皮帶機自動控制系統的優化探析

徐延慶

（河鋼集團灤縣司家營鐵礦有限公司，河北 灤州 063700）

區別于其他設備的啟動模式，皮帶機的啟動過程需要技術人員按照正常的啟動順序進行啟動，如果存在逆現象便會導致皮帶機自動停止。所以，當皮帶機設備當中的某條皮帶出現故障或者損壞，便會導致皮帶機整體設備停止工作。在實際生產的過程中，皮帶機主要是對貨物進行運輸。我國鐵礦企業的生產工作過程當中，皮帶機設備的控制過程往往是應用電氣控制系統，而傳統的電氣控制系統當中則存在諸多不足和問題，嚴重限制了鐵礦生產企業的效率和發展。PLC自動控制技術是當前高新科技的結合產物，將其應用在皮帶機自動控制系統當中，能夠有效解決該問題，需要相關技術部門對皮帶機自動控制系統的優化進行進一步的研究和完善[1]。

1 皮帶機自動控制系統的運行現狀

現階段，我國大部分的鐵礦單位皮帶機運輸生產控制過程當中仍舊在應用電氣控制系統，該種傳統的電氣控制系統存在諸多弊端，例如穩定性較差，控制效率較低，極易產生各類故障問題。應用該種控制系統的皮帶機，一旦皮帶機的某個部件出現故障問題，或者啟動順序出現錯誤，便會立刻停止生產，需求技術人員的排查和檢修，而且其故障發生的具體位置與其具體原因定位難度較高，從而大大降低了生產效率。另外，傳統的電氣控制系統極易受到為電磁波信號的干擾，產生了各類的虛假信號，讓皮帶機無法正常開展生產工作。另外，在皮帶機設備啟動的過程中，極易出現打滑現象，便會導致皮帶機還沒有開始工作便停止了運轉。在該中現象下，皮帶機控制系統的整改工作迫在眉睫，需要新興的科學技術對其進行改革和優化，從而保障鐵礦生產工作能夠順利開展，推動我國經濟可持續進步。

2 皮帶機自動控制系統的優化

PLC自動控制系統集合了現代科學技術以及智能化操控技術，能夠實現對皮帶機的自動控制工作，同時也能夠自動檢測皮帶機的故障原因和位置，大大提升了皮帶機生產過程當中的抗干擾能力，運行的可靠性以及運行的安全性，將其應用在鐵礦皮帶機設備生產的過程中，能夠大大降低現場施工人員的工作強度，有效促進企業生產效益和經濟效益。根據以往PLC自動控制系統的實踐結果可知，PLC自動控制系統在皮帶機當中的應用價值超乎想象，其實際操作過程技術要求較低，現已廣泛的應用皮帶機設備控制系統改革的應用過程當中[2-4]。

2.1 對皮帶機改造后運行的控制要求

在鐵礦工程生產過程當中，企業的管理人員往往會將各個步驟分工要為清晰明確，其每個階段所應用到的生產工藝也存在較大不同，所以在皮帶機應用的過程中，不同工序的皮帶機肩負著不同的生產使命，技術人員將其控制系統分為兩個部分，分別是全部控制系統和后控制系統。在對皮帶機設備改造完畢以后，并要求皮帶機自動控制系統能夠在不同工序，進行控制系統獨立運作，前后步控制系統不能出現互相干擾的問題。因此，技術人員在進行皮帶機設備啟動的過程中要按照相應的順序進行，如果發現順序錯亂問題，便會導致皮帶機設備停止運行問題，大大降低了鐵礦生產效率。眾所周知，鐵礦生產工藝流程較為復雜和繁瑣，皮帶機設備在應用自動控制系統之后，一旦某條皮帶出現故障問題，只會影響到前面的皮帶，并不會影響到后面的皮帶，同時自動控制系統的皮帶機不會出現跑偏問題，打滑問題以及拉繩問題。最后，PLC自動控制系統的皮帶機設備，能夠對自身的故障問題進行準確定位，并及時對其問題進行檢測和維修。

2.2 皮帶機的控制原理

2.2.1 PLC控制系統配置

通常情況下在鐵礦的碎礦車間，往往會應用到大量的皮帶機設備，并且碎礦車間的生產線往往較長，技術人員針對該種現象，便會在控制室當中設置控制主站，再結合企業生產設備以及各類配件系統的分布狀況，設立了多個分站以及遠程控制點，而不同站點之間則應用dp線進行連接，主站和分站之間采用通信光纜進行交流，利用TCP/IP協議完成主站和上位機之間的通訊，從而大大提升了整個生產線數據傳輸的穩定性。

