皮带机自动控制系统的优化探析

徐延庆

（河钢集团滦县司家营铁矿有限公司，河北 滦州 063700）

区别于其他设备的启动模式，皮带机的启动过程需要技术人员按照正常的启动顺序进行启动，如果存在逆现象便会导致皮带机自动停止。所以，当皮带机设备当中的某条皮带出现故障或者损坏，便会导致皮带机整体设备停止工作。在实际生产的过程中，皮带机主要是对货物进行运输。我国铁矿企业的生产工作过程当中，皮带机设备的控制过程往往是应用电气控制系统，而传统的电气控制系统当中则存在诸多不足和问题，严重限制了铁矿生产企业的效率和发展。PLC自动控制技术是当前高新科技的结合产物，将其应用在皮带机自动控制系统当中，能够有效解决该问题，需要相关技术部门对皮带机自动控制系统的优化进行进一步的研究和完善[1]。

1 皮带机自动控制系统的运行现状

现阶段，我国大部分的铁矿单位皮带机运输生产控制过程当中仍旧在应用电气控制系统，该种传统的电气控制系统存在诸多弊端，例如稳定性较差，控制效率较低，极易产生各类故障问题。应用该种控制系统的皮带机，一旦皮带机的某个部件出现故障问题，或者启动顺序出现错误，便会立刻停止生产，需求技术人员的排查和检修，而且其故障发生的具体位置与其具体原因定位难度较高，从而大大降低了生产效率。另外，传统的电气控制系统极易受到为电磁波信号的干扰，产生了各类的虚假信号，让皮带机无法正常开展生产工作。另外，在皮带机设备启动的过程中，极易出现打滑现象，便会导致皮带机还没有开始工作便停止了运转。在该中现象下，皮带机控制系统的整改工作迫在眉睫，需要新兴的科学技术对其进行改革和优化，从而保障铁矿生产工作能够顺利开展，推动我国经济可持续进步。

2 皮带机自动控制系统的优化

PLC自动控制系统集合了现代科学技术以及智能化操控技术，能够实现对皮带机的自动控制工作，同时也能够自动检测皮带机的故障原因和位置，大大提升了皮带机生产过程当中的抗干扰能力，运行的可靠性以及运行的安全性，将其应用在铁矿皮带机设备生产的过程中，能够大大降低现场施工人员的工作强度，有效促进企业生产效益和经济效益。根据以往PLC自动控制系统的实践结果可知，PLC自动控制系统在皮带机当中的应用价值超乎想象，其实际操作过程技术要求较低，现已广泛的应用皮带机设备控制系统改革的应用过程当中[2-4]。

2.1 对皮带机改造后运行的控制要求

在铁矿工程生产过程当中，企业的管理人员往往会将各个步骤分工要为清晰明确，其每个阶段所应用到的生产工艺也存在较大不同，所以在皮带机应用的过程中，不同工序的皮带机肩负着不同的生产使命，技术人员将其控制系统分为两个部分，分别是全部控制系统和后控制系统。在对皮带机设备改造完毕以后，并要求皮带机自动控制系统能够在不同工序，进行控制系统独立运作，前后步控制系统不能出现互相干扰的问题。因此，技术人员在进行皮带机设备启动的过程中要按照相应的顺序进行，如果发现顺序错乱问题，便会导致皮带机设备停止运行问题，大大降低了铁矿生产效率。众所周知，铁矿生产工艺流程较为复杂和繁琐，皮带机设备在应用自动控制系统之后，一旦某条皮带出现故障问题，只会影响到前面的皮带，并不会影响到后面的皮带，同时自动控制系统的皮带机不会出现跑偏问题，打滑问题以及拉绳问题。最后，PLC自动控制系统的皮带机设备，能够对自身的故障问题进行准确定位，并及时对其问题进行检测和维修。

2.2 皮带机的控制原理

2.2.1 PLC控制系统配置

通常情况下在铁矿的碎矿车间，往往会应用到大量的皮带机设备，并且碎矿车间的生产线往往较长，技术人员针对该种现象，便会在控制室当中设置控制主站，再结合企业生产设备以及各类配件系统的分布状况，设立了多个分站以及远程控制点，而不同站点之间则应用dp线进行连接，主站和分站之间采用通信光缆进行交流，利用TCP/IP协议完成主站和上位机之间的通讯，从而大大提升了整个生产线数据传输的稳定性。

