（中交机电工程局有限公司 北京西城区 100085）
摘要：某装卸码头带式输送机系统，原电控系统分别采用美国AB500系列PLC控制。自2008年投入使用，随着使用年限的增加，故障报警频出，已不能满足安全生产的需要，且原美国AB500系列PLC的备品备件不再生产，给设备的正常运行和维护工作带来较大影响。为了满足生产及安全需要，为保证装卸系统运输能力，提升设备安全性能，引进西门子300系列PLC控制系统，实现胶带机电控系统的升级。并具有以太网接入功能，配置远程操作工控机和就地操作屏，通过工业以太网技术达到对胶带机实施控制操作和监视胶带的运行工况，最终实现远程或就地控制皮带机。
关键词：皮带输送机；控制技术；应用
1皮带跑偏的危害
皮带输送机工作时皮带跑偏会造成皮带的磨损，缩短其使用寿命；引起的撒料影响环境；增加设备的维护和现场清理工作量；跑偏在一定程度上影响着皮带机工作效率的发挥，从而影响着整个皮带输送系统的生产效率；严重时可能引起的皮带撕裂，直接影响安全生产。如果皮带跑偏的程度超出正常工作的允许范围，将直接影响整个皮带机系统的运行，因此，对皮带跑偏问题必须给予足够的重视。
2皮带跑偏的原因分析
2.1安装质量
机架、滚筒、托辊组安装质量问题：机架中心线与安装中心线不对中；滚筒两端水平高差过大；安装中心线与滚筒径向中心线不重合；安装中心线与托辊组中心线不垂直。皮带输送机的安装工作面不平整，安装地面高低起伏大。皮带硫化时，两接头不对中，接头处不平整。皮带输送机的安装基础出现不均匀下沉。由于皮带两端张紧程度不相等引起滚筒偏斜，导致皮带跑偏。
2.2使用和维护
皮带机使用和维护的好坏，对皮带是否跑偏至关重要。以下不良使用和维护现象都会造成皮带跑偏：皮带清扫器性能差，清料效果不好，以至滚筒、托辊表面粘附物料太多。导料槽处受料点对皮带不对中，或对中差，造成转载落料偏斜对皮带的冲击。由于皮带的使用不当，或皮带的正常磨损，或皮带的偏磨，造成皮带的上下覆盖胶及边胶局部受损，或皮带内部的钢丝断裂，使皮带的横断面上各点的张力不均。在皮带的使用中，由于维护不及时，或托辊、滚筒调整不当，如某些托辊转动不灵活，滚筒偏斜，皮带两侧松紧程度不合适，或张紧力不均匀等。皮带质量：皮带两侧的伸长率不均匀，皮带边缘不直，造成皮带两侧的拉力不等，产生拉力差，造成皮带跑偏；由于厂家生产的皮带成槽性差，皮带在运送物料时，不能与槽形托辊充分接触，出现“悬空”现象。
3皮带机控制系统改造总方案
3.1皮带机的主要结构
皮带机采用4×450kW/10kV电机驱动，驱动装置位于输送机头部，采用功率配比为2：2的双滚筒四电机驱动，电控系统采用美国AB500系列PLC控制。
3.2对PLC的要求
对PLC系统具备安全可靠的运行状态进行严格的选用。西门子300系列PLC大批功能的支撑和辅助用户进行编程启动和保护性能的优点，使得采用300系列PLC是最好的选择。
3.3继电器隔离分接法接线方式
下图1以跑偏动作为例，当跑偏保护动作后，继电器吸合，继电器触点5、9和8、12由常开变为闭合，5、9作为接入原PLC的端子通电。
4万能转向开关隔离法
万能转换开关是一种多档式、控制多回路的主令电器。优点：从原PLC柜内，将各种保护接线从端子上拆除后接入万能转换开关中，通过万能转换开关后，再接入对应端子上，通过万能开关后，旋转开关一方通向新PLC，另一方通向原PLC。施工简单、快捷。经过综合对比分析，最后以万能转向开关隔离转接法，从原PLC柜内，将各种保护接线从端子上拆除后接入万能转换开关中，通过万能转换开关后，再接入对应端子上，通过万能开关后，旋转开关一方通向新PLC，另一方通向原PLC。施工简单、快捷。
