1、引言
帶式輸送機(jī)是連續(xù)搬運(yùn)各種物料的裝置，有帶式輸送機(jī)、鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)、
螺旋輸送機(jī)、流體輸送機(jī)等，其中帶式輸送機(jī)輸送能力大，功耗小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)物料適應(yīng)性強(qiáng)，得到了廣泛的應(yīng)用，帶式輸送機(jī)按驅(qū)動(dòng)方式分有單滾筒傳動(dòng)、多滾筒傳動(dòng)、線磨擦帶式輸送機(jī)和磁性帶式輸送機(jī)。單滾筒傳動(dòng)應(yīng)用最多，電機(jī)一般為封閉式籠型電機(jī)。帶式輸送機(jī)一般采用PLC控制系統(tǒng)，它已經(jīng)成為電氣自動(dòng)控制領(lǐng)域的新的工業(yè)控制裝置。PLC是可編程序邏輯控制器英文全稱的縮寫名稱，它具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制、模擬量輸入輸出、過程控制、位置控制等功能，用PLC控制帶式輸送機(jī)可靠性高，可編程、操作和擴(kuò)展，占用空間小，方便維修和改造。
帶式輸送機(jī)在煉鐵、燒結(jié)、貯料等企業(yè)的物料傳輸系統(tǒng)為多臺(tái)輸送機(jī)組成輸送線，以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)路徑，多次轉(zhuǎn)運(yùn)，復(fù)雜現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的需要�？身樞蚱鹜�，運(yùn)行前方的輸送機(jī)要先起動(dòng)后停車，防止堆料。設(shè)備、人員和其他物體接近帶式輸送機(jī)時(shí)，需保證設(shè)備和人員安全和環(huán)境安全。因此，送機(jī)保護(hù)裝置有輸送帶打滑，斷裂檢測(cè)裝置，輸送帶跑偏開關(guān)，連接兩臺(tái)輸送機(jī)滑道上的流槽阻塞開關(guān)，張緊裝置和緊急停車制動(dòng)器等。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常的I作狀況時(shí)，快速可靠實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能的緊急關(guān)停裝置的作用就更加重要，在電氣設(shè)計(jì)中應(yīng)給予充分考慮，以免造成嚴(yán)重后果。
2、工藝流程和設(shè)計(jì)過程
本次圖紙是為國(guó)外某鐵礦廠燒結(jié)機(jī)工程熔劑燃燒破碎室進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)。該破碎室有帶式輸送機(jī)六條，四光輥破碎機(jī)、雙光輥破碎機(jī)、反擊錘式破碎機(jī)各一臺(tái)，漏礦車、振動(dòng)給料機(jī)，單梁起重機(jī)和電動(dòng)葫蘆等輔助設(shè)備。在19.00 m平面有1#和2#帶式輸送機(jī)，1#帶式輸送機(jī)物料來自S197轉(zhuǎn)運(yùn)站，2#帶式輸送機(jī)物料來自熔劑篩分室兩條輸送帶將物料卸放到3#帶式輸送機(jī)，3#帶式輸送機(jī)往復(fù)行走，電機(jī)需正反轉(zhuǎn)控制，把物料卸到左右2．和3-兩個(gè)礦槽內(nèi)，2#礦槽通過振動(dòng)給料機(jī)把物料卸裝4#帶式輸送機(jī)，由4帶式輸送機(jī)送到反擊錘式破碎機(jī)，破碎后將物料下裝至另一條輸送帶，送至熔劑篩分室。
1-帶式輸送機(jī)還使用漏礦車將物料卸放到1一礦槽內(nèi)，通過振動(dòng)給料機(jī)把物料卸裝到5#輸送帶，由5*輸送帶傳到雙光輥破碎機(jī)，由6#帶式輸送機(jī)將物料傳到四光輥破碎機(jī)。四光輥破碎機(jī)破碎后，將物料下裝卸至另一條輸送帶。
所有輸送帶控制均由機(jī)旁手動(dòng)控制和配料變電所的PLC的遠(yuǎn)程自動(dòng)控制兩種方式。動(dòng)力電纜和控制電纜從配料變電所通過電纜溝敷設(shè)至破碎室，采用四層電纜橋架，有兩層橋架進(jìn)入破碎室，有兩層沿外墻至16 m平面和19 m平面，為兩平面的輸送機(jī)電機(jī)配電及控制。在破碎室內(nèi)，橋架為托盤懸吊式敷設(shè)，沿樓板開孔進(jìn)入4m平面，然后穿管直埋敷設(shè)。其他平面也采用同樣配管方式。物料流向如圖1。
