陶儉

摘要：隨著焦化煤場封閉筒倉改造項目的實施，根據(jù)新增大量輸送煤皮帶控制需求，在原有皮帶控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上，通過新增軟硬件部分的設(shè)計，實現(xiàn)皮帶系統(tǒng)的集中控制，提高皮帶機輸送效率，為環(huán)保控制提供有效支撐，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：皮帶輸送機、連鎖、序列控制

皮帶輸送機廣泛應(yīng)用于港口、煤化工、冶金等工業(yè)領(lǐng)域，輸送效率高，有效降低物料運輸中的粉塵對環(huán)境產(chǎn)生的影響。在煤化工企業(yè)，從入廠煤到大型存儲儲罐、配合煤儲罐、焦爐裝入煤塔儲罐等，其間分布距離較遠，運輸線路長，運輸節(jié)點多，運輸量較大，這就用到了大量的皮帶輸送機。如何做好這些皮帶輸送機的操作、管理、故障處理等方面的工作就變得非常重要。

對于皮帶輸送機控制系統(tǒng)，主要需要解決兩個問題，一是單條皮帶輸送機本身故障信號對其自身的連鎖保護，二是錯綜復雜的上下級皮帶間的連鎖控制保護。

1  皮帶控制設(shè)計要求

目前整個皮帶輸送系統(tǒng)包括46條皮帶輸送機，且多數(shù)皮帶輸送機都是并列的兩條皮帶互為備用，當一條皮帶故障或檢修時，可通過切換三通翻板切換料線，避免由于設(shè)備原因影響生產(chǎn)的正常運行。

1.每條皮帶輸送機的保護系統(tǒng)主要包括：打滑、跑偏、撕裂、堵料、電機過載以及事故急停等故障信號，當任意一信號出現(xiàn)故障時，必須能夠可靠有效的根據(jù)工藝實際情況快速的做出反應(yīng)。當任意一故障信號報警時，不允許皮帶啟動。

2.啟動順序為：末端皮帶首先啟動；運行設(shè)定時間(10s)后，下一級皮帶啟動；以此類推，直至所選料線所有皮帶啟動。

3.停機順序為：首端皮帶首先停止；延時停上一級皮帶（根據(jù)下級皮帶長短，設(shè)定上級皮帶延時停止時間，確保下級皮帶上無余料），以此類推，直至所在料線所有皮帶所有皮帶停止。

4.故障狀態(tài)停機：發(fā)生故障的皮帶接收到故障信號時，該皮帶直接停機，同時其下級皮帶直接停機，其上級皮帶根據(jù)需要由崗位操作停機。

2  控制系統(tǒng)構(gòu)成及功能實現(xiàn)

控制系統(tǒng)硬件由西門子S7系列CPU 414-2 DP主站，通過Profibus-DP與ET200M遠程站通訊連接構(gòu)成。下位變成軟件選擇用step7 5.5，上位人機界面選用IFIX5.5。

1.皮帶輸送機啟/停控制功能的實現(xiàn)

根據(jù)皮帶輸送機控制系統(tǒng)設(shè)計要求，輸入信號包括：急停、撕裂、堵料、打滑、跑偏、過載、手自動轉(zhuǎn)換等。根據(jù)實際使用情況編寫皮帶輸送機控制主要控制功能塊程序(FB1)如下圖一：

                                        圖1

每條皮帶輸送機對應(yīng)一個背景數(shù)據(jù)塊，同時背景數(shù)據(jù)塊編號也作為皮帶輸送機的唯一編號標識，主要數(shù)據(jù)表：

    2.上下級皮帶間連鎖功能實現(xiàn)

由于皮帶輸送料線組合較多，每次選擇啟動的料線不同，上下級皮帶間的關(guān)系可能就會有變化，根據(jù)設(shè)計要求，制作出所有皮帶料線組合列表，見圖2。然后通過編程實現(xiàn)料線選擇的判斷、所選料線對應(yīng)皮帶的上下級關(guān)系、啟停序列的選擇等。

主要實現(xiàn)方式為：上位操作選擇需要啟動料線后，后臺VBA腳本判斷所啟動料線包括的所有皮帶及其啟動順序，并將其轉(zhuǎn)換成皮帶機所對應(yīng)的唯一編號，然后按照設(shè)計的順序?qū)懭隤LC的啟動序列DB塊（DB101）中，見圖3。

            圖2

                    圖3

通過PLC編程，當點擊啟動料線按鈕后，將皮帶上下級連鎖關(guān)系寫入相應(yīng)DB塊（DB102）中，如圖4。然后通過DB塊（DB102）中皮帶編號對應(yīng)的上下級關(guān)系，判斷上下級間的連鎖條件，如圖5。在組織塊OB1中周期循環(huán)執(zhí)行，當最大的皮帶編號開始，當其無對應(yīng)的上級皮帶時，則將該皮帶對應(yīng)的DB背景數(shù)據(jù)塊的上級皮帶運行信號DB*.BDX0.3置1；當其有對應(yīng)的上級皮帶時，則打開上級皮帶對應(yīng)的背景數(shù)據(jù)塊，將上級皮帶的運行狀態(tài)DBX0.0賦值給該皮帶背景數(shù)據(jù)塊中的上級皮帶運行信號DB*.BDX0.3；如此從大到小順序，循環(huán)執(zhí)行，從而建立上下級皮帶間的連鎖關(guān)系。

圖4


 

圖5

3  皮帶輸送機連鎖故障的判斷及處理

當出現(xiàn)皮帶的連鎖停機故障時，可通過查看上位操作界面的皮帶機狀態(tài)顯示或報警故障記錄來快速判斷故障出現(xiàn)的時間和故障點位。

當出現(xiàn)皮帶無法啟動故障時，則分兩種情況考慮，如果皮帶單動無法啟動，則首先需要排查皮帶的本身所有的連鎖條件是否滿足，是否有故障報警信號，其次是皮帶啟動信號是否正常輸出，最后需要檢查硬件狀態(tài)是否正常。如果皮帶聯(lián)動無法啟動，除需要檢查上述部位外，還需要檢查上下級皮帶連鎖條件是否滿足，上級皮帶運行信號是否正常。

4  結(jié)束語

PLC控制系統(tǒng)具有系統(tǒng)構(gòu)成靈活、可靠性高、維護方便、編程簡單等特點。通過PLC控制系統(tǒng)編程實現(xiàn)皮帶輸送系統(tǒng)的集中連鎖控制，大大提高了皮帶輸送系統(tǒng)的可靠性，便捷了生產(chǎn)崗位人員的操作，降低皮帶運行的故障率，為入廠煤和配合煤皮帶輸送系統(tǒng)高效安全的生產(chǎn)和環(huán)境保護奠定了基礎(chǔ)。