（中石化宁波工程公司）
摘要：文章对运煤系统带式输送机保护装置和可编程控制器(PLC)进行简要介绍，针对运煤系统中带式输送机保护装置的控制方式进行分析与对比。
关键词：带式输送机保护装置；运煤系统；控制方式；可编程控制器（PLC）
运煤系统是电力、化工等行业生产过程中一个非常重要的组成部分，具有控制设备多、工艺流程复杂、设备分散等特点，并且设备沿线环境恶劣、粉尘多、湿度大、振动剧烈、电磁干扰严重，任何一个现场元件的故障都有可能影响整个系统的安全、稳定、可靠运行[1]。
1带式输送机的保护装置
带式输送机作为运煤系统的主要运输设备，担负着运输煤炭的任务，其可靠性关系到运煤系统的稳定运行和人员安全，也影响着运煤系统及与运煤系统相关的生产装置区的经济效益。带式输送机常见保护装置有双向拉绳开关、两级跑偏开关、纵向撕裂保护装置、打滑检测器、流槽堵塞保护装置、料流检测器等保护装置，本次仅讨论运煤系统中低压带式输送机常用的保护装置。
1.1双向拉绳开关
当现场发生紧急事故时，在现场任意处拉动连接拉绳开关的绳索即可启动拉绳开关并发出停机信号。可实现故障种类、故障地址及故障位置的显示，同时还具有蜂鸣器报警提示、LED报警显示并提供继电器接点输出用于接入其他控制系统及远程报警。输出信号为开关量，2开（动合触点）2闭（动断触点）2组接点。拉绳开关设置原则一般按照沿带式输送机人行过道侧，每间隔25~30米设置一对安装在带式输送机两侧为宜。
1.2两级跑偏开关
带式输送机胶带跑偏时胶带触碰开关触辊，使触辊偏转至α角度（约10°）时，开关发出一级跑偏信号用于报警，警告工作人员胶带已跑偏，应采取措施；当胶带继续跑偏推动触辊偏转至β角度(约30~45°)时，开关发出二级跑偏信号用于停机。输出信号为开关量，2开2闭2组接点。跑偏开关应成对安装在带式输送机的头部、尾部及易跑偏的部位两侧，约间隔30米设置一对为宜。
1.3纵向撕裂保护装置
由控制箱及感知器两大部分组成。感知器是纵向撕裂的检测元件。当胶带被物料穿透后，随胶带运行而挤压感知器，或溜槽出料口与胶带之间因物料堵塞而通过活动门挤压感知器时，感知器即可将信号输入控制箱，通过控制电路发出报警及停机信号。从而实现对胶带的保护。纵向撕裂保护装置每台带式输送机安装一台，安装于带式输送机后部位置。
1.4打滑检测器
通过胶带带动触轮，使触轮反应出胶带的实际带速，触轮带动检测器内传动轴，使产品内部速度继电器工作，完成检测器检测带速的工作，如果胶带速度与主动滚筒速度不同步并下降到正常带速的20%~30%时，接点通断信号发生变化，重新输出一组信号给控制室，警示工作人员胶带已处于严重打滑状态。打滑测检器每台带式输送机安装一台，安装于带式输送机中部位置。
2带式输送机保护装置的控制方式
2.1控制方式
与传统的化工装置的控制系统DCS相比，PLC具有以下优点更适用于运煤系统：第一，设计紧凑，坚固、体积小、重量轻、可靠性高。第二，PLC控制系统构成简单，通用性强，利用各种组件，可以方便的组成各种大小规模和不同要求的控制系统，其系统可以从小规模的10点至大规模的10000点及其以上。第三，PLC是专门为工业现场而设计，采用了多层次的抗干扰措施，可以在恶劣的环境下工作，平均无故障时间可高达20万小时以上。第四，PLC节点反应快，速度高，每条二进制指令的执行时间为0.2s~0.4μs。第五，编程简单，修改灵活，便于编程和操作人员掌握。第六，在装置控制参数数字量或电控功能多，模拟控制回路相对较少的情况下，PLC的性价比优于DCS。同时PLC对于解决顺序控制、PID调节、联锁保护之间的协调配合提供了便利。
