù)鋭t需要更長距離的光纖組網(wǎng)，這樣做是不經(jīng)濟(jì)的。為了節(jié)約成本，我們最后選用了線性的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，見圖1。

圖1 光電轉(zhuǎn)換器OZD的線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

我們選取的OZD型號(hào)為G12，它有1個(gè)電口和2個(gè)光口，傳輸距離為3000米。其中CH1(通道1)為Profibus的 RS485 總線，CH2、CH3（通道2、通道3）為光纖接口BFOC/ST 2.5。

這個(gè)項(xiàng)目中的控制系統(tǒng)，我們應(yīng)用戶要求，選取的是ABB S800 IO產(chǎn)品。S800 I/O作為分布式過程

I/O站，為模塊化設(shè)計(jì)，經(jīng)濟(jì)，靈活，易于安裝，接線。所有I/O模塊都安

裝在模塊底板TU810上，可直接進(jìn)行插拔操作，更換容易。另外，所有的接線都在底板的接線端進(jìn)行，分為A,B,C三排端子，這樣對(duì)接線的操作也更加簡單，大大降低了接線的錯(cuò)誤率，如圖2。

所有得底板都將連在一起，最后與Profibus通訊模塊CI810連接，CI810再通過Profibus-DP通訊電纜與光電轉(zhuǎn)換器OZD連接，把電信號(hào)轉(zhuǎn)為光信號(hào)通過玻璃光纖介質(zhì)傳給遠(yuǎn)方控制系統(tǒng)。這些信號(hào)里有對(duì)設(shè)備的測溫的模擬量信號(hào)，測速的4-20mA信號(hào)，報(bào)警的開關(guān)量信號(hào)，遠(yuǎn)方控制室的PLC通過組態(tài)分站對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)膠帶機(jī)遠(yuǎn)方自動(dòng)控制的功能。

2 通過硬線連接信號(hào)的7條膠帶

TR-1010-01、TR-1010-02、TR-1010-03、TR-1010-06、TR-1010-08、TR-1010-10、TR-4010-02的長度都小于100米，不需要分站，所以取消IO分站。但由于有測溫PT100的模擬量存在，而其傳輸?shù)木嚯x比較近，所以在我們的設(shè)計(jì)中通過使用溫度變送器TT把PT100的信號(hào)先轉(zhuǎn)換成4-20mA再傳給上方PLC，這樣會(huì)減小信號(hào)的衰減。

TR-1010-06這條膠帶機(jī)比較特殊，它是整體可移動(dòng)式的膠帶機(jī)，除了幾個(gè)限位信號(hào)在地上，所以的保護(hù)開關(guān)信號(hào)都在車上。它通過行走電機(jī)使整體設(shè)備在軌道上進(jìn)行移動(dòng)，到達(dá)指定的倉位停止移動(dòng)并開始卸料。對(duì)此我們?cè)O(shè)計(jì)了2個(gè)接線控制箱，一個(gè)設(shè)在車上，一個(gè)設(shè)在地面上，并通過電纜滑線系統(tǒng)使之連接。

圖2 ABB S800 IO模塊

小結(jié)

膠帶式運(yùn)輸機(jī)是傳統(tǒng)運(yùn)輸大運(yùn)量散狀物料的主要機(jī)械。近些年來，膠帶機(jī)向著大規(guī)模、高運(yùn)量、長距離的方向發(fā)展。對(duì)于長距離的膠帶機(jī)，現(xiàn)場自動(dòng)化控制點(diǎn)比較分散，而對(duì)信號(hào)的傳輸質(zhì)量要求就會(huì)提高。通過光纖傳輸是解決長距離因素的一個(gè)很好方案，在國內(nèi)很多項(xiàng)目我們已有成功案例，距離上也比阿曼一期項(xiàng)目最長的膠帶機(jī)長，所以在阿曼一期項(xiàng)目中應(yīng)用光纖技術(shù)是比較成熟的。這也與外方的思想一致，簡單高效是他們所追求的目標(biāo)。

通過阿曼一期項(xiàng)目的設(shè)計(jì)可以感覺到，國外項(xiàng)目對(duì)現(xiàn)場接線箱的要求和重視程度很高。大到整體防護(hù)等級(jí)，小到每個(gè)端子號(hào)，這些都有一定的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。所以在我們以后的設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量適應(yīng)國際上的標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到精準(zhǔn)和高效，避免事倍功半和發(fā)生設(shè)計(jì)上的錯(cuò)誤，真正做到未雨綢繆。

[1]DTⅡ型固定式帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)選用[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1994.

[2]西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信指南[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

[3]Control IT S800 I/O站選型手冊(cè).ABB(中國)有限公司，2009.