王志杰

摘 要：隨著生產(chǎn)要求的不斷提升，在很多能源化工企業(yè)中，已經(jīng)開(kāi)始廣泛運(yùn)用皮帶運(yùn)輸機(jī)。鐵礦開(kāi)采過(guò)程中所運(yùn)用的皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)具有類(lèi)型雜、設(shè)備多、物料量大、距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)，一旦在運(yùn)行過(guò)程中一條皮帶出現(xiàn)問(wèn)題，就會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行造成影響，所以在對(duì)機(jī)器進(jìn)行自動(dòng)化改造的過(guò)程中，需要應(yīng)用連鎖控制。文章以自動(dòng)化改造為研究基點(diǎn)，提出以西門(mén)子PLC技術(shù)為依托的鐵礦皮帶連鎖控制系統(tǒng)，以期能夠提升鐵礦運(yùn)輸系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。

關(guān)鍵詞：西門(mén)子PLC；鐵礦；皮帶機(jī)；連鎖控制

前言

PLC技術(shù)在很大程度上解決了傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域中存在的很多問(wèn)題，所以，在絕大多數(shù)自動(dòng)化控制領(lǐng)域中，PLC技術(shù)都得到了應(yīng)用和發(fā)展。該技術(shù)在編程方面相對(duì)方便，且具有很強(qiáng)的抗干擾能力，能夠在比較惡劣的環(huán)境中正常使用。與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比，具有操作簡(jiǎn)單、可拓展性強(qiáng)、維護(hù)便利等優(yōu)勢(shì)。

1 西門(mén)子PLC的優(yōu)勢(shì)

PLC技術(shù)在不同領(lǐng)域中應(yīng)用會(huì)展現(xiàn)出不同的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在鐵礦皮帶機(jī)連鎖控制系統(tǒng)中，具有以下幾方面的優(yōu)勢(shì)：

第一，編程簡(jiǎn)單。運(yùn)用該技術(shù)，相關(guān)的操作人員能夠更容易對(duì)梯形圖語(yǔ)言進(jìn)行掌握，表現(xiàn)的相對(duì)直觀(guān)，只需要簡(jiǎn)單培訓(xùn)，便能夠掌握最基礎(chǔ)的編程方法，在很大程度上節(jié)約了企業(yè)人才培訓(xùn)的成本[1]。另外，該技術(shù)的模塊化與系列化特征非常明顯，還擁有多個(gè)軟件，用戶(hù)可以根據(jù)自身需求進(jìn)行自由組合，最后將輸入與輸出信號(hào)接在端子上即可。

第二，可靠性強(qiáng)。鐵礦生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量粉塵，且與高壓的距離相對(duì)較大，皮帶機(jī)裝置的中心如果運(yùn)用PLC控制器，便能夠克服設(shè)備因連續(xù)工作而產(chǎn)生的相關(guān)故障。該技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中可以克服各種惡劣環(huán)境，極大的提升了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性。

第三，靈活配置。PLC具有非常靈活的系統(tǒng)組態(tài)，且處理能力很強(qiáng)，在實(shí)際情況出現(xiàn)變化時(shí)，只需要有針對(duì)性的對(duì)程序進(jìn)行改變，便可以完成組態(tài)。

第四，拓展性強(qiáng)。PLC的組網(wǎng)能力與擴(kuò)網(wǎng)能力也非常強(qiáng)，有利于在皮帶控制系統(tǒng)中加入新的設(shè)備，與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)相比，能夠節(jié)省大量人力與財(cái)力。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中的要求

本研究中所運(yùn)用的皮帶系統(tǒng)由六條皮帶組成，將其描述為1*-6*。鐵礦中的皮帶機(jī)連鎖系統(tǒng)在啟動(dòng)時(shí)是從6*-1*依次啟動(dòng)的，也就是說(shuō)，系統(tǒng)從物料目的地一端先啟動(dòng)，而停機(jī)時(shí)則相反，順序是從1*-6*。在傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)中，工作人員只是單純的以實(shí)際現(xiàn)象信號(hào)為依據(jù)，進(jìn)行皮帶的啟動(dòng)與關(guān)閉，在這個(gè)過(guò)程中，需要嚴(yán)格掌握時(shí)間間隔，一但出現(xiàn)失誤，便會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，系統(tǒng)的穩(wěn)定程度相對(duì)較低。

應(yīng)用西門(mén)子PLC技術(shù)以后，將鐵礦皮帶機(jī)升級(jí)為連鎖控制，啟動(dòng)機(jī)器時(shí)，主變頻器與從變頻器同時(shí)啟動(dòng)，停機(jī)時(shí)也一同停止，如果其中任何一臺(tái)變頻器出現(xiàn)問(wèn)題，其他變頻器也會(huì)立即停止工作[2]。在應(yīng)用傳統(tǒng)繼電器進(jìn)行系統(tǒng)控制的情況下，如果一條皮帶的開(kāi)關(guān)或拉繩出現(xiàn)偏差，就會(huì)直接導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)故障。為了避免出現(xiàn)電機(jī)帶負(fù)荷啟動(dòng)的現(xiàn)象發(fā)生，只能通過(guò)人工鏟除皮帶上殘留的物料，這種方式不僅延長(zhǎng)了生產(chǎn)時(shí)間，還耗費(fèi)了人力成本，非常不利于生產(chǎn)。而在PLC的控制下，系統(tǒng)安裝了中間繼電器，可以實(shí)現(xiàn)一條皮帶保護(hù)開(kāi)關(guān)工作，皮帶機(jī)上游皮帶一旦出現(xiàn)故障，就會(huì)立即啟動(dòng)停機(jī)系統(tǒng)，而下游皮帶則可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，直到物料全部運(yùn)輸完畢。這時(shí)再將系統(tǒng)停止，查看故障，之后清除皮帶上游物料即可。這種方法在很大程度上節(jié)省了物料清除時(shí)間與人力，如果應(yīng)用于相對(duì)復(fù)雜的傳送系統(tǒng)中，會(huì)有更加良好的效果。

