李文祥

（神華烏海能源西來峰煤化公司焦化廠 內(nèi)蒙古烏海）

設(shè)備狀態(tài)管理系統(tǒng)是實現(xiàn)設(shè)備保護(hù)、提前預(yù)警、故障診斷的智能化系統(tǒng)。系統(tǒng)采用PLC，具有高可靠性、靈活性和強(qiáng)大的I/O容量。系統(tǒng)可組成不同規(guī)模、不同功能的自動化監(jiān)控系統(tǒng)，既可監(jiān)控單臺設(shè)備，又可實現(xiàn)對多臺設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)控并對相關(guān)的大型設(shè)備實施在線遠(yuǎn)程故障診斷。該系統(tǒng)集監(jiān)視、控制于一體，具有自動化程度高、安全性高、實用性強(qiáng)、運(yùn)行可靠等優(yōu)點。神華烏海能源西來峰煤化工公司焦化廠引進(jìn)的皮帶機(jī)狀態(tài)管理系統(tǒng)，有效的預(yù)防了設(shè)備故障和生產(chǎn)事故的發(fā)生，達(dá)到了降低工人勞動強(qiáng)度，降低設(shè)備的故障損壞頻率，提高勞動生產(chǎn)率的目的。

1.皮帶機(jī)狀態(tài)管理系統(tǒng)介紹

皮帶機(jī)狀態(tài)管理系統(tǒng)主要功能是對皮帶機(jī)在生產(chǎn)過程中的設(shè)備故障進(jìn)行預(yù)警和控制皮帶機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，由皮帶機(jī)綜合保護(hù)模塊和皮帶機(jī)在線監(jiān)測模塊組成。其中綜合保護(hù)模塊的主要功能是對皮帶機(jī)運(yùn)行中發(fā)生的故障進(jìn)行預(yù)警、停機(jī)保護(hù)；在線監(jiān)測模塊的主要功能是對設(shè)備在運(yùn)行中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)故障進(jìn)行預(yù)警并進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷分析。

皮帶機(jī)狀態(tài)管理系統(tǒng)由控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和傳感器組成。其中控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)的監(jiān)測與控制，上位機(jī)系統(tǒng)通過人機(jī)界面監(jiān)控現(xiàn)場設(shè)備生產(chǎn)狀況以及設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，操作員通過人機(jī)界面獲取現(xiàn)場生產(chǎn)狀況和設(shè)備的信息，通過監(jiān)控系統(tǒng)的預(yù)警和停機(jī)功能對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)控。通信系統(tǒng)采用工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，傳輸介質(zhì)為光纖，負(fù)責(zé)控制系統(tǒng)上位機(jī)與現(xiàn)場設(shè)備間的通信，將現(xiàn)場設(shè)備采集到的信息以及程序內(nèi)部的信息傳送到地面上位機(jī)管理系統(tǒng)，同時也可將上位機(jī)系統(tǒng)發(fā)出的控制指令傳送到控制器。傳感器通過對生產(chǎn)現(xiàn)場的（包括打滑、堵料、縱撕、振動、溫度等）信息進(jìn)行采集，并通過通信系統(tǒng)將信號傳輸?shù)娇刂浦行倪M(jìn)行分析處理。

皮帶機(jī)狀態(tài)管理系統(tǒng)可對設(shè)備運(yùn)行狀況和設(shè)備故障信息進(jìn)行實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)保存，可實現(xiàn)歷史回顯、歷史趨勢分析、歷史報表等綜合分析,對設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行跟蹤，實現(xiàn)了對設(shè)備的狀態(tài)管理。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成如圖1所示。

圖1 皮帶機(jī)狀態(tài)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

2.皮帶機(jī)狀態(tài)管理系統(tǒng)功能

通過對皮帶機(jī)在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的堵料、跑偏、打滑等現(xiàn)象，關(guān)鍵設(shè)備的振動情況進(jìn)行在線預(yù)警控制，提高關(guān)鍵設(shè)備的管理水平和運(yùn)行效率、減少人員的勞動強(qiáng)度進(jìn)而提高生產(chǎn)效率。

（1）速度（打滑）監(jiān)測

安裝在皮帶機(jī)尾輪的檢測裝置通過檢測尾輪產(chǎn)生的脈沖，計算出尾輪轉(zhuǎn)速，并通過MPV演算后輸出接點信號。當(dāng)皮帶機(jī)尾輪速度降低至正常轉(zhuǎn)速的70%時，檢測裝置發(fā)出停機(jī)信號，進(jìn)行停機(jī)處理。檢測過程不受皮帶機(jī)運(yùn)行的影響，檢測信號輸出穩(wěn)定，可以有效地檢測出由于皮帶、滾筒粗糙度降低，尾輪軸承損壞、皮帶運(yùn)量過載等引起的設(shè)備打滑現(xiàn)象。

