基于PLC的堆料機接煤板設(shè)備電氣控制

張晨 趙俊杰

摘 要：港口生產(chǎn)急需解決各類環(huán)保問題，其中燃煤（物料）在 轉(zhuǎn)運過程中，大量的煤泥粘附在輸煤皮帶上，輸送皮帶在通過回程滾筒處的一級和二級清掃器后，皮帶表面還會粘附著一定的煤泥，造成回程皮帶下方沿途大量污染，嚴重影響堆料機及周圍環(huán)境，必須予以高度重視。

關(guān)鍵詞：接煤板，可編程邏輯控制器，變頻調(diào)速

0.引言

為了有效解決堆料機回程皮帶甩帶煤等影響機容機貌的問題，對堆料機進行改造，在堆料機懸臂頭部和尾車頭部回程皮帶下方增加洗帶裝置，同時在尾車回程皮帶下方增加接料溜槽，通過溜槽及集料箱收集洗帶裝置清理下的煤及水，在安裝洗帶裝置的基礎(chǔ)上，對尾車回程皮帶下部運行段進行全封閉改造處理，使洗帶裝置洗下的煤塵和水集中收集起來，有效防治堆料機皮帶下方的沿途污染。徹底解決皮帶煤泥甩帶問題，提高現(xiàn)場環(huán)保質(zhì)量，在提高核心競爭力的前提下實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

一、技術(shù)方案

（一）、電控系統(tǒng)

接煤板電控系統(tǒng)[1]與現(xiàn)有的三級灑水、雪霧一體機進行整合，電控系統(tǒng)包括對接煤槽和溜筒、集料箱、水刀噴管、供水管路及強沖噴管的伴熱系統(tǒng)、洗帶電動閥、強洗電動閥、自動流程運行、司機室功能選擇、故障報警、自動排污等集中控制。

（二）、配電部分

新制作符合IP65標準的不銹鋼控制箱為電動閥、管路電伴熱、溜槽加熱板，變頻器及PLC等部分供電。

（三）、控制部分

1.總體控制方案

在原有雪霧控制系統(tǒng)上新增1臺羅克韋爾2080PLC、匯川18.5KW變頻器及不銹鋼控制柜來實現(xiàn)整合集中控制，將原有的水泵啟動控制箱改為變頻器調(diào)速控制。自動模式下，司機通過控制面板上旋轉(zhuǎn)開關(guān)任意選擇工作模式（接煤板裝置、三級灑水、雪霧除塵、懸臂洗帶裝置），PLC[2]接收到皮帶運行狀態(tài)信號后，輸出供水電動閥打開信號，當PLC接收到電動閥開到位反饋信號后，才能發(fā)出變頻器啟動信號，變頻器通過壓力變送器反饋的模擬信號自動控制電機轉(zhuǎn)速來調(diào)整供水壓力，皮帶停止運行，運行狀態(tài)信號斷開后，PLC斷開變頻器運行信號，停止工作，同時也要接收到電動閥所反饋的關(guān)到位信號，否則輸出故障信號，故障指示燈點亮。在PLC接收到集料箱上限位信號時，輸出攪拌泵運行信號，運行10秒后發(fā)出渣漿排污泵運行信號，接收到低液位信號時，攪拌泵及渣漿排污泵停止工作。手動模式時，通過新增控制箱上運行/停止按鈕進行獨立操作，變頻器始終依據(jù)變送器反饋的模擬信號自動控制電機轉(zhuǎn)速來調(diào)整供水壓力[3]。

2.故障信號顯示

故障指示與現(xiàn)場實際情況完全一致，故障指示信號、冬季低溫報警信號、立體泵故障信號、斷路器跳閘信號、4路電動閥運行狀態(tài)指示、渣漿排污泵運行狀態(tài)及故障信號及攪拌泵運行狀態(tài)及故障信號，自動運行信號利用控制箱操作面板指示燈顯示的同時通過以太網(wǎng)與大機PLC進行進行通訊[4]，實現(xiàn)邏輯控制。

