港口皮带机输送控制系统设计及实现

徐阳

秦皇岛港股份有限公司第七港务分公司 河北秦皇岛 066000

随着经济的飞速发展，国内经济逐渐与国际接轨，对港口的煤炭输送、调运能力有了更高的要求，为了能够更快速的卸载煤炭，现代港口不仅在港口规模上越来越大，内部配备的煤炭输送机械设备以及自动化水平也越来越高，这就要求现代港口必须配备一套先进的控制系统[1]。在港口的输送系统中，港口皮带机是一种重要的输送设备，对港口皮带机的自动化水平以及系统运行的稳定性就有了较高的要求。在以往的工作中发现，港口皮带机主要暴露的问题就是设备耗能较高，不符合目前节约能源的发展要求，为了提高设备的运行效率，缓解港口输送系统能耗较高的问题，必须对港口皮带输送控制系统做出优化设计。优化港口皮带输送控制系统有助于提升港口皮带机的运行效率，这有利于提高港口获得的经济效益，更能满足建立资源节约型社会的发展要求。

1 港口皮带输送控制系统的设计要点

由于港口皮带输送设备在现代港口中有着重要的作用，因此对其控制系统的设计要求较高。港口日常输送的煤炭种类有较大差异，所以在设计港口皮带机控制系统时必须根据该港口输送煤炭资源的实际情况来设计，控制系统的设计要分成硬件部分与软件部分。

1.1 港口皮带输送控制系统硬件部分的设计

港口皮带输送系统的硬件部分主要可由皮带输送机、驱动电机、皮带除尘器、减速机、滚筒等设备，在设计控制系统时，硬件系统设计主要就是针对这些设备的系统主控电路加以设计，设计时必须保障电路结构的合理性。另外，为了保证港口皮带机的运行稳定性，还要对港口皮带机的皮带宽度、长度进行合理设计，港口皮带机的皮带宽度与长度会直接影响到煤炭的输送效率，设计时必须考虑到港口皮带机使用场地、设备配置等因素对整个系统的影响[2]。在港口皮带输送控制系统的硬件设计中，在设计港口皮带机的皮带宽度与长度时，其皮带带宽应控制在1800-2000m之间，带速应控制在4.8m/s左右，实际情况要根据港口具体规模来加以细微调整。

另外还需要考虑煤炭运输过程中对皮带产生的压力，进而计算其摩擦阻力，由于产生港口皮带输送系统能耗较大的主要原因就是其摩擦阻力与做功之间的关系。在皮带机运行过程中，不管皮带机上是否放置有煤炭，只要设备运行就会产生能耗。为了降低皮带机的能耗，在设计时首先要考虑的就是降低皮带机的空载率，其次就是要按照装载方式的不同，对煤炭的装载加以规范，确保煤炭能够在输送设备皮带表面均匀分布，这样就能避免皮带输送线各段运行获得的负载都能低于设计负载工况；最后通过多级皮带输送线的闭环控制设计，进一步提升煤炭分布的均匀性，这样就能显著提升皮带输送机的工作效率。

在各部件的选用设计中，还要注意确保传动滚筒、机架、上下托辊、清扫器的合理选择，确保各部件之间的兼容性，这样有助于让皮带输送机运行更加稳定，让整个系统运行效率更高。因此在选择时，必须要对皮带输送的带宽、煤炭输送量以及设备功率、皮带张力等进行准确计算，要对传动轴、电机轴的制动力矩、负荷启动功率加以验算，准确掌握整个系统的参数，这样有利于为确保港口皮带机控制系统设计质量提供充分的数据支持。

1.2 港口皮带输送控制系统软件部分的设计

在港口皮带输送控制系统的软件方面，主要涉及了系统的主程序、手动程序以及自动程序等多项程序的设计，其中最重要的部分就是系统的主程序的设计，通过对主程序与子程序之间的调试，以此保证港口皮带输送系统各项设备的控制功能都能有效实现。为了满足手动操作功能的要求，还要在设计程序时做好对手动操作子程序的设计，通过调用数据交换子程序来判断是否存在报警信号。另外对自动子程序的设计要保证能够自动启动或关闭港口皮带设备的功能。

2 港口皮带输送控制系统的应用分析

2.1 港口皮带输送控制系统中的节能设计

在港口皮带输送系统中，主要产生的能耗为系统中各种电机，想要减少能耗就要在电机的变频器方面进行改进，保证变频器功率的一致性，有助于降低电动机负载。在设计可对变频器进行调速，根据其能量转换过程的能量损耗规律，进行变频器调速节能计算，计算时要将5%的能量损耗计入其中，选择更加适合的变频器开关，从而达到提升港口皮带输送控制系统节能效果的目的。

2.2 港口皮带机的机架安装设计

港口皮带输送系统中，机架的设计对港口皮带机的性能有较大的影响，机架布置距离不合理就会影响整个系统的运行稳定性。港口皮带机的机架安装有着较高的要求，在安装机架时，必须保证机头架与中间架之间有较好的过渡性连接，机头架与两台皮带机的交汇点应呈直线形，机头架与皮带机相连的净空高度应＞1.3m，这样才能保证皮带机刮刀的顺利安装，保证设备运行的稳定性，有利于减少煤炭输送过程中出现洒落、位置偏移等问题[3]。

3 结语

综上所述，港口皮带输送控制系统的设计有较高的要求，在设计工作中不仅要求设计人员具备较强的专业能力，同时还要具备创新思维与新颖的设计理念，要全面的考虑影响系统运行及能耗的因素，注意加入节能方面的设计，这样就能在保证皮带机正常运行的前提下，提高皮带机的运行效率，减少能源的多余损耗。在港口皮带机安装阶段，要保证机架、电机等重要设备、机构的正确安装，对其布置位置、设备性能做出优化设计，这样才能构建起更加合理的港口皮带输送系统，不仅满足港口生产工作需求，也能为创建资源节约型社会做出贡献。