2.2.2 皮带机主回路控制原理

通常情况下，电动机主要是采用的接触式控制方式，而且设备的电流保护设备而是采用热过载继电器，实现了对皮带的防护，并且每一台运动机都配备了相应的液压制动器，从而有效避免在停电的过程中皮带机设备出现倒转现象。PLC系统将接收整个皮带设备生产线运行过程当中产生的各类信号，一旦出现各类故障问题，PLC系统对故障设备进行命令下达，杜绝由于物料堆积过多导致的设备破坏问题。当某条皮带机出现故障时，该皮带机相关的设备便会及时的停机，该皮带机的物料便会由后续的皮带机进行输送工作。

2.2.3 皮带机控制回路原理

在应用皮带机设备生产的过程中，技术人员往往会应用手动或者自动控制的方式对系统进行操作。手动操作往往是在皮带机周围进行操控，而自动集中控制，就需要技术人员在控制室的上位机上进行操作。在手动操作的过程中，技术人员要先将转换开关推到相关装置当中，然后依次按下启动按钮，便会开启皮带机设备。自动启动的操作过程中，控制系统会自动发出警示，现场的操作人员便可迅速撤离现场，当警示铃响满三分钟后，第1级皮带机运费率先启动，而后移的皮带机再根据预先设定的程序延时启动，从而皮带机实现了顺序延时启动工序。

在进行皮带机设备停止操作的过程中，技术人员只要在皮带机设备旁边按下停止按钮，或者将转换开关推动到停止区间，便可让皮带机停止运转。而自动控制系统的操作方式则需要在计算机上将自动转换开关调至零位，并可实现皮带机停止运行。自动控制系统的过程，往往是后一级皮带先行停止，而前一级的皮带机在短暂延时后也会自动停止，从而实现了逆序延时停止操作。

再进行铁矿生产的过程中，由于各种因素难免会进行紧急停止。当生产线需要进行紧急中止的过程中，技术人员则要按下皮带机上的紧急停止按钮，便可让皮带机停转，也可在控制室计算机上按下紧急停止按钮，也可起到迅速停机的效果。自动控制系统的紧急按钮在按下的第一时间内便能及时停止运转，避免由于各类突发状况对设备以及操作人员的损害。科学合理的应用PLC编程系统能够实现对设备的多种控制方式。

2.2.4 多重保护

再进行铁矿生产皮带机设备运行的过程中，一旦出现突发状况，不但可以应用急停按钮进行迅速停止，也可应用事故拉升开关实现皮带机的迅速停状。而自动控制系统能够对皮带机运行过程当中跑偏问题进行实施监管，一旦跑偏系统便会自动发出报警信号，跑偏问题过于严重时，自动控制系统便可控制皮带机自动停止的运动。而皮带机出现过载问题时，自动控制系统当中的热继电器也能够实现停机保护功能。如图1所示，自动控制系统硬件工作模式。

图1 系统硬件图

2.3 自动化集中控制系统

可编辑逻辑控制器被简称为PLC装置，该设备在应用的过程中是通过数字运算的原理对操作系统进行控制。该系统主要囊括了地面控制中心和井下的皮带运输控制中心，从而会地面控制中心和井下控制中心的综合操作，通常技术人员会应用手动和自动两种方式进行控制。自动控制模式是借助控制中心的操作台发出操作信号，而各个控制中心的控制器在接收到信号后便会根据指令进行皮带机设备的开机、运行和关机工作。另外，自动控制系统还可对井下设备进行动态化监控，尤其是对电机功率、电机三相电流以及电机运行状态和监控，并将监控的数据信息及时反馈到中心控制台，相关技术人员便可通过控制设备对皮带机设备的时时运转状况进行有效监管，一旦出现各类故障问题，并可及时处理，保障生产过程的安全性。手动操控便可对自动控制系统进行辅助工作，当自动控制系统出现故障时，就需要技术人员对设备进行手动操作，从而应对各类突发状况。

3 总结

综上所述，传统的铁矿生产皮带机电气控制系统存在着较为严重的不足和缺陷，大大降低了生产效率和生产安全性。目前，我国越来越多的铁矿生产设企业应用PLC自动控制技术，能够有效解决传统电气控制系统当中的问题和缺陷，并且有效提升皮带机设备自动控制的安全性和稳定性，大大降低了操作人员的劳动强度和监管强度，提升了生产效率，后续的故障检测工作和监控工作也能依靠自动控制系统开展，有利于铁矿行业的良性发展。