按以上要求，本系統(tǒng)需達(dá)到遠(yuǎn)程自動(dòng)、機(jī)旁手動(dòng)兩種工作方式，監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行情況及故障情況，報(bào)警并具有過壓、欠壓、過熱等保護(hù)，直至停車。手動(dòng)方式時(shí)在機(jī)旁操作箱，自動(dòng)方式時(shí)由配料變電所PLC控制。
3 、PLC控制原理
該破碎室能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)物料的多渠道的消化處理，各種傳輸方式之間都有電氣聯(lián)鎖。電氣聯(lián)鎖就是當(dāng)某一帶式輸送機(jī)發(fā)生故障或停機(jī)時(shí)，能自動(dòng)地把向它供料的所有帶式輸送機(jī)停下來，在任一帶式輸送機(jī)啟動(dòng)之前，使所有在它后面的帶式輸送機(jī)投入運(yùn)行，帶式輸送機(jī)的機(jī)電保護(hù)有跑偏、拉繩，打滑、過熱等，在帶式輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，輸送帶的縱向中心線偏離輸送帶理論中心線的現(xiàn)象稱輸送帶跑偏，跑偏傳感器，其常態(tài)為斷開狀態(tài)，動(dòng)作時(shí)閉合。一級(jí)跑偏指不太嚴(yán)重的偏離，如輸送帶與機(jī)架托輥支架等磨擦，可造成邊膠磨損。二級(jí)跑偏指能造成輸送帶翻邊、縱向撕裂或覆蓋膠層局部剝離、劃傷，使物料外撒。還有急停開關(guān)：它是通過拉線來使設(shè)備立即停止的一種保護(hù)裝置，一般設(shè)有三組。事故停車是指帶式輸送機(jī)輸送帶二級(jí)跑偏、電機(jī)過熱、有人接觸到正在傳輸?shù)妮斔蛶蓚?cè)、下料后料倉口封堵使帶式輸送機(jī)堵轉(zhuǎn)等，這幾種事故狀態(tài)必須立即停車。但對(duì)于帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)輪打滑、一級(jí)跑偏等不太嚴(yán)重的事故可只發(fā)出報(bào)警。對(duì)于較長(zhǎng)的帶式運(yùn)輸機(jī)可以安裝三組拉繩，二組二級(jí)跑偏傳感器，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)輸機(jī)的保護(hù)。
圖2是3#帶式輸送機(jī)需正反轉(zhuǎn)控制的機(jī)旁手動(dòng)和遠(yuǎn)程PLC控制的電氣原理圖。1#、2#、4#、5#、6#都是單向輸送，3-為雙向往復(fù)運(yùn)行。
圖3是四光輥破碎機(jī)的控制原理圖。
四光輥破碎機(jī)上輥有兩個(gè)高速車削，一個(gè)低速車削，下輥有—個(gè)高速和一個(gè)低速車削，并需要上下輥都可點(diǎn)動(dòng)反向運(yùn)轉(zhuǎn)，以上操作由PLC控制。
4、PLC控制回路設(shè)計(jì)
4.1PLC控制系統(tǒng)輸入回路設(shè)計(jì)
采用DC24V電源，由配料變電所增加一臺(tái)PLC柜，由5個(gè)輸入模塊和2個(gè)輸出模塊組成。
4.2 PLC控制系統(tǒng)輸出回路設(shè)計(jì)
采用繼電器做為輸出回路，它的優(yōu)點(diǎn)是不同公共點(diǎn)之間可帶不同的交、直流負(fù)載，且電壓也可不同，帶負(fù)載電流可達(dá)2 Al點(diǎn)。
4.3 PLC選型
采用32點(diǎn)輸入輸出模塊，信號(hào)輸入控制箱內(nèi)，通過PLC進(jìn)行分析判斷，發(fā)出控制指令，PLC輸出電路中沒有保護(hù)，因此在外部電路中串聯(lián)使用熔斷器等進(jìn)行保護(hù)裝置，防止PLC輸出電路驅(qū)動(dòng)的負(fù)載短路造成PLC輸出電路的損壞。傳輸線采用屏蔽雙絞線，KVVRP型，每個(gè)條線單獨(dú)走電纜管，以防止信號(hào)互相干擾。根據(jù)1/0點(diǎn)數(shù)夠用和易于編程的原則，選用西門子自動(dòng)化公司的6ES7 321-1BLOI-OAAO型輸入模塊和6ES7 322-1BLOO-OAAO輸出模塊，直流24 V。
為了防止雷擊或感應(yīng)雷電形成的沖擊壓造成過電壓損壞PLC，在PLC輸入端采取抑制過電壓措施，加裝浪涌保護(hù)器SPD。
自動(dòng)控制系統(tǒng)采用profitbus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)，PLC作為主控單元，全數(shù)字矢量型變頻調(diào)速裝置控制方式交流電動(dòng)機(jī)作為主傳動(dòng)裝置來構(gòu)成電氣控制系統(tǒng)，以西門子S7-300PLC為系統(tǒng)主站，它通過Profitbus-DP網(wǎng)絡(luò)與從站交換信息，將控制數(shù)據(jù)和給定值傳送到各從站上，讀取從站狀態(tài)信息和實(shí)際值，實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)復(fù)雜的過程及邏輯控制。
