輸送系統(tǒng)斷帶保護(hù)裝置在實踐中的應(yīng)用

羅 崢

（本鋼板材冷軋總廠，遼寧本溪 117000）

0 引言

在諸如煤礦、鋼鐵廠等生產(chǎn)單位的物料輸送系統(tǒng)中，為避免造成環(huán)境污染，常需要除塵系統(tǒng)。其中除塵輸送系統(tǒng)常用的除塵輸灰刮板機由電機、傳動鏈、主動輪、刮板和從動輪組成，電機經(jīng)傳動鏈帶動主動輪，主動輪帶動刮板，刮板帶動從動輪運行，由運行的刮板輸送除塵灰。其中物料輸送系統(tǒng)中的皮帶輸送系統(tǒng)是非常重要的設(shè)備，由電機、聯(lián)軸器、減速機、主動輪、皮帶和從動輪組成；聯(lián)軸器之間由尼龍棒連接，電機經(jīng)聯(lián)軸器帶動減速機，減速機帶動主動輪，主動輪帶動皮帶，皮帶帶動從動輪，由運行的皮帶輸送物料。除塵輸送系統(tǒng)和皮帶輸送系統(tǒng)運行的好壞，直接影響了生產(chǎn)、環(huán)境和職工的健康。

1 原輸送系統(tǒng)存在的問題

目前采用的除塵輸送系統(tǒng)在工作時，由于機械或備件質(zhì)量及安裝的原因，常發(fā)生刮板機傳動鏈或刮板斷裂脫落故障，本級輸送系統(tǒng)立即停止運行，造成跑灰、堵灰、漏灰，但此時本級除塵輸送系統(tǒng)的電機仍在繼續(xù)運轉(zhuǎn)，電機空載運行，而其他層級的輸送系統(tǒng)也都在運行。雖然除塵輸送系統(tǒng)的電機采用了電氣聯(lián)鎖控制，但電氣聯(lián)鎖控制只是控制電機的運行狀態(tài)，只要電機在繼續(xù)運行，系統(tǒng)就認(rèn)為該臺除塵輸送系統(tǒng)仍處于正常運行狀態(tài)。與此類似，皮帶輸送系統(tǒng)在運料過程中，也常發(fā)生皮帶輸送系統(tǒng)減速機一段軸折斷或聯(lián)軸器的尼龍棒折斷故障，本條輸送系統(tǒng)皮帶立即停止運行，造成跑料、堵料、漏料，但此時本條皮帶輸送系統(tǒng)的電機仍在繼續(xù)運行，亦電機空載運行，而其他層級的皮帶輸送系統(tǒng)仍都在運行。并且皮帶輸送系統(tǒng)電機的電氣聯(lián)鎖控制方式同除塵輸送系統(tǒng)電機采用的電氣聯(lián)鎖控制方式相同。此類故障不被控制系統(tǒng)檢測，不受系統(tǒng)電氣控制，主控室控制畫面上仍顯示輸送系統(tǒng)正常工作的狀態(tài)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障時，現(xiàn)場灰、料已經(jīng)堆積如山，并產(chǎn)生二次揚塵，造成環(huán)境污染嚴(yán)重后果的同時，增加了職工的勞動強度，危害了職工的身心健康，甚至?xí)斐缮a(chǎn)停滯。

2 解決問題的方法

2.1 實施方案的選擇

原來采用的輸送系統(tǒng)沒有斷帶保護(hù)功能，其主接觸器控制回路只有電機短路、欠電壓及過載保護(hù)功能。當(dāng)除塵輸送系統(tǒng)刮板機傳動鏈或刮板斷裂脫落、皮帶輸送系統(tǒng)減速機一段軸折斷或聯(lián)軸器尼龍棒折斷時，電機繼續(xù)空載運行，此時電機的控制系統(tǒng)不能起到應(yīng)有的保護(hù)作用，系統(tǒng)仍被認(rèn)為是在正常工作狀態(tài)，故障信息不能及時反饋。

針對此故障現(xiàn)象，經(jīng)理論研究設(shè)計并結(jié)合現(xiàn)場的實際解決此類故障問題，主要應(yīng)從電氣控制方面著手，增加電氣控制功能。當(dāng)發(fā)生除塵輸送系統(tǒng)刮板機傳動鏈或刮板斷裂脫落、皮帶輸送系統(tǒng)減速機一段軸折斷或聯(lián)軸器的尼龍棒折斷故障時，雖然主動輪仍空載運轉(zhuǎn)，但除塵輸送系統(tǒng)和皮帶輸送系統(tǒng)的從動輪是不運轉(zhuǎn)的，所以發(fā)生故障時通過從動輪的狀態(tài)信息來控制電機使之停轉(zhuǎn)，就能解決跑灰、堵灰、漏灰和跑料、堵料、漏料事故，解決二次揚塵、污染環(huán)境、生產(chǎn)停滯等一系列問題?；谶@種情況，經(jīng)研究試驗，可采用智能速度打滑檢測儀測量從動輪轉(zhuǎn)速的方法，控制除塵輸送系統(tǒng)和皮帶輸送系統(tǒng)電機的運行狀態(tài)，達(dá)到了良好的效果。

