摘要：带式输送机在使用过程中，往往出现打滑、跑偏等故障。尤其在重载启动时，由于胶带张紧力不足或张紧不及时，更容易出现打滑现象。一旦发生打滑事故，轻则造成胶带及驱动滚筒的磨损，重则可导致断带、火灾等严重后果。为了保证胶带运输机打滑保护装置保护的可靠性，定期、频繁的检查测试工作是不可避免的。为克服不足，胶带机使用单位可利用一套简单、可靠、便于维护的硬件设施，再配套既有的PLC 系统进行合理编程，即可自行开发出带有自检功能的胶带机打滑保护装置，进而做到在胶带机打滑保护方面，真正实现安全、可靠、免维护。
关键词：胶带运输机；打滑保护；自检功能
胶带输送机的防打滑保护发展较为完善，但是由于目前生产方式的转变，输送机节能要求的提高，传统的输送机防打滑保护已经不能完全满足生产的需求了。对使用胶带运输机的生产企业来说，作为保证胶带运输机安全运行重要保护之一的胶带运输机打滑保护，在生产运行中是不可或缺的，其保护对防止胶带运输机因打滑摩擦所发生火灾事故的预防起到关键性的作用。因此，其保护的安全性和可靠性是不可忽视的，这就对打滑保护的日常检查维护提出了更高的要求。
一、胶带输送机防打滑保护的特点和缺陷
胶带输送机防打滑是将测量所得胶带输送机的速度和设定值比较来实现保护功能。传统防打滑保护的特性：将霍尔元件作为速度传感器来检测胶带输送机的速度是传统胶带输送机所采取的保护方式。若从动轮的运行速度在额定带速的50-70%，或者输送带带速低于额定带速的50%、超过额定带速的110%，该控制器在经过5-10s 延时可自动切断胶带输送机的电源，从而使输送机停机，实现对胶带输送机速度的保护。传统的皮带防打滑保护系统采用的速度传感器主要有磁电式和接触式两种，其存在的缺陷主要有：①测速准确率低：通过磁块传递的是模拟量，磁块丢失或安装位置稍有偏差会出现读数不准确；滚轮式速度保护在黏上煤泥，或遇到卡堵时会造成读数不准确的现象；②不能满足自动变频调速的要求：现在的皮带运行大多依靠变频器，并且很多设置了多个速度自动调节，固定设定额定值的方式，在运行速度变快或变慢时控制器会默认为超速或低速打滑状态，导致停机。
二、胶带运输机打滑保护技术实现原理
在胶带运输机不打滑的情况下，胶带的带速应等于此胶带机中驱动滚筒的线速度，而所有从动滚筒的线速度应该等于胶带的带速。在检测打滑故障过程中，由于驱动滚筒作为胶带机的动力源不能用于打滑故障的监测，因此只能在胶带机的从动滚筒处进行检测。故胶带机打滑故障的检测手段主要就是指，衡量除驱动滚筒以外的任一无动力从动滚筒的线速度与胶带机带速之间是否存在偏差的检测。胶带运输机打滑保护的PLC 程序部分设计。胶带运输机打滑保护程序梯形图如图所示，
当启动胶带运输机1 min 后打滑保护程序段自动投入使用，此延时时间并非固定值，其可根据现场胶带运输机启动的具体时间进行设置，目的是让打滑程序段的工作躲过启机时带速低或带速不稳等问题，避免胶带运输机在启机时的误动作。在胶带运输机的启机延时后，如果打滑保护接近开关超出t+△t 时间没有探测到金属块，则会出现胶带运输机欠速报警。其中，时间t 为通过滚筒周长与胶带设计带速计算得出的滚筒旋转一周所需的理论时间，而△t 是经过调试后得出的时间余量，防止胶带运行过程中因瞬间重载、胶带共振跳跃等波动因素所造成的欠速报警误动作。同时，利用本技术还可以参考判断胶带运输机驱动电机的运行工况是否良好，尤其是修复后新投入使用的电动机或接近维保期的电动机。在程序及参数没有任何调整的状态条下，而现场没有任何异常情况或打滑因素时，若频繁检测出欠速报警，则需有针对性的对驱动电机的转速进行检测，进而可以分析出电动机的修配质量、推断出是否该进行维保等大修理验收及预防性检修的参考依据。
