（曹妃甸礦石碼頭有限公司，河北，唐山，063200）

【摘要】隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，皮帶輸送機(jī)被廣泛應(yīng)用在港口的主要生產(chǎn)領(lǐng)域。PLC作為一種重要的現(xiàn)代電子技術(shù)基本控制單元，在工業(yè)控制領(lǐng)域中應(yīng)用前景極其廣泛。在港口輸送系統(tǒng)中，PLC技術(shù)在皮帶輸送系統(tǒng)中的控制也十分普遍。本文就PLC技術(shù)在皮帶輸送系統(tǒng)中的控制問題做出了深入的論述，可供同行參考借鑒。

【關(guān)鍵詞】PLC； 散裝貨港口設(shè)備； 皮帶輸送系統(tǒng)

前言

港口皮帶輸送PLC系統(tǒng)采用總線式的分布式結(jié)構(gòu)，這樣可降低系統(tǒng)成本，并且現(xiàn)場施工及使用維修也變得極為簡單;實(shí)現(xiàn)皮帶輸送系統(tǒng)的全自動(dòng)控制，保證系統(tǒng)控制的最佳狀態(tài);把系統(tǒng)管理機(jī)通過企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)與Internet相連，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程診斷，降低系統(tǒng)維護(hù)成本。港口批到輸送系統(tǒng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)涉及的內(nèi)容較多，自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)港口工藝、規(guī)模、港區(qū)布置，考慮技術(shù)的可靠性、經(jīng)濟(jì)合理性、港口擴(kuò)建的可能性等因素，需在系統(tǒng)設(shè)計(jì)前充分考慮各種復(fù)雜因素，從而滿足港口擴(kuò)建、發(fā)展和生產(chǎn)能力擴(kuò)大的需要。

1 皮帶輸送全過程監(jiān)控問題分析

散裝貨港口皮帶輸送系統(tǒng)由皮帶輸送系統(tǒng)、給料機(jī)構(gòu)等基本設(shè)備組成，利用控制設(shè)備、通訊模塊、打滑、速度、跑偏、料位等保護(hù)，達(dá)到皮帶輸送系統(tǒng)集中控制與監(jiān)測的要求。一套完整的控制系統(tǒng)需要多臺(tái)PLC數(shù)據(jù)組成，達(dá)到不同的數(shù)據(jù)控制。完成系統(tǒng)內(nèi)皮帶、給料的全過程的監(jiān)控、監(jiān)測，構(gòu)成一個(gè)完善的監(jiān)控系統(tǒng)。

1.1 實(shí)現(xiàn)皮帶輸送系統(tǒng)集中監(jiān)控 ，實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)和運(yùn)行，并顯示數(shù)據(jù)曲線，對(duì)重要信息硬盤時(shí)時(shí)記錄。

1.2 控制方式分集中控制自動(dòng) /集中控制手動(dòng)/就地，三種方式可轉(zhuǎn)換。正常生產(chǎn)時(shí)，使用集中控制自動(dòng)方式，設(shè)備按工藝要求的順序和流程由中央控制臺(tái)自動(dòng)啟停;集中控制手動(dòng)時(shí)，可在中央控制臺(tái)操作各設(shè)備，無閉鎖和聯(lián)動(dòng);就地時(shí)，在現(xiàn)場操作;啟動(dòng)設(shè)備前由集中控制臺(tái)發(fā)預(yù)告信號(hào)，按預(yù)定啟動(dòng)時(shí)間，若現(xiàn)場均滿足集中控制自動(dòng)啟動(dòng)條件，設(shè)備按順序自動(dòng)啟動(dòng)。現(xiàn)場可用停車鈕終止啟動(dòng)過程;現(xiàn)場信號(hào)箱設(shè)啟/停車按鈕，現(xiàn)場可隨時(shí)停車。若設(shè)備由集中控制啟動(dòng)，控制系統(tǒng)接到現(xiàn)場停車停號(hào)后，可作急停處理，實(shí)施故障停車操作。

1.3 按“技術(shù)規(guī)定”皮帶輸送機(jī)安裝跑偏保護(hù)、低速保護(hù)等，這些信號(hào)均接入集中控制系統(tǒng)，參加設(shè)備的緊急停車和閉鎖停車。對(duì)設(shè)備故障和工藝參數(shù)的異常實(shí)時(shí)報(bào)警，并進(jìn)行聲、光、信號(hào)提示。一般故障只報(bào)警，現(xiàn)場非正常停車或嚴(yán)重故障時(shí)，故障設(shè)備及其上游設(shè)備緊急停車，下游設(shè)備順料流延時(shí)停車。

