宋凌玲

（廣東粵電靖海發(fā)電有限公司，廣東 揭陽515223）

0 引言

堆取料機(jī)是現(xiàn)代化大型工廠必備的散料裝卸設(shè)備，不僅可以把散狀物料按照一定的堆料要求堆在貯料場，完成堆料作業(yè)，還可以把貯料場的物料按照一定的取料工藝運(yùn)送到用料場所，完成取料作業(yè)。隨著環(huán)保意識(shí)的逐漸增強(qiáng)，堆取料機(jī)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，圓形煤場堆取料機(jī)逐漸代替了常規(guī)的敞開式條形煤場堆取料機(jī)，避免了常規(guī)堆取料機(jī)作業(yè)時(shí)所產(chǎn)生的大量揚(yáng)塵對(duì)周邊環(huán)境造成的大量污染。在現(xiàn)代工業(yè)中，積極推進(jìn)堆取料機(jī)的電氣控制，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)護(hù)，可以實(shí)現(xiàn)堆取料機(jī)作業(yè)的環(huán)保、高效、自動(dòng)化控制。

1 圓形煤場堆取料機(jī)簡介

1.1 煤場系統(tǒng)簡介

靖海電廠的煤場系統(tǒng)采用圓形煤場方案，料堆內(nèi)徑8m、外徑120m，且每個(gè)煤場內(nèi)均裝設(shè)一臺(tái)由德國SCHADE公司生產(chǎn)的堆取料機(jī)。圓形煤場堆料系統(tǒng)采用不設(shè)俯仰結(jié)構(gòu)的懸臂式皮帶堆料機(jī)，取料設(shè)備采用鏈條刮板式取料機(jī)，且每個(gè)煤場都設(shè)置了2路落煤斗及活化給料機(jī)，一路用于正常上煤，一路用于取料機(jī)故障時(shí)緊急供煤以及處理煤場底煤。煤場為鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架屋蓋和鋼筋混凝土側(cè)墻組成的全封閉結(jié)構(gòu)，并采用工業(yè)電視進(jìn)行監(jiān)控，每個(gè)圓形煤場安裝3個(gè)攝像頭分布于各角度，對(duì)整個(gè)煤場進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

1.2 堆取料機(jī)的結(jié)構(gòu)組成

堆取料機(jī)由中心柱、懸臂式皮帶堆料機(jī)、刮板式取料機(jī)、潤滑系統(tǒng)、電氣設(shè)備控制系統(tǒng)組成。堆料和取料作業(yè)時(shí)，堆料回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和取料回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)層次分明，互不干涉，是兩個(gè)運(yùn)行相互獨(dú)立的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)堆料和取料作業(yè)的同步進(jìn)行。懸臂式皮帶堆料機(jī)通過堆料回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，以中心柱為軸心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；刮板式取料機(jī)是由橫跨在圓形煤場的半門架結(jié)構(gòu)所支撐，也是繞著中心柱作定心旋轉(zhuǎn)；潤滑系統(tǒng)用于向作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件表面輸送定量的清潔潤滑油，以減小摩擦阻力，減輕機(jī)件的磨損；電氣控制系統(tǒng)則在整個(gè)設(shè)備運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、保護(hù)、監(jiān)視以及測量等功能。

2 圓形煤場堆取料機(jī)的工作原理

堆料原煤從進(jìn)煤皮帶直接輸送到堆取料機(jī)進(jìn)料槽，進(jìn)料的皮帶機(jī)360°水平回轉(zhuǎn)，連續(xù)運(yùn)行自動(dòng)卸料并以“錐—?dú)ぁ钡姆绞蕉逊e，在圓形煤場內(nèi)形成外徑120m、內(nèi)徑8m，最大高度為31.9m的環(huán)形煤堆。

取料時(shí)取料機(jī)構(gòu)在回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下，以中心柱為轉(zhuǎn)軸，作360°旋轉(zhuǎn)圓周運(yùn)動(dòng)。取料時(shí)，旋轉(zhuǎn)升降型的刮板式取料機(jī)從預(yù)選擇的料堆表面開始一層層刮取物料后送到中心柱下部的卸料漏斗，再通過活化給料機(jī)將物料連續(xù)送到皮帶傳輸機(jī)上。取料出力通過調(diào)節(jié)刮板切割深度和回轉(zhuǎn)速度的方式實(shí)現(xiàn)。