分布式I／O，西門子矢量控制變頻器接收來自主站的各種指令，同時(shí)實(shí)時(shí)返回電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信息，根據(jù)PLC指令實(shí)現(xiàn)對(duì)與其相連的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行運(yùn)行控制，并可實(shí)現(xiàn)設(shè)備軟起動(dòng)，軟停車，準(zhǔn)確定位。
本系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)接口為RS485協(xié)議接口，通訊方式采用收發(fā)輪流進(jìn)行的半雙工作方式，其發(fā)送器和接收器均以分布方式工作，每個(gè)信號(hào)用兩根心導(dǎo)線傳輸，無需公用信號(hào)，信號(hào)電平由兩根細(xì)線的差值表示，線間及外界干擾大大削弱，具有高的抗干擾能力，保證了網(wǎng)絡(luò)傳輸可靠。
5、回路操作
合上“操作電源”，正常運(yùn)行前的“預(yù)示信號(hào)”是給輸送帶沿線的警示，運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)的功能是在事故或故障狀態(tài)下（包括設(shè)備事故和控制系統(tǒng)本身發(fā)生故障時(shí)），使生產(chǎn)能夠安全有序的關(guān)停并處于安全狀態(tài)下，因而控制系統(tǒng)本身設(shè)計(jì)必須遵循故障安全的原則，整個(gè)系統(tǒng)的硬件和軟件的可靠性要求都很高。
以3-帶式輸送機(jī)為例，參照?qǐng)D2，先自檢回路，合上電源開關(guān)3Q1，控制回路通上電源，在16.00 m平面現(xiàn)場(chǎng)側(cè)操作箱3AOC上，一組拉繩開關(guān)3SEla、3SE2a，二組拉繩開關(guān)3SElb和二級(jí)跑偏開關(guān)3SDlb均為常閉狀態(tài)，控制回路準(zhǔn)備好。
6、選擇自動(dòng)／手動(dòng)
6.1選手動(dòng)：預(yù)示啟動(dòng)，合上斷路器3Q，則中間繼電器KJ3動(dòng)作，19-21、27-29觸點(diǎn)合上，正反轉(zhuǎn)都準(zhǔn)備好，反轉(zhuǎn)回路跳開。再合上按鈕開關(guān)動(dòng)合觸點(diǎn)3SSB，緩慢吸合繼電器3KR吸合，預(yù)示音響3HRI動(dòng)作響鈴(1*、2#輸送帶長(zhǎng)60 m和80 m，各安裝3組響鈴)，此時(shí)3-輸送機(jī)準(zhǔn)備啟動(dòng)。
(1)合上按鈕開關(guān)動(dòng)合觸點(diǎn)3SFI，則電機(jī)正轉(zhuǎn)，指示燈3HG1綠燈指示。
(2)打開按鈕開關(guān)動(dòng)斷觸點(diǎn)3SS，則電機(jī)停止。
6.2自動(dòng)狀態(tài)：PLC操作，先合按鈕開關(guān)動(dòng)合觸點(diǎn)K03，則預(yù)示音響HR動(dòng)作響鈴，3#輸送機(jī)電機(jī)準(zhǔn)備啟動(dòng)。合上按鈕開關(guān)動(dòng)合觸點(diǎn)K01，則電機(jī)啟動(dòng)，指示燈HGI綠燈指示。如緊急情況需要停車，一組拉繩開關(guān)3SEla、二組拉繩開關(guān)3SElb、二級(jí)跑偏開關(guān)3SDlb和過負(fù)荷開關(guān)3FH任一觸點(diǎn)打開，則系統(tǒng)應(yīng)無條件停車。
7、動(dòng)力電源
以上帶式輸送機(jī)的電源引自配料庫變電所電氣室的動(dòng)力配電柜，由一臺(tái)S9-1250/6.6/0.4變壓器供電，母線采用TMY-3 (2X100X6)．共4臺(tái)低壓配電柜，2臺(tái)動(dòng)力配電箱和3臺(tái)照明配電箱。帶式輸送機(jī)、破碎機(jī)、給料機(jī)等配電和控制由配料變電所操作，檢修電源、吊車、電動(dòng)葫蘆和照明電源等，由破碎室內(nèi)的動(dòng)力配電箱配電，考慮19.0 m平面電動(dòng)葫蘆的移動(dòng)軌跡上有吊裝孔應(yīng)避開，故選安全滑觸線，其他為角鋼滑觸線。
8、控制電源