5改造后优点分析
系统结构形式：本系统采用西门子300系列PLC作为控制系统的核心，可靠性高，通讯组网能力强，CPU模块，I/O模块，以太网模块高度集成一体，简化结构，使用方便。系统控制切倒：制定美国AB厂家PLC与西门子300PLC切倒使用方案，按照周期对系统进行切倒，延长电气元件的使用寿命。控制策略：具备远程、就地、检修等多种操作方式。操作人员可通过上位机按周期切倒控制系统，远程一键开停胶带。IFIX数据库利用KEPServerEx软件进行添加，确保与原有监测数据不冲突，当远控系统出现故障时不影响现场的人工操作及数据监测。完备的保护功能：操作人员可根据上位机实时对机电设备运行参数的采集以及对故障动作定位的报警情况，及时联系设备检修人员处理故障，有效的缩短了故障的寻找、处理时间。维护与编程修改：通过编程工具，进行面向端口的底层程序编制。具备视频联动功能：高清数字摄像机将采集到的信息通过光端机、环网交换机、核心交换机、解码服务器、KVM切换器、数字矩阵控制器、数字矩阵、流媒体服务器、拼接显示大屏等设备把胶带实时的运行画面清晰的展现在视频墙上，实现远方监测监控胶带的运行状况。远程监测监控：根据连接现场胶带机控制开关内的控制线，与PLC控制柜内继电器相连后经过开关量输入模块将信息传至以太网模块，通过环网交换机将信息传至核心交换机，再与上位机相互通讯，工程人员利用IFIX组态软件将采集到的点添加到上位机操作画面，并把编制好的程序上传到CPU模块内。操作人员在上位机点击“上位机启动”选项后，上位机胶带运行画面将采集到的运行返回信号经过flash动画展现出来表示胶带已经启动，并且还将采集到的胶带速度、电机电流等数据展现在上位机操作界面上，让操作人员更加全方位的判断胶带的启动情况；当胶带出现故障停车后，上位机操作界面会把采集到的故障信息显示出来，待故障处理后，操作人员可点击上位机“故障复位”选项后，再重新远程开启胶带；如胶带需要停止时，操作人员可点击“上位机停止”选项，胶带运行的flash动画会消失，胶带速度、电机电流会逐渐变为0，电机运行返回信号也会随之消失。经过一系列数据采集、信号返回等功能的实现，保证了远程监测监控的稳定性和可靠性。
6结论
通过对装卸码头皮带机控制系统的改造应用，使得该系统更加安全稳定可靠的运行。西门子300系列PLC电控系统安装后，通过制定美国AB厂家PLC与西门子300PLC切倒使用方案，规定电控系统切倒周期、切倒操作步骤、注意事项等措施，提高装卸码头皮带机电控系统的稳定性、可靠性，保障装卸码头皮带机提升系统的安全运行。改造完成后，装卸码头皮带机正常提升方式变为新系统与原电控系统不仅可以互为备用，而且满足定期切倒使用需要。利用远程监测监控技术，可实时监控皮带机运行系统的运行情况，能够及时发现问题、解决问题。不仅提高了装卸码头皮带机电控系统的稳定性、可靠性，还增强了装车卸船的安全系数。
参考文献：
[1]梁凯，孙红光，程伟.煤矿皮带输送机常见故障分析及处理[J].科技创新与应用，2013（1）：106.
[2]张宏海.浅谈皮带输送机常见故障分析与处理方法[J].科技创新与应用，2013（24）：91.
[3]唐连志.皮带输送机的常见故障及处理探讨[J].江西建材，2015（8）：278+282.
论文作者:王克勤
论文发表刊物:《电力设备》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/17
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