皮帶機自動控制系統的優化探析

李雪生，趙中陽，郭 川，朱立剛

（河北鋼鐵集團礦業有限公司司家營北區分公司，河北 唐山 063700）

皮帶機在啟動的過程中必須要遵循一定的順序，一旦出現逆序現象就會停止。也正因如此，當其中一條皮帶出現故障的時候，整個皮帶就會停止運行。皮帶機主要的作用是運輸物料，針對皮帶機的控制目前階段主要應用的是電氣控制系統，但是傳統的電子控制系統在應用過程中存在很多問題，對鐵礦企業的發展形成一定的制約作用。在皮帶控制系統中充分應用先進的PLC自動控制技術，能夠有效解決傳統自動控制系統存在的問題。

1 皮帶機自動控制系統的運行現狀

目前很多鐵礦企業針對皮帶機采取的都是電器自動控制系統，但是電梯自動控制系統在實際運行過程中經常會出現系統不穩定、運行效率低、故障率高等一些現象。一旦出現故障，就必須要進行停機檢修，而且通常情況下故障位置以及故障原因不能夠實現自動定位，對正常的生產作業造成影響。與此同時，在皮帶機啟動過程中普遍存在打滑的現象。針對上述情況，就必須要對鐵礦企業的皮帶機自動控制系統進行進一步優化，這樣才能促進鐵礦企業的健康發展[1]。

2 改造方案

2.1 改造后皮帶機運行的控制要求

充分結合皮帶機實際應用的生產工藝以及運行狀況，主要將控制系統分為前后兩個部分。在經過改造后，控制系統必須要具備相互獨立的運行體系，而且不會產生互相影響。各個系統會按照一定順序來啟動皮帶機，當出現逆序時停機。一旦在發生某一條皮帶故障的時候，整條皮帶都會停止運轉，但是后面的皮帶仍然可以完成物料運輸任務，不同皮帶機要充分具備打滑保護、跑偏保護、撕裂保護、拉繩保護等一些功能。當出現上述故障中的一種是，通過顯示屏就能夠將故障形式進行顯示，并完成及時停機，這樣就能夠對皮帶起到很好的保護，也為后續的維修保養提供便利。與此同時，為整個控制系統設置了緊急停止開關，實現了整個皮帶機的集中控制，與此同時還能針對皮帶機進行手動控制[2]。

2.2 皮帶機的控制原理

2.2.1 PLC控制系統配置

在鐵礦的被煤車間中皮帶的應用非常多，而且整個生產線比較長，針對這種情況，在控制室中設置了主站，并充分結合企業生產設備以及配件系統的分布狀況合理的設置了多個分站以及遠程控制站點。不同站點之間充分利用DP線實現連接，而主要使用了光纜來完成主站與分站之間的通訊，利用TCP/IP協議通訊來完成主站與上位機之間的通訊，這樣就能夠充分保證整個生產線數據傳輸的可靠性。

2.2.2 皮帶機主回路控制原理

電動機主要采取的是接觸式控制方式，并充分利用熱計電器來實現過電流保護，為了實現對皮帶的保護，針對每一臺電動機都配備了相應的液壓制動器，這樣就能夠有效避免在停電過程中出現倒轉現象。整個皮帶運行過程中產生的各種信號都會最終接入PLC系統，這樣設備運行出現故障的時候，PLC系統就會下達停機命令，有效避免了物料堆積對設備造成破壞。當其中一條皮帶機發生故障時，該皮帶機前面的皮帶機會及時進行停機，而后續的皮帶機則可以繼續完成物料輸送。

2.2.3 皮帶機控制回路原理

圖1 皮帶機控制回路原理圖

針對皮帶機主要有手動以及自動控制兩種方式。手動控制可以在皮帶機旁就完全操作，而自動集中控制則必須要在控制室的上圍機上來進行操作。手動啟動過程如下：首先將轉換開關設置到①～②位置，然后通過按下啟動按鈕就可以讓皮帶機啟動。自動啟動過程如下：在控制室中將轉換開關推到③～④，通過上飛機就能夠實現皮帶機的順序啟動。在皮帶機啟動之前，電影會首先想起，這樣現場的操作人員就能夠及時撤離現場，警示鈴想三分鐘后，前一級的皮帶機首先啟動，后一級的皮帶機再達到預定的延時時間后也會自動啟動，這樣就實現了順序延時啟動[3]。

停止操作：在皮帶機旁通過按下停止按鈕，或者將轉換開關推到林妹就可以讓皮帶機停止運行；而自動控制方式則需要在計算機上將自動轉換開關打到零位就可以實現皮帶機停機。在停機的過程中，首先停止的是后一級皮帶機，前一級的皮帶機在達到延時時間會也會實現自動停止，這樣就實現了逆序延時停止操作。

圖2 PLC輸出、輸入點

緊急停止：在生產線上出現緊急狀況時，通過按下皮帶機上的緊急停車按鈕就能夠讓皮帶機停轉。或者在控制室計算機上將急停按鈕按下，同樣能起到緊急停車作用。皮帶機會在緊急按鈕按下的第一時間及時實現停轉，這樣就能夠對設備以及操作人員的安全保護。充分利用PLC編程能夠對設備進行多種控制。

2.2.4 PLC輸出、輸入點

針對在你在運行過程中經常出現打滑導致停轉的現象，通過在PLC程序中設置10秒的延時判斷，這樣就能夠有效解決皮帶機存在的一啟即停的信箱[4]。

2.2.5 多重保護

皮帶機在運行過程中一旦出現突發狀況不僅可以利用急停按鈕實現停轉，而且也可以應用事故拉升開關來實現皮帶機停轉。當皮帶機在運行過程中出現跑偏向下時，系統會自動發出跑偏報警信號，如果跑偏現象比較嚴重，通過系統控制皮帶機就能夠實現停轉；耳皮待機出現過載現象時，通過熱機電機也能夠實現停機保護功能。

3 結論

PlC自動控制系統不僅能夠實現對皮帶機的自動控制，同時還具備了故障診斷功能，另外整個PlC自動控制系統具備強抗干擾能力、運行可靠性高、安全性良好等多種優點，在鐵礦企業中的應用能夠最大程度降低操作人員勞動強度，進一步提升企業生產效率和經濟效益。通過實踐應用表明，PlC自動控制系統在皮帶機中具有較高應用價值。而且操作相對比較方便，具有較高的推廣價值。