2.2 實施原理

2.2.1 電氣控制系統(tǒng)的組成

原除塵輸送系統(tǒng)和皮帶輸送系統(tǒng)電氣控制回路是由轉(zhuǎn)換開關(guān)、按鈕、主接觸器、過熱繼電器、PLC 控制觸點等元件組成（圖1），系統(tǒng)的保護(hù)裝置僅是針對電機實施的短路保護(hù)、欠電壓保護(hù)及過熱保護(hù)。停止按鈕為SB2，啟動按鈕為SB1，主接觸器為KM，過熱繼電器為KH，PLC 控制觸點為K。主接觸器KM 的輔助常開觸點與啟動按鈕SB1 并聯(lián)后與停止按鈕SB2 串聯(lián)，再與PLC 控制的常開觸點K 相并聯(lián)，最后與主接觸器KM 的線圈及過熱繼電器KH 的輔助常閉觸點相串接。

圖1 原輸送系統(tǒng)電氣控制回路原理

該系統(tǒng)通過在主接觸器控制回路中設(shè)置了轉(zhuǎn)換開關(guān)SA，使主接觸器控制回路同時具有手動控制和自動控制的切換功能。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)SA 的1、2 點接通時為手動控制狀態(tài)，通過啟動按鈕SB1 控制電機啟動。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)SA 的3、4 點接通時可通過PLC控制的常開觸點K 的閉合或斷開狀態(tài)，進(jìn)而控制電機啟動。

現(xiàn)除塵輸送系統(tǒng)和皮帶輸送系統(tǒng)電氣控制回路是在原有電氣控制回路的基礎(chǔ)上增設(shè)了輸送系統(tǒng)斷帶保護(hù)功能（圖2），為實現(xiàn)該輸送系統(tǒng)的斷帶保護(hù)功能，電氣控制系統(tǒng)增加了智能速度打滑檢測儀和時間繼電器裝置；智能速度打滑檢測儀包括控制板、接近開關(guān)和第一繼電器；接近開關(guān)連接控制板，控制板連接第一繼電器的線圈。第一繼電器為SDJ，時間繼電器為SJ。

圖2 現(xiàn)輸送系統(tǒng)電氣控制回路原理

在原來的基礎(chǔ)上，增加的第一繼電器SDJ 的常開觸點與增加的時間繼電器SJ 的延時斷開常閉觸點并聯(lián)，再與主接觸器KM 的線圈以及過熱繼電器KH 的輔助常閉觸點相串接，最后與增加的時間繼電器SJ 的線圈相并聯(lián)。時間繼電器SJ 的作用是電機在啟動過程中短時接通，幫助電機完成啟動；第一繼電器SDJ 的作用是通過接收接近開關(guān)的信息反映從動輪的運行狀態(tài)，在啟動完成電機達(dá)到正常轉(zhuǎn)速后，控制主接觸器KM 的線圈得電或失電，從而控制電機處于正常工作或停轉(zhuǎn)狀態(tài)。

2.2.2 檢測控制原理

本輸送系統(tǒng)斷帶保護(hù)裝置，通過智能速度打滑檢測儀的接近開關(guān)檢測從動輪的轉(zhuǎn)速，控制板將從動輪的轉(zhuǎn)速與預(yù)定轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較，控制板根據(jù)比較結(jié)果控制第一繼電器SDJ 的線圈的得電或失電狀態(tài)。

在正常運行狀態(tài)下，從動輪也正常運轉(zhuǎn)，接近開關(guān)檢測到從動輪的轉(zhuǎn)速正常，控制板輸出信號，從而控制第一繼電器SDJ的線圈得電，進(jìn)而控制主接觸器KM 的線圈得電，主回路中主接觸器的主觸點閉合，電機正常運行，除塵輸送系統(tǒng)和皮帶輸送系統(tǒng)正常工作；當(dāng)發(fā)生除塵輸送系統(tǒng)刮板機傳動鏈或刮板斷裂脫落、皮帶輸送系統(tǒng)減速機一段軸折斷或聯(lián)軸器的尼龍棒折斷故障時，從動輪不運轉(zhuǎn)，接近開關(guān)檢測不到從動輪的轉(zhuǎn)速，控制板輸出信號，從而控制第一繼電器SDJ 的線圈斷電，進(jìn)而控制主接觸器KM 的線圈斷電，主回路中主接觸器的主觸點斷開，電機停轉(zhuǎn)。由于輸灰和輸料系統(tǒng)的電機電氣控制回路是聯(lián)鎖控制的，此設(shè)備電機停轉(zhuǎn)，前道工序的設(shè)備便會全部停轉(zhuǎn)，從而保證輸送系統(tǒng)停止放灰和或放料，避免了除塵輸送系統(tǒng)跑灰、堵灰、漏灰和皮帶輸送系統(tǒng)跑料、堵料、漏料的事故，造成二次揚塵、污染環(huán)境、生產(chǎn)停滯等后果。

