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(jù)現(xiàn)場設(shè)備實際運行情況和技術(shù)要求，設(shè)計了皮帶輸送機集控系統(tǒng)，這個設(shè)計能夠有效地控制皮帶輸送機的運行及其各種保護的監(jiān)控。

該系統(tǒng)主要包括三臺轉(zhuǎn)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(xiàn)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(jīng)過1#A轉(zhuǎn)彎及進入1#帶式輸送機然后經(jīng)過1#B轉(zhuǎn)彎帶式輸送機到1#C直線下運帶式輸送機再經(jīng)過1#D轉(zhuǎn)彎帶式輸送機運至1#碼垛機。為了保證系統(tǒng)運行的安全，上位機使用兩臺，其中一臺作為備用。

關(guān)鍵詞：皮帶集控；皮帶輸送機；PLC

中圖分類號： TH222文獻標(biāo)識碼： A

1概述

1.1生產(chǎn)系統(tǒng)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(chǎn)線，因為九個生產(chǎn)線大同小異，本設(shè)計就以一條生產(chǎn)線為基礎(chǔ)設(shè)計，該系統(tǒng)將袋裝尿素從包裝機出來之后經(jīng)過1#A轉(zhuǎn)彎機及進入1#帶式輸送機然后經(jīng)過1#B轉(zhuǎn)彎帶式輸送機到1#C直線下運帶式輸送機再經(jīng)過1#D轉(zhuǎn)彎帶式輸送機運至1#碼垛機。

該皮帶輸送系統(tǒng)主要由轉(zhuǎn)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(tǒng)布置示意圖。

圖1-1系統(tǒng)布置示意圖

系統(tǒng)設(shè)備情況如表1-1所示:

序號 設(shè)備名 代號 備注

1 1#A轉(zhuǎn)彎機 V5801A

2 1#帶式輸送機 V5801

3 1#B轉(zhuǎn)彎機 V5801B

4 1#C轉(zhuǎn)彎機 V5801C

5 1#D轉(zhuǎn)彎機 V5801D

6 1#碼垛機 MDJ1

表1-1系統(tǒng)設(shè)備

1.2帶式輸送機的相關(guān)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(chǎn)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?shù)炔块T。它有支帶頭部、傳動滾筒、改向滾筒、上托輥、下托輥、導(dǎo)料槽和拉緊裝置和一條環(huán)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(jié)構(gòu)示意圖

1.2.2帶式輸送機相應(yīng)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(cè)，造成跑偏現(xiàn)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(chǎn)；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(zhuǎn)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(xiàn)摩擦傳動，出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。在帶式輸送機工作過程中，當(dāng)某種原因使得傳動滾筒的速度與輸送帶速度不同步時，產(chǎn)生打滑現(xiàn)象。

打滑現(xiàn)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(dǎo)致膠帶機變形，基礎(chǔ)松動；下滑堆積后的膠帶可能出現(xiàn)縱向撕裂，腳面嚴重撕裂損傷；打滑會使?jié)L筒表面溫度急劇升高，引起輸送帶著火。

本設(shè)計中打滑速度開關(guān)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(tài)。當(dāng)輸入的兩個速度信號不同步時，回路繼電器閉合，發(fā)出打滑信號傳至PLC，發(fā)出停車信號。

3）拉繩開關(guān)

拉繩開關(guān)安裝于皮帶輸送機的兩側(cè)的機架上，用鋼絲繩沿著輸送機兩側(cè)把開關(guān)連接起來。當(dāng)輸送帶設(shè)備發(fā)生緊急事故時，在現(xiàn)場沿線任意處拉動鋼絲繩，鋼絲繩牽動驅(qū)動臂旋轉(zhuǎn)，通過傳動軸帶動扭力彈簧使精密凸輪發(fā)生位移，驅(qū)動微動開關(guān)切斷控制線路，使得輸送機停止運行。

1.3控制系統(tǒng)的設(shè)計要求

1.3.1設(shè)計方案遵循的基本原則

集控系統(tǒng)應(yīng)無條件滿足生產(chǎn)系統(tǒng)工藝流程的要求；應(yīng)具有極高的可靠性；控制系統(tǒng)能是整個地面生產(chǎn)運行可靠、操作靈活、維護簡單；控制系統(tǒng)能是整個系統(tǒng)實現(xiàn)自動化生產(chǎn)；在運行可靠靈活的前提下采用先進的技術(shù)和制造工業(yè)；盡可能減少現(xiàn)場安裝工作量；最大限度地減少設(shè)備及工程投資。

1.3.2設(shè)計方案包括的主要內(nèi)容

1）系統(tǒng)設(shè)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(fā)出流程啟、停車命令，現(xiàn)場相關(guān)設(shè)備按預(yù)定流程進行順序的啟停；就地控制是在就地對各個設(shè)備進行無或有閉鎖啟停，一般在設(shè)備檢修試車時使用。

2）啟動設(shè)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(shè)備時，采用逆料流啟動設(shè)備，而停車是順料流停車。

4）每個設(shè)備的選擇開關(guān)在遠程狀態(tài)時，相應(yīng)流程和設(shè)備將不能就地啟動。

5）系統(tǒng)按工藝流程運行時，一旦有設(shè)備故障報警，該設(shè)備及逆料流設(shè)備急停。

2控制系統(tǒng)的相關(guān)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(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國際電工委員會（International Electrical Committee）頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對PLC做了如下定義：

“PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)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(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設(shè)計。”

2.2 ABB AC500的介紹

主要組成部分有導(dǎo)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(tǒng)的設(shè)計

3.1整體控制系統(tǒng)的設(shè)計

本系統(tǒng)采用PLC控制,使用兩臺控制計算機來監(jiān)控系統(tǒng)的運行，另外配置操作臺，以及適當(dāng)數(shù)量的就地按鈕盒，皮帶保護傳感器。

圖3-1整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計圖

3.2 硬件設(shè)計需注意事項

3.2.1站點控制柜說明

本系統(tǒng)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(guān)，由一個24V的開關(guān)電源來供電。

2）一般網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)的兩端的位置，要將網(wǎng)絡(luò)插頭的終端電阻開關(guān)打到ON的位置，而其他網(wǎng)絡(luò)插頭的終端電阻開關(guān)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(jù)硬件設(shè)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(shè)計

單機梯形圖

1系列聯(lián)動起車

參考文獻

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