2.2.2 皮帶機主回路控制原理

通常情況下，電動機主要是采用的接觸式控制方式，而且設備的電流保護設備而是采用熱過載繼電器，實現了對皮帶的防護，并且每一臺運動機都配備了相應的液壓制動器，從而有效避免在停電的過程中皮帶機設備出現倒轉現象。PLC系統將接收整個皮帶設備生產線運行過程當中產生的各類信號，一旦出現各類故障問題，PLC系統對故障設備進行命令下達，杜絕由于物料堆積過多導致的設備破壞問題。當某條皮帶機出現故障時，該皮帶機相關的設備便會及時的停機，該皮帶機的物料便會由后續的皮帶機進行輸送工作。

2.2.3 皮帶機控制回路原理

在應用皮帶機設備生產的過程中，技術人員往往會應用手動或者自動控制的方式對系統進行操作。手動操作往往是在皮帶機周圍進行操控，而自動集中控制，就需要技術人員在控制室的上位機上進行操作。在手動操作的過程中，技術人員要先將轉換開關推到相關裝置當中，然后依次按下啟動按鈕，便會開啟皮帶機設備。自動啟動的操作過程中，控制系統會自動發出警示，現場的操作人員便可迅速撤離現場，當警示鈴響滿三分鐘后，第1級皮帶機運費率先啟動，而后移的皮帶機再根據預先設定的程序延時啟動，從而皮帶機實現了順序延時啟動工序。

在進行皮帶機設備停止操作的過程中，技術人員只要在皮帶機設備旁邊按下停止按鈕，或者將轉換開關推動到停止區間，便可讓皮帶機停止運轉。而自動控制系統的操作方式則需要在計算機上將自動轉換開關調至零位，并可實現皮帶機停止運行。自動控制系統的過程，往往是后一級皮帶先行停止，而前一級的皮帶機在短暫延時后也會自動停止，從而實現了逆序延時停止操作。

再進行鐵礦生產的過程中，由于各種因素難免會進行緊急停止。當生產線需要進行緊急中止的過程中，技術人員則要按下皮帶機上的緊急停止按鈕，便可讓皮帶機停轉，也可在控制室計算機上按下緊急停止按鈕，也可起到迅速停機的效果。自動控制系統的緊急按鈕在按下的第一時間內便能及時停止運轉，避免由于各類突發狀況對設備以及操作人員的損害。科學合理的應用PLC編程系統能夠實現對設備的多種控制方式。

2.2.4 多重保護

再進行鐵礦生產皮帶機設備運行的過程中，一旦出現突發狀況，不但可以應用急停按鈕進行迅速停止，也可應用事故拉升開關實現皮帶機的迅速停狀。而自動控制系統能夠對皮帶機運行過程當中跑偏問題進行實施監管，一旦跑偏系統便會自動發出報警信號，跑偏問題過于嚴重時，自動控制系統便可控制皮帶機自動停止的運動。而皮帶機出現過載問題時，自動控制系統當中的熱繼電器也能夠實現停機保護功能。如圖1所示，自動控制系統硬件工作模式。

圖1 系統硬件圖

2.3 自動化集中控制系統

可編輯邏輯控制器被簡稱為PLC裝置，該設備在應用的過程中是通過數字運算的原理對操作系統進行控制。該系統主要囊括了地面控制中心和井下的皮帶運輸控制中心，從而會地面控制中心和井下控制中心的綜合操作，通常技術人員會應用手動和自動兩種方式進行控制。自動控制模式是借助控制中心的操作臺發出操作信號，而各個控制中心的控制器在接收到信號后便會根據指令進行皮帶機設備的開機、運行和關機工作。另外，自動控制系統還可對井下設備進行動態化監控，尤其是對電機功率、電機三相電流以及電機運行狀態和監控，并將監控的數據信息及時反饋到中心控制臺，相關技術人員便可通過控制設備對皮帶機設備的時時運轉狀況進行有效監管，一旦出現各類故障問題，并可及時處理，保障生產過程的安全性。手動操控便可對自動控制系統進行輔助工作，當自動控制系統出現故障時，就需要技術人員對設備進行手動操作，從而應對各類突發狀況。

3 總結

綜上所述，傳統的鐵礦生產皮帶機電氣控制系統存在著較為嚴重的不足和缺陷，大大降低了生產效率和生產安全性。目前，我國越來越多的鐵礦生產設企業應用PLC自動控制技術，能夠有效解決傳統電氣控制系統當中的問題和缺陷，并且有效提升皮帶機設備自動控制的安全性和穩定性，大大降低了操作人員的勞動強度和監管強度，提升了生產效率，后續的故障檢測工作和監控工作也能依靠自動控制系統開展，有利于鐵礦行業的良性發展。