3 堆取料機(jī)電氣控制系統(tǒng)的組成

在堆取料機(jī)的整個(gè)運(yùn)行過程中，采用電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。圓形煤場內(nèi)安裝有LD－1激光測量系統(tǒng)，盤煤設(shè)備的掃描儀安裝在堆料機(jī)上，在輸煤控制室進(jìn)行操作，可對(duì)煤場進(jìn)行360°掃描。掃描后的數(shù)據(jù)經(jīng)儲(chǔ)量計(jì)算以數(shù)據(jù)形式和三維圖形輸出，盤煤系統(tǒng)同時(shí)提供與電廠現(xiàn)有的數(shù)字化管理系統(tǒng)的通訊接口，可在電廠數(shù)字化管理系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)報(bào)表和圖形的輸出。每臺(tái)堆取料機(jī)配備安裝有無線局域網(wǎng)路由器，堆取料機(jī)PLC通過無線路由器與上位機(jī)通訊，實(shí)現(xiàn)整機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控操作。

控制系統(tǒng)主要完成以下幾個(gè)功能：信息采集；進(jìn)行自動(dòng)模式下的集控手動(dòng)操作和全自動(dòng)堆取料；在線監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行中的相關(guān)參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)；故障下及時(shí)報(bào)警并進(jìn)行跳閘保護(hù)。

控制系統(tǒng)由下面幾個(gè)子系統(tǒng)組成：回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)、行走控制系統(tǒng)、皮帶控制系統(tǒng)和HMI人機(jī)界面監(jiān)控系統(tǒng)。在堆取料機(jī)的電氣控制柜上可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和半自動(dòng)兩種操作方式。

堆取料機(jī)電氣系統(tǒng)中的核心技術(shù)包括：PLC控制系統(tǒng)、變頻器。使用PLC控制系統(tǒng)代替相對(duì)復(fù)雜的繼電器，大大降低了故障率，減少了維修的不便，提高了運(yùn)行可靠性和響應(yīng)速度。此外，PLC控制系統(tǒng)可以通過編程對(duì)外部檢測和操作點(diǎn)實(shí)現(xiàn)控制，從而控制電機(jī)的正常運(yùn)行。在懸臂回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)中采用了交流變頻調(diào)速，運(yùn)用變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)不僅可以實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速和軟啟動(dòng)，而且減少了啟動(dòng)電流，大大改善了電機(jī)性能。

4 堆取料機(jī)運(yùn)行監(jiān)護(hù)要點(diǎn)

隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，堆取料機(jī)的設(shè)備監(jiān)護(hù)技術(shù)也得到了進(jìn)一步發(fā)展，更加智能化、人性化，在控制系統(tǒng)中采用HMI人機(jī)界面監(jiān)控和全方位的視頻監(jiān)控技術(shù)，對(duì)設(shè)備的良好運(yùn)行和監(jiān)護(hù)起到了重要的作用。在設(shè)備運(yùn)行監(jiān)護(hù)過程中，有以下幾個(gè)要點(diǎn)：

4.1 保證監(jiān)護(hù)設(shè)備的正常運(yùn)行

HMI人機(jī)界面監(jiān)控不僅可以將堆取料機(jī)的運(yùn)行狀況和具體參數(shù)實(shí)時(shí)顯示在監(jiān)控界面上，還可以通過仿真按鈕對(duì)各種工作信號(hào)進(jìn)行仿真控制，將圖形和報(bào)警信息顯示出來。為了更好地觀察設(shè)備現(xiàn)場作業(yè)情況，監(jiān)護(hù)人員可以通過安裝的視頻監(jiān)控系統(tǒng)將堆取料情況盡收眼底，并根據(jù)出現(xiàn)的問題及時(shí)采取措施，提高作業(yè)效率。故保證監(jiān)護(hù)設(shè)備的正常運(yùn)行，對(duì)于提高整個(gè)堆取料系統(tǒng)的效率、預(yù)防故障的發(fā)生有著重要的意義。

4.2 堆取料機(jī)采用整機(jī)保護(hù)