三、胶带机打滑保护技术中的自检功能原理
目前，市面上通用的成套胶带机打滑保护装置，其产品结构大多数为接近开关配套其设备生产厂家独立开发的数据处理单元组成部分，并由此组成了独立子系统的单套设备。同时，也有少数打滑保护装置是嵌入打滑保护功能的接近开关形式。但不管哪种形式的打滑保护装置，在其与集控对接使用时，都是利用其设备所提供的无源干接点来配套PLC 编程实现的。即：其无源干接点所提供的动作信号为设备的打滑报警信号，在PLC 编程中将此报警信号串入胶带机的控制程序段中，进而才能实现打滑报警停机的功能。功能较为完备的成套打滑保护装置也具有其配套的自检功能，但在利用此设备时，通常在联入集控时只能用到其“ 综合故障报警”信号此报警信号可能是打滑故障，也可能是设备自检所得到的设备本身故障的无源干接点，其设备自检功能的报警及打滑故障报警，通常是利用设备本身所自带的二极管显示代码来进行标识，即不便于故障信息的查阅，又不能将此信息联入集中控制，只能通过人工现场对照产品说明书进行故障判断处理，严重制约检修效率。
为了保证打滑保护的安全性与可靠性，为了降低打滑保护功能日常检查时的不必要浪费，因此自检功能及其重要。所谓的自检功能，即分为：①打滑保护接近开关的常开点不闭合状态，此种情况主要包括接近开关损坏和探测不到金属块故障类型；②打滑保护接近开关的常开点常闭合状态，此种情况主要包括接近开关损坏和一直能够探测到金属物通常胶带机滚筒为金属制作，如接近开关调整位置与滚筒之间的距离过近，或在维保过程中所更换的接近开关选型较原接近开关的可探测距离增大，都会造成接近开关的常开点常闭合状态情况。
在接近开关状态中，通常的打滑保护装置只能检测出报警信息，则打滑保护就失去了保护作用。因此，开发自检功能程序段来保证胶带机打滑保护的可靠性是非常必要的。当打滑保护投入使用后，如果开关在时间T1内不能返回信号，则可以判断为接近开关与金属块之间的距离过远，超出接近开关的探测距离或接近开关处于探测到金属块后常开点不能闭合的损坏状态，亦或是接近开关线路存在断线等故障的风险；如果开关在时间T2内持续恒返回信号，则可以判断为接近开关的探测位置不合适或接近开关内的常开点烧死，开关损坏，亦或是此控制回路存在干扰短路等故障风险。在出现上述情况时，由于故障输出均以常闭点的形式串接在胶带运输机的停机回路中，因此在自检到打滑保护的现场问题后都会发出相应报警提示和检修提示并进行故障停车，进而通过实时自检功能做到打滑保护的可靠性和安全性。
通过对胶带机打滑保护功能进行设计，整体使用效果良好，能够做到真正意义上免维护的安全可靠运行。此保护的设计不但减少了一个中间环节的数据处理单元，充分做到了便于维护和管理。而且，还具有结构简单、不需额外投资成本较为低廉的优点。本设计的整体思路是充分利用生产企业既有的PLC 系统，再利用其编程技术，配套外设现场通用的接近开关，最终实现打滑保护功能和系统的自检功能。通过技术应用，可极大的降低了胶带机因打滑保护不可靠所致的其他事故的机率，有效的保证了胶带运输机的安全运行的同时，还可以做到降本增效、提质增效、企业内部创新创效的最终目的。
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论文作者:吴继辉
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/9/16
标签：胶带论文; 运输机论文; 接近开关论文; 滚筒论文; 故障论文; 常开论文; 功能论文; 《基层建设》2019年第18期论文;