3 硬件裝置的組成

以系統(tǒng)控制要求為基礎(chǔ)，我們可以知道，該系統(tǒng)需要十個(gè)輸入端口，而輸出端可以顯示出皮帶電機(jī)的主回路，也可以顯示出皮帶在傳送過(guò)程中出現(xiàn)的故障。因此，輸出端口需要十二個(gè)。所以，該系統(tǒng)硬件需要選擇輸入端口18、輸出端口12的西門(mén)子PLC[3]。

在具體輸入/輸出端口接線(xiàn)過(guò)程中，輸入端的子接線(xiàn)中，SBO輸入端的啟動(dòng)按鈕為00編號(hào)端，而01-06編號(hào)端則分別對(duì)應(yīng)1*-6*皮帶的保護(hù)開(kāi)關(guān)，保護(hù)開(kāi)關(guān)主要包括皮帶偏移、拉繩、電機(jī)熱繼電保護(hù)等，在一個(gè)皮帶中，可以將這些開(kāi)關(guān)線(xiàn)進(jìn)行并聯(lián)，之后再與輸入端相接。07作為SB7的停止按鈕，08為復(fù)位按鈕，09為關(guān)閉保護(hù)開(kāi)關(guān)。除此之外，06端對(duì)應(yīng)的是1*故障顯示輸出，07端對(duì)應(yīng)的是2*故障顯示輸出，00-03則對(duì)應(yīng)的是3*-6*。

4 系統(tǒng)操作流程

在系統(tǒng)操作以前，需要先進(jìn)行復(fù)位，之后觀(guān)察所有皮帶的故障指示燈，如果沒(méi)有顯示出現(xiàn)故障，便可以啟動(dòng)。按下啟動(dòng)按鈕之后，以事先設(shè)定好的啟動(dòng)順序與延長(zhǎng)時(shí)間為基礎(chǔ)進(jìn)行啟動(dòng)，運(yùn)輸完成后，按下停止按鈕，設(shè)備便會(huì)依照設(shè)定順序與延長(zhǎng)時(shí)間依次停止。

運(yùn)行過(guò)程中，如果有皮帶出現(xiàn)保護(hù)開(kāi)關(guān)現(xiàn)象，那么該皮帶與其上游的所有皮帶都會(huì)停止，其故障指示燈也會(huì)顯示，而該皮帶下游的皮帶還會(huì)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，完成物料運(yùn)輸[4]。這時(shí)如果操作人員按下停止按鈕，運(yùn)轉(zhuǎn)中的皮帶會(huì)以事先設(shè)定好的延遲時(shí)間依次停止，再按下復(fù)位按鈕，可以同時(shí)停止運(yùn)行皮帶，在工作人員將故障皮帶以及上游物料清理干凈以后，便可以再次啟動(dòng)設(shè)備。

而關(guān)閉保護(hù)開(kāi)關(guān)的作用是解除系統(tǒng)中的保護(hù)開(kāi)關(guān)功能，在鐵礦運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，一般是嚴(yán)禁閉合該開(kāi)關(guān)的，以保證各個(gè)皮帶的保護(hù)開(kāi)關(guān)擁有其應(yīng)具備的保護(hù)功能。

5 結(jié)束語(yǔ)

以PLC技術(shù)為基礎(chǔ)的鐵礦皮帶機(jī)連鎖控制系統(tǒng)具有體積小、安裝便捷、穩(wěn)定性高、安全性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，另外，該系統(tǒng)擁有非常方便的拓展功能。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中?？梢愿鶕?jù)具體情況加減系統(tǒng)所使用的皮帶數(shù)量，軟件部分也可以以相應(yīng)的規(guī)律與程序?yàn)榛A(chǔ)進(jìn)行合理修正，在間隔時(shí)間的修改上也非常方便，只需要調(diào)整*之后的數(shù)字便可以完成。如果單條皮帶的運(yùn)輸線(xiàn)路比較長(zhǎng)，需要適當(dāng)增加保護(hù)開(kāi)關(guān)的數(shù)量，而這一過(guò)程只需要并聯(lián)原保護(hù)開(kāi)關(guān)即可。

參考文獻(xiàn)

[1]高雷.PC-584可編程序控制器在高爐上料系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].儀器儀表與分析監(jiān)測(cè)，2011，22（12）：98-101.

[2]劉洲峰，趙立銀，杜俊俐，等.乳化瀝青生產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)控制系統(tǒng)的研制[J].鄭州紡織工學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，9（5）：132-134.

[3]馮星華，張海洪，談士力，等.PLC與個(gè)人計(jì)算機(jī)間串行通訊及程序設(shè)計(jì)[J].機(jī)電工程，2012，2（11）：247-248.

[4]張定全.故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)獲取現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的方法[J].自動(dòng)化儀表，2014，11（16）：155-156.