2 皮帶輸送監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能分析

2.1 每個(gè)單元系統(tǒng)設(shè)備都設(shè)有操作控制臺(tái)，所有皮帶輸送系統(tǒng)上的物料輸送均設(shè)置過載保護(hù)和縱向撕裂保護(hù)，以防止皮帶輸送系統(tǒng)事故不可控;所有輸送系統(tǒng)均設(shè)有兩極跑偏開關(guān)，一級(jí)跑偏用于故障報(bào)警，二級(jí)跑偏用于故障停車;所有輸送系統(tǒng)均設(shè)拉線開關(guān)，用于緊急情況下的停車。

2.2 水平皮帶輸送機(jī)的拉緊裝置為液壓調(diào)節(jié)方式，在機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)上安裝數(shù)個(gè)皮帶松弛檢測傳感器，再由PLC控制系統(tǒng)反饋給調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)完成皮帶輸送系統(tǒng)的自動(dòng)張力調(diào)節(jié);在皮帶輸送系統(tǒng)設(shè)置堆料傳感器，防止輸送機(jī)系統(tǒng)的堆料事故的發(fā)生;在皮帶輸送系統(tǒng)中設(shè)置皮帶速度傳感器，以檢測皮帶輸送系統(tǒng)的超速及打滑事故的發(fā)生;皮帶輸送系統(tǒng)每隔若干米設(shè)起動(dòng)預(yù)警裝置，設(shè)備啟動(dòng)前發(fā)出預(yù)警信號(hào)，提示有關(guān)人員應(yīng)立即遠(yuǎn)離設(shè)備;電機(jī)的電流實(shí)時(shí)監(jiān)測功能可發(fā)現(xiàn)一些機(jī)械設(shè)備的潛在故障隱患;運(yùn)行中對(duì)電機(jī)的電流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測分析，當(dāng)發(fā)生電流超限或突變時(shí)報(bào)警，嚴(yán)重時(shí)自動(dòng)停機(jī)。

2.3 在軟件與硬件上應(yīng)用矩陣控制理論 ，自控系統(tǒng)在性能上具有良好的抗潮濕性、抗干擾性，在結(jié)構(gòu)上滿足港口惡劣環(huán)境要求。在集中操作臺(tái)上設(shè)置集中顯示皮帶輸送系統(tǒng)的工作狀態(tài)、故障類型、故障地點(diǎn);軟啟動(dòng)器或變頻器納入監(jiān)控系統(tǒng) ?？刂品绞接屑锌刂坡?lián)動(dòng)、集中控制手動(dòng)、就地聯(lián)動(dòng)、就地手動(dòng)、禁起等方式 。

2.4 完善的信息處理功能，報(bào)警信息、運(yùn)行參數(shù)、操作記錄等信息自動(dòng)形成標(biāo)準(zhǔn)格式的數(shù)據(jù)庫文件，并在硬盤長期保存，供信息系統(tǒng)調(diào)用;實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集中監(jiān)控，生產(chǎn)數(shù)據(jù)微機(jī)化管理:一是界面直觀、操作簡便、功能齊全。有形象逼真的動(dòng)態(tài)畫面和全中文顯示，還具有實(shí)時(shí)報(bào)警監(jiān)視、安全確認(rèn)機(jī)制和數(shù)據(jù)記錄功能。對(duì)操作員素質(zhì)無特殊要求，培訓(xùn)簡單;二是對(duì)報(bào)警信息和重要運(yùn)行參數(shù)在硬盤記錄，數(shù)據(jù)表格和曲線可隨時(shí)調(diào)出;三是生產(chǎn)數(shù)據(jù)存入計(jì)算機(jī)硬盤，可由管理信息系統(tǒng)按需調(diào)用。

3 PLC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制與生產(chǎn)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享問題分析

從控制功能上講，PLC可替代繼電器控制電路的一切功能，具有浮點(diǎn)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、文件傳送、診斷、邏輯判斷、中斷控制、通信、人機(jī)對(duì)話等功能，在使用方便性和系統(tǒng)可靠性方面則具有繼電器電路無與倫比的優(yōu)越性?？傊?，由于在皮帶輸送系統(tǒng)使用了PLC，使得大量的繼電器控制柜和二次儀表得以取消，不僅節(jié)省了空間，也使得故障率大為減少，提高了系統(tǒng)的可靠性，并且回路修改極為方便，減少了二次投資。另外，計(jì)算機(jī)管理工作站設(shè)信息管理系統(tǒng)，決策者和常規(guī)管理者通過管理工作站可根據(jù)各自權(quán)限遠(yuǎn)程訪問監(jiān)控系統(tǒng)狀況，得到現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)報(bào)表、設(shè)備管理信息和生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)分析。