2.2方案列举
根据运煤系统的工艺流程及带式输送机的联锁保护要求，在每台带式输送机附近设置一台端子接线箱，负责收集整理带式输送机各保护装置的输出信号。
方案一：将拉绳开关的动断触点在现场端子接线箱内串接，接入带式输送机配电回路的二次跳闸回路。拉绳开关、一级、二级跑偏开关的动合触点分别在现场端子接线箱内并接，纵向撕裂保护开关、打滑检测器的动合触点在现场端子接线箱内转接，接入PLC系统。
方案二：将拉绳开关、二级跑偏开关、纵向撕裂保护开关的的动断触点在现场端子接线箱内串接，接入带式输送机配电回路的二次跳闸回路。拉绳开关、一级、二级跑偏开关、纵向撕裂保护开关、打滑检测器的动合触点分别在现场端子接线箱内转接，一对一接入PLC系统。
2.3方案对比分析：
2.3.1对比分析一：
接入带式输送机配电回路的二次跳闸回路的保护类型，方案一中只将拉绳开关一种保护类型接入带式输送机配电回路的二次跳闸回路。方案二中除了拉绳开关保护还有二级跑偏开关和纵向撕裂保护开关的信号一起串接，接入带式输送机配电回路的二次跳闸回路，这三种保护，其中一种一旦动作，都可以立刻停机。
方案一中接入带式输送机三种保护装置信号，其中一种一旦动作，配电回路的二次跳闸回路就会动作停机，但是，根据跑偏开关的设置原则，当皮带机出现跑偏状态时，跑偏开关首先会发出一级跑偏信号用于报警，警告现场工作人员皮带已跑偏，应采取措施；在采取措施无效的情况下，才会发出二级跑偏信号用于停机，此时，用PLC系统控制停机完全可以满足控制要求。纵向撕裂开关也是同样的设置原则，出现问题，先报警，后停机。故应跟二级跑偏开关的设置方式一样。
2.3.2对比分析二：
拉绳开关、一级、二级跑偏开关的动合触点在现场端子接线箱内是否要并接之后再接入PLC系统还是只通过现场端子箱转接，保护信号一对一接入PLC系统。
如果带式输送机较短，例如只有几十米长时，两种方式并没有明显区别。但如果带式输送机较长时，长度达到几百米，以上两种控制方式会产生很明显的对比。如果采用一对一接入PLC系统，优点是非常可靠，PLC系统监控直接方便，能准确定位故障点。若某一保护动作，控制室工作人员能立即知道哪里出现问题。但是，一对一的方式，拉绳开关和一级、二级跑偏开关对数多，若全经过现场端子箱转接，沿带式输送机至现场端子箱的控制电缆也是非常多的，要考虑敷设方式，例如是否要增加桥架等，现场端子箱至PLC机柜的端子也是一一对应的，电缆芯数必然增加，PLC系统I/O模块数也在成倍增加，对于运煤系统来说，投资成本更是不可轻视。
3总结
基于以上分析，带式输送机保护装置的控制可以将拉绳开关的动断触点在端子箱内串接，接入带式输送机配电回路的二次跳闸回路。将拉绳开关、一级、二级跑偏开关的动合触点在端子箱内分别并接，纵向撕裂保护开关、打滑检测器的动合触点在端子箱内转接，接入PLC系统。带式输送机过长时，可将带式输送机每百米左右的拉绳开关、一级、二级跑偏开关先分别串接，然后在端子箱内分别并接，之后再接入PLC系统。此做法既符合规范要求，又能利用PLC自身优点提高运煤系统的生产自动化和运煤系统的监控水平，减轻运行人员的工作强度，达到安全可靠，节约成本的目的，也为新扩建发电厂减员增效创造条件。
参考文献
[1]火力发电厂运煤设计技术规程第1部分：运煤系统，中华人民共和国电力行业标准DL/T5187.1-2004
[2]火力发电厂运煤设计技术规程第3部分：运煤自动化，中华人民共和国电力行业标准DL/T5187.3-2012
作者简介：任欣境（1985年—），女，汉族，黑龙江肇东市人，单位为中石化宁波工程公司，职称为中级工程师，专业为电气专业。