屯蘭選煤廠帶式輸送機電控系統改造研究

陽擁軍

(西山煤電（集團）有限公司屯蘭選煤廠，山西 古交 030206)

1 引言

在選煤廠中，帶式輸送機具有輸送能力強、單機長度長、能耗低等優點，應用非常廣泛。2015年，因技改原因對屯蘭選煤廠的運輸系統進行了相應的改造，期間對于膠帶運輸機的原電氣控制系統進行了保留。后期運行過程中發現，原系統上位機監控系統的信號指示中，沒有具體的停機故障原因的信號顯示，加大了維修和管理的難度。公司技改科設立膠帶運輸機電控系統的改造項目，對皮帶運輸機啟動方式進行改造，實現膠帶機的保護指示與投切功能，降低設備故障率的發生。

2 帶式輸送機電控系統改造的原因分析

西山煤電集團屯蘭選煤廠投產于1997年，至今已經歷了2004、2009、2015年的多次技術改造。2015年的技術改造中，針對模塊選煤廠新建的主廠房布置形式為單元模塊化，其中也保留了原有的運輸系統及相應的電控系統。后期運行過程中發現，帶式輸送機的急停、欠速、堵煤等保護的電位信號都可以在上位機中進行相應的分開顯示。操作及維修人員能很快找到故障原因并及時進行維修處理。但是對于保留的原有運輸系統的電氣控制部分，上位機監控信號中有運行信號指示，但是對于保護運作卻沒有具體的原因信號顯示。維修技術人員一直無法查找到皮帶機的停機原因，進而進行相應的維修。降低了維修效率，同時也降低了設備的運行效率。

3 原有運輸系統帶式輸送機電控系統研究

分析帶式輸送機的工作回路，主要的裝置為隔離開關、斷路器、熔斷器、接觸器、控制保護裝置等（具體示意圖如圖1所示），工作電壓為AC660 V。

從圖1中可以看到，啟動輸送機時，接觸器吸合，工作回路接通，電機設備進行工作轉動。設備啟動模式為兩大類，生產作業時采用集中控制模式，全廠設備連鎖啟動；當設備處于故障或是維修狀態時，采用就地控制模式，設備之間不連鎖。在控制回路當中，主要是對接觸器線圈的得失電進行控制來實現運輸機的啟動和停止，此時工作電壓為AC220 V，具體的控制回路見圖2所示。通過圖2可以得知，控制回路當中按順序排列為堵煤保護、跑偏保護、急停保護等電子元件常閉點。當點擊啟動按鈕，接觸器線圈得電，接觸器吸合，膠帶機啟動。相反，點擊停止按鈕，輸送機停止作業。

圖1 帶式輸送機工作回路示意圖

圖2 原有帶式輸送機控制回路

4 帶式輸送機電控系統改造方案

4.1 控制系統設計方案

本次改造方案對于工作回路沒有進行改造，主要針對接觸器線圈的控制回路進行改造。工作回路的設計還是如圖1所示，對接觸器線圈的控制回路進行改造后，帶式輸送機電控系統示意圖如圖3所示。

圖3 帶式輸送機電控系統接觸器線圈改造后示意圖

從圖3中可以看到，1號、2號、3號和4號繼電器統一安裝在膠帶機機頭的控制箱內，指示燈、按鈕、轉換開關部分安裝在控制箱箱蓋上。當前以跑偏保護的工作原理來對其進行詳細的分析。在圖2原工作回路系統當中，使用跑偏保護常閉點，在圖3改造回路系統當中，使用的是跑偏保護常開點，常開點之后聯系著3號指示燈與3號繼電器線圈。根據相應的設計原理，當跑偏保護動作時，常開點閉合，指示燈與繼電器線圈得電，指示燈亮。反之，主觸點斷開，膠帶輸送機停止。

根據改造后的電控系統的作用原理，對于堵煤、急停、機尾停止等保護的作用原因都一樣。通過上機位的信號顯示可以明白地知道停機原因，這給后期的維修和管理提供了明確的指示。同時該控制回路還有優點，當有保護裝備需要維修時，技術人員可以操作轉換開關變常開點為常閉點，就可以正常啟動設備運行。

4.2 啟動方式的改造

技改人員還對電控系統的啟動方式進行了改造，具體的啟動方式改造如圖4所示。

圖4 改造后的帶式輸送機電動機啟動方式

改造后的電控系統采用ATS48軟啟動器，施耐德電氣公司生產。啟動過程當中起動電流是以一定的斜率上升至相應的設定值，較好地解決電流沖擊問題，對電網無沖擊。同時也能減少相應的工作回路的控制，加強了對電動機的保護。該軟啟動器具有的啟動控制調節功能能加強帶式輸送機的啟動和運行。

5 改造后控制系統的應用效果分析

2016年1月，膠帶運輸機的電控系統改造完成，經過3個月的試運行，選煤廠膠帶運輸機運行正常穩定，控制系統具有保護動作指示功能。通過相應的信號顯示，維修人員能準確地找到相應的故障發生點，避免了維修人員一一去查找故障原因，大大提高了維修的效率。同時對于保護電子元件故障，操作司機可以通過轉換開關，立即恢復整個生產。整體上來講，改造后的膠帶運輸機工作效率大大提高了，并產生了很好的經濟利益。經計算，每年可節約材料費用、維修費用、人工費用共約50萬元。該電控系統的改造僅僅只是增加了ATS48軟啟動器和回路中的保護指示、保護投切功能，成本投入非常之小。因此，給選煤廠節約了不少生產成本。

6 結語

屯蘭選煤廠通過啟動方式和控制回路的改造，成功實現了設備的安全啟動以及各種保護的指示與投切等功能，從而縮短了準確判斷設備故障發生的時間，對于設備的維修和管理起到了積極的作用，并產生了很好的經濟效益。膠帶運輸機改進后的電控系統，操作比較簡單，實用性強，可以考慮到整個集團公司進行推廣。