（2）堵料監(jiān)測

監(jiān)測裝置由小型電機(jī)驅(qū)動葉片，在未接觸到物料時旋轉(zhuǎn)，當(dāng)葉片碰到物料時受阻停轉(zhuǎn)，電機(jī)的微動開關(guān)發(fā)出關(guān)機(jī)信號，同時電機(jī)電源被切斷，葉片停轉(zhuǎn)。一旦物料下降到離開葉片的位置，電機(jī)電源重新接通，葉片再次開始旋轉(zhuǎn)。當(dāng)葉片持續(xù)受阻停轉(zhuǎn)2s后，系統(tǒng)發(fā)出報警信號，當(dāng)葉片持續(xù)受阻停轉(zhuǎn)4s時，系統(tǒng)發(fā)出停機(jī)信號。這樣可以有效的減少堵料時料斗里的積料，減少操作人員的處理時間，降低工人的勞動強(qiáng)度，減少停機(jī)時間，提高勞動生產(chǎn)率。檢測裝置的力扭可根據(jù)被檢測物料調(diào)整扭力的大小、采用鋁合金與不銹鋼鑄造，強(qiáng)度高、耐腐蝕。

（3）跑偏檢測

兩極跑偏開關(guān)安裝在輸送帶兩側(cè)，當(dāng)輸送帶跑偏時，輸送帶觸碰開關(guān)立輥并使立輥偏轉(zhuǎn)，實現(xiàn)報警和停機(jī)。安裝位置為下皮帶張緊輪上方的轉(zhuǎn)向輪處，當(dāng)發(fā)生異常時，可以預(yù)防皮帶磨損、撕毀造成的故障擴(kuò)大。還能通過跑偏的報警情況分析皮帶跑偏的原因（張緊輥粗糙度、平行度、落料情況等），快速處理設(shè)備故障，提高設(shè)備的運(yùn)行效率。

（4）緩沖床

聚乙烯材料的塊式緩沖（減震）器連接托板與機(jī)架橫梁，由螺旋彈簧、軸組成的支撐架連接，彈簧預(yù)緊力可調(diào)，當(dāng)機(jī)組上方膠帶在接受大塊物料時，物料對膠帶產(chǎn)生的沖擊主要由螺旋彈簧緩沖，緩沖塊起輔助緩沖作用。

（5）自動糾偏

輸送帶兩側(cè)擋輥軸線與托輥軸線垂直，其接受膠帶跑偏的推力完全用于糾偏。擋輥支架通過連桿與托輥支架連接,擋輥隨著跑偏皮帶的推移而帶動托輥垂直旋轉(zhuǎn)，等角度地糾偏，調(diào)偏靈敏、迅速。機(jī)組回轉(zhuǎn)中心處及機(jī)架處做密封處理，有防水、防塵功能，便于用水沖洗。

（6）斷帶抓捕器

斷帶抓捕器沿帶式輸送機(jī)多處安裝，當(dāng)皮帶正常運(yùn)行時，中部的單向輪隨皮帶轉(zhuǎn)動，左右兩模型閘塊處于皮帶下方且與皮帶不接觸，上閘塊調(diào)整到皮帶兩側(cè)，且與皮帶縱向平行。當(dāng)發(fā)生斷帶時，觸動裝置使上閘塊快速轉(zhuǎn)動到皮帶上方，同時帶動楔形槽運(yùn)動，發(fā)出斷帶停機(jī)信號并將下滑的皮帶夾持制動在上閘塊與楔形閘塊之間阻止斷帶下滑，保護(hù)設(shè)備的同時減少了斷帶的修復(fù)時間。

（7）縱向撕裂監(jiān)測

撕裂開關(guān)成對安裝在皮帶兩側(cè)，由兩段鋼絲繩連接（鋼絲繩有聚乙烯外套護(hù)層），繩的一端固定在支撐托架上，另一端與撕裂開關(guān)上的彈簧球連接。兩段鋼絲繩在皮帶下面形成和皮帶槽型一致的閉合回路。當(dāng)有物體刺穿或撕裂的皮帶懸吊下來掃落一條或兩條鋼繩時，彈簧球被拉出底座，聯(lián)動開關(guān)發(fā)出報警信號。事故處理完畢后，將彈簧球復(fù)位裝入底座，撕裂開關(guān)消除警報信號。

（8）振動監(jiān)測

振動傳感器測量電機(jī)、齒輪箱軸承的振動值，將測量值送入采集模塊，利用專業(yè)振動分析軟件，實現(xiàn)對電機(jī)軸承振動信號實時采集、分析、報警、記錄功能，并對一些復(fù)雜的振動信號進(jìn)行遠(yuǎn)程分析診斷。

3.皮帶機(jī)狀態(tài)管理系統(tǒng)應(yīng)用效果

皮帶機(jī)狀態(tài)管理系統(tǒng)運(yùn)行后，對設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)的堵料、打滑、縱撕等故障進(jìn)行了成功的預(yù)警和停機(jī)，運(yùn)用狀態(tài)監(jiān)控、故障診斷判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而實施狀態(tài)維修，實現(xiàn)了設(shè)備維修科學(xué)化、數(shù)字化的狀態(tài)管理模式，提高了設(shè)備的使用率。