共設(shè)12個(gè)控制箱為破碎室設(shè)備提供控制。6臺(tái)帶式運(yùn)輸機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)平面各設(shè)一臺(tái)制作箱，信號(hào)“準(zhǔn)備好”、“手動(dòng)”、“自動(dòng)”、“正轉(zhuǎn)運(yùn)行”、“反轉(zhuǎn)運(yùn)行”、“過負(fù)荷”、“一組拉繩”、“二組拉繩”、“一級(jí)跑偏”、“二級(jí)跑偏”、“打滑”等信號(hào)均通過中間繼電器進(jìn)入配料變電所的PLC柜，由PLC控制的輸出信號(hào)有“正轉(zhuǎn)運(yùn)行”“反轉(zhuǎn)運(yùn)行”和機(jī)旁控制箱中“電鈴”，這樣就可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的控制。
9、國(guó)外工程設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題
在給國(guó)外產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該重點(diǎn)考慮設(shè)計(jì)質(zhì)量。由召開的技術(shù)會(huì)議決定設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)構(gòu)想，在滿足外方要求的同時(shí)，盡可能壓縮投資成本。以外方提供的氣候地質(zhì)資料為基礎(chǔ)，按設(shè)計(jì)要求依照設(shè)計(jì)規(guī)程手冊(cè)，通過精確計(jì)算來確定第一步資料，例如對(duì)于高海撥濕熱地區(qū)，要考慮到設(shè)備在特殊場(chǎng)合的運(yùn)行情況。圖紙?jiān)O(shè)計(jì)過程中，要不斷與外方溝通，資料變動(dòng)時(shí)雙方要及時(shí)了解，設(shè)計(jì)變更要立即執(zhí)行，因?yàn)橐话愣际锹吠具b遠(yuǎn)，來往不便。有許多設(shè)計(jì)思路要通融，設(shè)計(jì)指導(dǎo)，施工服務(wù)很難，因此可將重大錯(cuò)誤消滅在設(shè)計(jì)階段。
設(shè)計(jì)所使用的符號(hào)應(yīng)是當(dāng)時(shí)國(guó)際上通用的，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)也必須采用國(guó)際通用的標(biāo)準(zhǔn)，英文翻譯和國(guó)際通用解釋要相同，設(shè)備名稱、控制方式、操作方式等所包含的固有名詞的翻譯要準(zhǔn)確，說明文字用英文的解釋要清晰明了，各專業(yè)、各工藝流程的銜接要緊密，不能出現(xiàn)遺漏�？刂圃韴D、供電系統(tǒng)圖、相同設(shè)備的面板布置要樣式一致，電氣符號(hào)、設(shè)備代號(hào)和表示都要統(tǒng)一，圖框、圖名、圖幅和修改版次等等的使用要符合外方要求，配管時(shí)標(biāo)注的相對(duì)尺寸也要統(tǒng)一，中英文對(duì)照，字體大小、字型，在圖中的位置標(biāo)注一致，選用的設(shè)備、電氣元器件和電纜型號(hào)也要一致。
對(duì)于外方的過于繁瑣的細(xì)枝末節(jié)的要求，要按現(xiàn)行國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行解釋，以達(dá)到雙方的諒解。
10、結(jié)論
PLC在帶式運(yùn)輸機(jī)中應(yīng)用很普遍，通過軟件編程，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的所有保護(hù)進(jìn)行邏輯控制，對(duì)帶式運(yùn)輸正反轉(zhuǎn)、跑偏、電機(jī)過熱、拉繩、打滑事故進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及帶式運(yùn)輸機(jī)產(chǎn)生物料堆積時(shí)報(bào)警并急停，具有聯(lián)鎖功能等。對(duì)它在電氣設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到可能出現(xiàn)的事故，在PLC控制室中編程都可以實(shí)現(xiàn)，這樣可以安全可靠地實(shí)現(xiàn)預(yù)計(jì)功能，并大大提高設(shè)備的工作效率和壽命。國(guó)外工程要求圖紙符號(hào)一致，翻譯準(zhǔn)確，設(shè)計(jì)無遺漏，符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
相關(guān)輸送機(jī)產(chǎn)品：
1、
皮帶輸送機(jī)
2、
斗式提升機(jī)
3、
刮板輸送機(jī)