3.電動閥的邏輯控制

對接煤板電動閥的控制是通過PLC來實現(xiàn)邏輯控制的[5]。我們將懸臂皮帶啟動信號與皮帶運行信號串聯(lián)，一旦這兩個信號得電則輸出點O4504輸出一個高電平，對應(yīng)的普通沖洗電動閥打開，開始普通沖洗模式，直到任意一條皮帶信號失電，普通沖洗模式終止[6]。另外，通過利用TON和TOF兩組延時導(dǎo)通和延時關(guān)斷指令，實現(xiàn)對強沖洗電動閥的間歇性啟?？刂?，即強沖洗噴灑模式為每間隔300秒噴灑180秒[7]。這樣的操作可以很好地滿足現(xiàn)場的除塵效果，最大程度上避免了物料的堆積。

4.控制箱設(shè)計

完全依照IP65標準，建立的配電控制站可耐現(xiàn)場最高、低溫度以及支承結(jié)構(gòu)的振動，配電總斷路器與各功能部斷路器單獨控制，內(nèi)部設(shè)有漏電保護標準插座，柜內(nèi)設(shè)有獨立的直流電源、機殼安全接地、電纜屏蔽地接點端子，與結(jié)構(gòu)內(nèi)部未接地電路板在電氣上隔離。各功能部分電動閥、水泵電機、伴熱等電源設(shè)有獨立斷路器及掉閘輔助報警觸點，設(shè)有中間繼電器或接觸器控制[8]。

二、應(yīng)用情況：

堆料機新型洗帶接料系統(tǒng)研發(fā)及應(yīng)用項目，自2020年10月投入運行以來，特別是經(jīng)歷的嚴寒冬季的考驗，經(jīng)過系統(tǒng)跟蹤對比，其整體物料清理、承接、回收及抑塵系統(tǒng)效果良好，有效改善堆料機懸臂和尾車下方區(qū)域大量積料難題，大機的機容機貌有了明顯的提升，顯著減少因積煤導(dǎo)致的設(shè)備故障，有效保證設(shè)備運轉(zhuǎn)正常。特別是冬季低溫運行條件下，集成伴熱式接料板和集料箱的投入，可靠保證了物料防凍和正?；厥铡，F(xiàn)場物料清理量大幅度下降，且洗帶箱、接料槽的日常、檢查十分便利，有效保證了設(shè)備的運行使用效果，達到了預(yù)期的目的和效果。

三、實施效果：

改造前后，現(xiàn)場對比效果如下：

四、經(jīng)濟與社會效益

項目實施后，為公司節(jié)省了大量物料清理的費用，增加了系統(tǒng)運行臺時產(chǎn)量，為公司年創(chuàng)造效益總計1504.7萬元。徹底解決了物料在轉(zhuǎn)運過程中甩帶堆積問題，避免造成設(shè)備及周圍環(huán)境污染，改善相關(guān)區(qū)域環(huán)境質(zhì)量與機容機貌。杜絕煤泥堆積對設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)造成嚴重腐蝕破壞，提高設(shè)備完好率與使用壽命，減少停機維護時間與人工成本，提高生產(chǎn)效率，保證煤炭運輸。避免物料堆積墜落，消除相關(guān)區(qū)域人員與車輛通行安全隱患，改善作業(yè)人員工作環(huán)境，保證通行人員人身安全，為企業(yè)長遠發(fā)展提供前行動力，為國家環(huán)保目標的實現(xiàn)和企業(yè)綜合競爭力的提高做出貢獻。

參考文獻：

[1]齊占慶，王振臣.電氣控制技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002.

[2]史國生.電氣控制與可編程控制器技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

[3]李道霖.電氣控制與PLC原理及應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.

[4]張鳳珊.電氣控制及可編程序控制器.2版 [M].北京： 中國輕工業(yè)出版社，2003.

[5]史國生.電氣控制與可編程控制器技術(shù) [M].北京： 化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

[6]王兆義.小型可編程控制器實用技術(shù) [M].北京： 機械工業(yè)出版社，2002.

[7]孫余凱等，電氣電路快速識圖技巧[M]. 電子工業(yè)出版社，2008

[8]周石強，郭強，朱濤，劉旭東.電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)的分析研究[J].中華民居（下旬刊），2014（01）：199+201.