堆料機(jī)和取料機(jī)采用安全工作夾角保護(hù)：當(dāng)堆料臂或取料臂回轉(zhuǎn)時(shí)，夾角達(dá)到30°，感應(yīng)式夾角限位開關(guān)動(dòng)作，堆料臂或取料臂停止回轉(zhuǎn)，此時(shí)堆取料機(jī)操作不受影響；若感應(yīng)式夾角限位開關(guān)不動(dòng)作，堆料臂或取料臂繼續(xù)回轉(zhuǎn)，機(jī)械式夾角限位開關(guān)動(dòng)作，堆取料機(jī)電氣室總電源將跳閘。此外，設(shè)有堆取料機(jī)各部分急停按鈕，遇有緊急情況時(shí)按動(dòng)急停按鈕，堆取料機(jī)整機(jī)停止運(yùn)行，總開關(guān)跳閘。

4.3 堆取料機(jī)常見故障及處理方法

在懸臂式皮帶系統(tǒng)中，會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)皮帶減速機(jī)輸入、輸出的鍵和鍵槽損壞的情況，經(jīng)過多次故障搶修，我們發(fā)現(xiàn)是因?yàn)闇p速機(jī)和電機(jī)地腳采用搖臂支撐形式，由于作業(yè)需要，大臂經(jīng)常變換高度，使得減速機(jī)和電機(jī)地腳持續(xù)受到不同方向的拉力，日積月累導(dǎo)致故障的發(fā)生。處理方法：對(duì)搖臂支撐加強(qiáng)維護(hù)，增加檢修次數(shù)，并在減速機(jī)的非傳動(dòng)端加入墊圈，以降低振動(dòng)幅度。此外，懸臂皮帶易跑偏，磨損嚴(yán)重，使用壽命大大縮短。造成此故障的原因有：懸臂皮帶要完成其作業(yè)，需要不斷地正反轉(zhuǎn)運(yùn)行，皮帶清掃器無法正常發(fā)揮作用，使得煤料隨著皮帶卷入輪中，造成皮帶磨損、跑偏的現(xiàn)象。面對(duì)此類故障，我們采用的處理方法為：嚴(yán)格控制取料量，防止煤料過滿和欠缺，減少煤料隨皮帶進(jìn)入齒輪現(xiàn)象的發(fā)生，同時(shí)，選取優(yōu)質(zhì)、耐用的皮帶，從而保證皮帶的使用壽命。

在堆取料機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，常見的電氣故障有：控制回路故障、電纜故障、電機(jī)故障以及電氣元件故障等。僅僅通過監(jiān)控設(shè)備查找故障的原因是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有深入了解設(shè)備操作現(xiàn)場具體情況、掌握相應(yīng)電氣控制知識(shí)，并根據(jù)實(shí)際情況隨機(jī)應(yīng)變，才能快速處理故障問題。例如，堆取料機(jī)上面的卷盤電纜經(jīng)常損壞，造成故障停機(jī)，當(dāng)操作人員手動(dòng)停機(jī)時(shí)，由于操作時(shí)間差極易造成物料堵塞的故障，甚至導(dǎo)致人員傷亡和重大財(cái)產(chǎn)損失。為解決這一問題，可以采用堆取料機(jī)無線控制器代替控制電纜進(jìn)行控制。堆取料機(jī)無線控制器具有無線雙向控制功能，配置簡單，使用方便，既可解決堆取料機(jī)電纜損壞影響生產(chǎn)的問題，而且維護(hù)方便，節(jié)省了人力和物力。

監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)并在故障發(fā)生后及時(shí)加以處理，大大提高了圓形煤場堆取料機(jī)的工作效率和運(yùn)行性能，實(shí)現(xiàn)了高效、人性化的控制。

5 結(jié)語

堆取料機(jī)電氣控制系統(tǒng)集成了控制和監(jiān)護(hù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了堆取料工藝過程的自動(dòng)化控制，不僅使得操作更加簡便，運(yùn)行更加可靠，也提高了工業(yè)生產(chǎn)的效率，為企業(yè)帶來了更多的利益。相信隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，新技術(shù)的產(chǎn)生與應(yīng)用，堆取料機(jī)的電氣控制系統(tǒng)會(huì)更加成熟和完善。

［1］尹申，李紹楠.淺談堆取料機(jī)電氣控制系統(tǒng)新技術(shù)［J］.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2014（2）

［2］薛龍，周臣.煤場堆取料機(jī)維護(hù)、檢修與改造實(shí)踐［J］.中國高新技術(shù)企業(yè)，2011（6）