4 全過程故障分析及其診斷功能問題分析

4.1 網(wǎng)絡(luò)故障自診斷記錄功能。當(dāng)設(shè)備某個(gè)部位發(fā)生故障，可以通過PLC程序及網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)偵測、傳輸故障點(diǎn)，并發(fā)出報(bào)警。

4.2PLC故障自診斷。PLC的掃描器和適配器發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)會(huì)通過網(wǎng)絡(luò)的通訊情況判斷故障，并發(fā)出報(bào)警;PLC的I/O模塊發(fā)生故障時(shí)，CPU會(huì)通過I/O模塊的狀態(tài)位偵測到故障及故障內(nèi)容，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警。

4.3 傳感器和信號(hào)線故障診斷。模擬量的傳感器或信號(hào)線發(fā)生斷線故障時(shí)，PLC通過測量值判斷故障并發(fā)出報(bào)警。

4.4 I/O模塊采用可拆卸端子排，出現(xiàn)故障時(shí)，集中控制室發(fā)出聲光報(bào)警，可在幾分鐘內(nèi)即可更換完畢。

4.5 系統(tǒng)擴(kuò)展方便 ，增加新設(shè)備或上后期工程，可以方便地加入節(jié)點(diǎn)，并可通過網(wǎng)絡(luò)在線修改程序。

5 PLC集中控制系統(tǒng)的特點(diǎn)分析

PLC皮帶控制系統(tǒng)在組態(tài)系統(tǒng)時(shí)具有極大的靈活性，具有極強(qiáng)的處理能力，以及大的I/O容量。適應(yīng)性好可編程控制器是通過程序?qū)崿F(xiàn)控制的。當(dāng)控制要求發(fā)生變化時(shí)，只需改變程序即可。因此能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同規(guī)模、不同功能的控制系統(tǒng)，適應(yīng)能力非常強(qiáng)，即可控制一臺(tái)單機(jī)，又可控制一條生產(chǎn)線，既可現(xiàn)場控制，又可遠(yuǎn)距離控制。功能強(qiáng)大：PLC內(nèi)部有豐富的軟元件供您使用，可以很方便的進(jìn)行程序修改，調(diào)整計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器的值來適應(yīng)現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行的要求。

5.1 選用先進(jìn)的控制器 ，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性好，可靠性高，數(shù)據(jù)處理速度快;采用全分布式控制結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)具有較高的安全性;通訊網(wǎng)絡(luò)速度快，距離遠(yuǎn)，可靠性高;界面直觀友好，操作簡便，功能齊全;人機(jī)界面不僅具有形象逼真的動(dòng)態(tài)畫面和全中文顯示，還具有實(shí)時(shí)報(bào)警監(jiān)視、安全確認(rèn)機(jī)制和數(shù)據(jù)記錄功能。

5.2 減少布線成本 ，由于采用遠(yuǎn)距離通訊網(wǎng)絡(luò)，使布線更加方便，并大大減少電纜用量;維護(hù)方便，運(yùn)行費(fèi)用低。系統(tǒng)擴(kuò)展方便，可隨時(shí)增加節(jié)點(diǎn)，并可通過網(wǎng)絡(luò)由中控室在線修改程序?？刂破骱途W(wǎng)絡(luò)可靠性高，維護(hù)工作量小。

6 結(jié)語

皮帶輸送機(jī)被廣泛應(yīng)用在散裝港口的主要生產(chǎn)領(lǐng)域。隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的皮帶輸送機(jī)的繼電器控制系統(tǒng)因存在許多缺陷而逐步被淘汰。PLC作為一種重要的現(xiàn)代電子技術(shù)基本控制單元，在工業(yè)控制領(lǐng)域中應(yīng)用前景極其廣泛。在現(xiàn)代化港口輸送系統(tǒng)中，PLC技術(shù)在皮帶輸送系統(tǒng)中的控制也十分普遍。港口皮帶輸送系統(tǒng)集中控制系統(tǒng)的安全運(yùn)行接影響港口的經(jīng)濟(jì)效益。為此，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的綜合保護(hù)和集中監(jiān)控，是十分必要的