中煤鄂爾多斯能源化工有限公司皮帶輸送機集控系統

馬宏昌

摘要：本文以中煤鄂爾多斯能源化工有限公司尿素庫房項目為依托，根據現場設備實際運行情況和技術要求，設計了皮帶輸送機集控系統，這個設計能夠有效地控制皮帶輸送機的運行及其各種保護的監控。

該系統主要包括三臺轉彎輸送機、一條直線下運帶式輸送機及1號帶式輸送機輸送機，實現了將包裝好的尿素運至碼垛機。運行順序是袋裝尿素從包裝機出來之后經過1#A轉彎及進入1#帶式輸送機然后經過1#B轉彎帶式輸送機到1#C直線下運帶式輸送機再經過1#D轉彎帶式輸送機運至1#碼垛機。為了保證系統運行的安全，上位機使用兩臺，其中一臺作為備用。

關鍵詞：皮帶集控；皮帶輸送機；PLC

中圖分類號： TH222文獻標識碼： A

1概述

1.1生產系統的基本組成

中煤鄂爾多斯能源化工有限公司一期共有九條生產線，因為九個生產線大同小異，本設計就以一條生產線為基礎設計，該系統將袋裝尿素從包裝機出來之后經過1#A轉彎機及進入1#帶式輸送機然后經過1#B轉彎帶式輸送機到1#C直線下運帶式輸送機再經過1#D轉彎帶式輸送機運至1#碼垛機。

該皮帶輸送系統主要由轉彎機、帶式輸送機、直線下運帶式輸送機、碼垛機等組成。圖1-1是系統布置示意圖。

圖1-1系統布置示意圖

系統設備情況如表1-1所示:

序號 設備名 代號 備注

1 1#A轉彎機 V5801A

2 1#帶式輸送機 V5801

3 1#B轉彎機 V5801B

4 1#C轉彎機 V5801C

5 1#D轉彎機 V5801D

6 1#碼垛機 MDJ1

表1-1系統設備

1.2帶式輸送機的相關介紹

1.2.1帶式輸送機的型號

中煤鄂爾多斯能源化工有限公司尿素庫房工程所選用的皮帶輸送機為江陰市特種運輸機械制造有限公司生產的DTⅡ帶式輸送機。

DTⅡ帶式輸送機是一般用途的帶式輸送機，用于冶金、煤炭、水電、化工、建材、交通運輸等部門。它有支帶頭部、傳動滾筒、改向滾筒、上托輥、下托輥、導料槽和拉緊裝置和一條環形封閉的輸送帶組成，具體示意圖如圖1-2所示。

圖1-2帶式輸送機結構示意圖

1.2.2帶式輸送機相應保護

1）跑偏傳感器

膠帶輸送機在運行過程中膠帶脫離輸送機的中心線而偏向一側，造成跑偏現象。

輸送帶跑偏造成的危害主要有以下方面：膠帶邊緣與機架相互摩擦，使膠帶邊緣過早損壞；撒料，托輥容易被卡，影響文明生產；在機頭，機尾處疊膠帶，減少膠帶有效運輸寬帶和損壞膠帶；頂膠帶跑偏嚴重時，上翹的空膠帶會折疊損壞，跑偏再嚴重時，頂膠帶可能脫離上托輥架而掉到地上，造成輸送機運轉中的嚴重機械事故和人身事故。

2）速度傳感器

皮帶輸送機打滑的主要原因是膠帶與滾筒的摩擦力不夠，不能實現摩擦傳動，出現打滑現象。在帶式輸送機工作過程中，當某種原因使得傳動滾筒的速度與輸送帶速度不同步時，產生打滑現象。

打滑現象造成的危害主要有以下幾個方面：損傷托輥支架，造成托輥橫飛，導致膠帶機變形，基礎松動；下滑堆積后的膠帶可能出現縱向撕裂，腳面嚴重撕裂損傷；打滑會使滾筒表面溫度急劇升高，引起輸送帶著火。

本設計中打滑速度開關它直接安裝在從動滾筒或大直徑的托棍下，檢測皮帶的速度狀態。當輸入的兩個速度信號不同步時，回路繼電器閉合，發出打滑信號傳至PLC，發出停車信號。

3）拉繩開關

拉繩開關安裝于皮帶輸送機的兩側的機架上，用鋼絲繩沿著輸送機兩側把開關連接起來。當輸送帶設備發生緊急事故時，在現場沿線任意處拉動鋼絲繩，鋼絲繩牽動驅動臂旋轉，通過傳動軸帶動扭力彈簧使精密凸輪發生位移，驅動微動開關切斷控制線路，使得輸送機停止運行。

1.3控制系統的設計要求

1.3.1設計方案遵循的基本原則

集控系統應無條件滿足生產系統工藝流程的要求；應具有極高的可靠性；控制系統能是整個地面生產運行可靠、操作靈活、維護簡單；控制系統能是整個系統實現自動化生產；在運行可靠靈活的前提下采用先進的技術和制造工業；盡可能減少現場安裝工作量；最大限度地減少設備及工程投資。

1.3.2設計方案包括的主要內容

1）系統設兩種控制方式：集中自動和就地控制，集中自動方式由集控室發出流程啟、停車命令，現場相關設備按預定流程進行順序的啟停；就地控制是在就地對各個設備進行無或有閉鎖啟停，一般在設備檢修試車時使用。

2）啟動設備時V5801D、V5801C、V5801B同時啟動，V5801B開啟5S后啟動V5801，V5801開啟5S后啟動V5801A。

3）按工藝流程啟動設備時，采用逆料流啟動設備，而停車是順料流停車。

4）每個設備的選擇開關在遠程狀態時，相應流程和設備將不能就地啟動。

5）系統按工藝流程運行時，一旦有設備故障報警，該設備及逆料流設備急停。

2控制系統的相關分析

2.1PLC概述及原理

PLC即可編程控制器（Programmable logic Controller，是指以計算機技術為基礎的新型工業控制裝置。在1987年國際電工委員會（International Electrical Committee）頒布的PLC標準草案中對PLC做了如下定義：

“PLC是一種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC及其有關的外圍設備都應該按易于與工業控制系統形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。”

2.2 ABB AC500的介紹

主要組成部分有導軌（RACK）、電源模塊（PS）、中央處理單元CPU模塊、接口模塊（IM）、信號模塊（SM）、功能模塊（FM）等。

3控制系統的設計

3.1整體控制系統的設計

本系統采用PLC控制,使用兩臺控制計算機來監控系統的運行，另外配置操作臺，以及適當數量的就地按鈕盒，皮帶保護傳感器。

圖3-1整體系統結構設計圖

3.2 硬件設計需注意事項

3.2.1站點控制柜說明

本系統中，低壓配電柜在尿素包裝樓400V配電室，PLC柜在尿素包裝樓二樓中控室，操作臺和工控機在尿素包裝樓二樓中控室。

3.2.2硬件接線時需要注意的問題

1）電源模塊用來給CPU模塊供電，其他模塊以及傳感器開關，由一個24V的開關電源來供電。

2）一般網絡插頭（總線終端器）都配有終端電阻，這是為了避免信號的反射而配置的。在網絡的兩端的位置，要將網絡插頭的終端電阻開關打到ON的位置，而其他網絡插頭的終端電阻開關都要打到OFF的位置。

3.3 PLC編程

3.3.1地址分配

1）首先根據硬件設計原理，對地址進行分配，下面是地址分配表。

DI524

DI524-1

DC523

3.3.2梯形圖設計

單機梯形圖

1系列聯動起車

參考文獻

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