2.2.3 檢測控制過程

電機啟動前，從動輪轉(zhuǎn)速為0，第一繼電器SDJ 的線圈無電，其常開觸點處于斷開狀態(tài)，時間繼電器SJ 線圈也無電，其延時斷開觸點處于閉合狀態(tài)。當(dāng)按下啟動按鈕SB1 時，主接觸器KM 的線圈經(jīng)時間繼電器SJ 閉合的延時斷開觸點構(gòu)成回路而得電，其主觸點閉合，電機運轉(zhuǎn)；同時，時間繼電器SJ 線圈得電。剛啟動時，從動輪轉(zhuǎn)速低于預(yù)定轉(zhuǎn)速，此時第一繼電器SDJ 的常開觸點仍然處于斷開狀態(tài)，而時間繼電器SJ 延時斷開觸點仍處于閉合狀態(tài)；當(dāng)從動輪的轉(zhuǎn)速到達(dá)預(yù)定轉(zhuǎn)速時，控制板控制第一繼電器SDJ 的線圈得電，第一繼電器SDJ 的常開觸點閉合，之后時間繼電器SJ 的延時斷開觸點斷開（這里時間繼電器SJ 的延時時間設(shè)置必須保證其延時斷開觸點在第一繼電器SDJ 的常開觸點可靠閉合之后斷開），此時主接觸器KM 的線圈經(jīng)第一繼電器SDJ 已經(jīng)閉合的常開觸點構(gòu)成回路繼續(xù)得電，電機完成升速至穩(wěn)定運行。當(dāng)發(fā)生除塵輸送系統(tǒng)刮板機傳動鏈或刮板斷裂脫落、皮帶輸送系統(tǒng)減速機一段軸折斷或聯(lián)軸器的尼龍棒折斷的故障時，從動輪轉(zhuǎn)速降低直至停止轉(zhuǎn)動，接近開關(guān)檢測的實際轉(zhuǎn)速低于預(yù)定轉(zhuǎn)速，控制板控制第一繼電器SDJ的線圈失電，第一繼電器SDJ 閉合的常開觸點便斷開，使串接的主接觸器KM 的線圈失電，進(jìn)而主接觸器的主觸點斷開，使電機停轉(zhuǎn)，從而避免電機的空載運行。

2.3 制作安裝

該輸送系統(tǒng)斷帶保護(hù)裝置接近開關(guān)通過用L50×5 的角鋼安裝固定在輸送系統(tǒng)從動輪的箱體上，在從動輪軸心處固定有配合接近開關(guān)檢測的U 形鋼筋。用M12×100 mm 的螺栓一頭焊接在從動輪軸心處，用Φ6 mm 的鋼筋制作成U 形鋼筋，并焊接在螺栓上，U 形鋼筋的長度可根據(jù)現(xiàn)場實際位置設(shè)定。U 形鋼筋采用十字交叉的方法進(jìn)行焊接，以提高測量轉(zhuǎn)速，并調(diào)整好接近開關(guān)和U 形鋼筋的檢測距離。

在該輸送系統(tǒng)增加的裝置中，智能速度打滑檢測儀斷帶保護(hù)功能裝置和時間繼電器安裝在一個操作箱內(nèi)，操作箱固定在從動輪附近防潮防振的地方。

3 結(jié)束語

原有除塵輸送系統(tǒng)和皮帶輸送系統(tǒng)電氣控制技術(shù)，對發(fā)生刮板機傳動鏈或刮板斷裂脫落、減速機一段軸折斷或聯(lián)軸器的尼龍棒折斷時的故障起不到應(yīng)有的保護(hù)作用，每年需要多次修復(fù)、更換除塵輸送系統(tǒng)刮板機傳動鏈或刮板及更換皮帶輸送系統(tǒng)減速機；發(fā)現(xiàn)故障時現(xiàn)場已經(jīng)堆積如山，灰塵、物料必須人工進(jìn)行清理，造成環(huán)境污染、生產(chǎn)停滯，社會影響較大?，F(xiàn)采用的輸送系統(tǒng)斷帶保護(hù)裝置在實踐中的應(yīng)用解決了此類故障問題，降低勞動強度，保證職工身心健康，減少設(shè)備備件費用，應(yīng)用效果良好。此種輸送系統(tǒng)斷帶保護(hù)裝置已獲得了國家實用新型專利，不僅能應(yīng)用于本文案例中，也能應(yīng)用于類似的輸送系統(tǒng)中。