皮带机打滑检测信号防抖动停机的处理方法

摘 要：皮带输送系统中通常使用皮带机打滑检测装置，防止物料输送中出现皮带机带速下降引起的设备问题。本文对通常使用的打滑信号控制方法作了分析，提出了防止打滑抖动信号影响生产的控制方案，对该方案与通常方法的性能作了对比，最后，介绍了该控制方案的实施方法。

关键词：打滑信号控制；皮带机；防抖动

中图分类号：TH222 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2012）29-0086-02

皮带机作为物料输送设备广泛应用于原料场、高炉原料区域，负责矿石、焦炭物料的输送。皮带机保护装置一般有皮带跑偏检测装置、皮带打滑检测装置和皮带防撕裂保护装置等，打滑检测装置主要是为了检测皮带输送机因负载增加而速度下降或皮带输送机在运行中皮带与驱动滚筒间打滑而设置的（俗称皮带打滑检测装置），它可防止因上述原因造成的生产事故。打滑检测装置检测到皮带输送机的运行速度低于正常运行速度时发出打滑报警信号，作为一个重要的保护信号，通过软件控制或硬件电气联锁的方法控制皮带运行，在发出报警信号时能及时停止皮带机运转，从而达到保护皮带设备的目的。本技术是在原来打滑报警停机的功能上，针对在皮带在输送作业过程中由于打滑信号的瞬间抖动造成的停机的现象，对皮带打滑检测信号采取了防抖动停机的处理方法，减少了打滑信号动作造成的设备停机时间，优化了整个皮带输送控制系统，提高了皮带输送作业效率。

1 现有的控制方式

皮带机系统中，往往是由多台输送机构成了多个物料输送系统（流程）。而一个流程少则几条皮带机、多则十几、二十几条皮带构成，这样一个流程中，上下游皮带间的速度必须保证在一定的范围内，对此，设计时对一些关键的皮带机（如可逆皮带机、爬坡皮带等），都设置了皮带打滑检测装置。在宝钢高炉原料区域和集中供煤区域皮带输送中，有30多条皮带机安装有打滑检测装置。目前安装的打滑检测装置有机械式和电子式两种，机械式打滑检测装置结构简单、环境适应性强，尤其在粉尘较大的场所，所以宝钢炼铁厂高炉区域皮带运输系统皮带打滑检测多采用机械式。如集中供煤系统、高炉原料矿石系统和焦炭皮带运输系统中广泛应用。机械式和电子式打滑装置其实现方法不同，但安装方式和控制方法是相同的。打滑检测装置一般安装在皮带下方，检测装置的检测轮通过压力弹簧和皮带表面接触并保持一定的压力，在皮带机运转过程中通过摩擦力带动检测轮旋转，由打滑检测装置本体的检测元件检测检测轮的转速，近而可以检测出皮带的带速，根据皮带机的不同输送速度，可选用检测不同速度的打滑装置（机械式）或在打滑装置的控制面板上设定速度（电子式），打滑检测装置在皮带输送机的运行速度低于正常运行速度时便发出打滑信号。作为皮带机打滑保护的重要辅助装置，在实际应用中是将该检测装置的打滑信号作为一个开关量输入信号接入到设备控制PLC中，由PLC程序判断是否生成皮带打滑报警和停止运转中的皮带机，

由于皮带机在启动过程中带速由零达到正常的工作速度需要一段时间的启动过程，因此在皮带打滑检测控制程序中，根据驱动电机的接触器反馈信号作为皮带运行判断，屏蔽10 s左右的起动过程时间（视皮带长度，一般达到额定速度在5 s左右），在正常运转的情况下，只要皮带的带速达到额定带速70%以上时，该信号状态由“1”转为“0”，表示皮带速度已经达到正常作业的带速，上游皮带便具备起动条件。如果经10 s延时后，该信号仍为停止时的“1”状态而没有成“0”信号状态，便生成皮带打滑报警，撤销该皮带机运转指令停止皮带运转。报警逻辑如图1所示。

综上可知，皮带打滑信号在起动时进行延时判断，如果在该时间内节点没有变化成开信号，则生成皮带打滑报警，撤销皮带起动指令锁，停止皮带运行，同时皮带起动完成（允许送料）信号是通过皮带运转信号和皮带打滑检测信号进行判断生成的，该信号断开在流程控制中会引起其流程中的上游皮带停机。

在实际使用过程中存在的不足是：在皮带运行过程中存在着打滑信号的瞬时抖动，产生打滑信号抖动的原因比较多，如电源电压波动、信号继电器触点不良，还有机械式打滑装置的磁钢老化均会造成打滑信号的抖动，打滑信号的瞬间抖动会造成皮带打滑停机的现象，如图1所示，虽然在打滑判断上有延时判断，但只是适用于皮带起动过程的延时，在皮带起动完成后，该时间继电器已经超过设定的时间，即在皮带起动后，只要该打滑信号有瞬间的抖动也会引起打滑报警停机，而若将打滑信号放在定时器前，起动时虽然仍有延时保护，但当运行时也将有10 s的延时，显然时间太长，不符合工艺控制，会引起压料的生产事故，另外由打滑信号抖动同时会造成作为皮带输送流程控制信号使用的皮带起动完成（允许送料）信号断开，引起皮带输送流程中的上游皮带停机。

2 改进方法的思路

针对皮带打滑检测信号在皮带机控制中存在的以上不足，对皮带打滑检测信号采取了防抖动停机的处理方法，减少了打滑信号动作造成的设备停机时间，优化了整个皮带输送控制系统，提高了皮带输送作业效率。

2.1 皮带运转过程中的皮带打滑报警防抖动处理

皮带运转进行物料输送的过程中，会发生皮带打滑信号的瞬时抖动，原有的方法在皮带起动完成后，对皮带打滑报警的判断实际上是没有延时的，打滑信号瞬时抖动均会造成皮带因打滑报警而停机。本技术在对打滑报警的判断上除了保留原来皮带起动延时的基础上，增加了皮带在运转过程中打滑报警的延时判断，可以有效地避免打滑信号瞬时抖动造成的停机。

皮带打滑定时器的定时寄存器不再是设定为常数，而是通过判断皮带是否起动完成的状态赋予两种定时时间，分别代表皮带起动时的打滑延时判断时间和皮带起动完成后的打滑延时判断时间，这样对皮带打滑报警的判断上实际分成了起动过程和运转中两种状态，起动过程对皮带打滑的判断一般是5～10 s的延时判断时间，运转中的判断一般是1～2 s的延时判断时间，通过增加皮带起动完成后的1～2 s打滑延时判断解决了皮带在作业过程中出现的因打滑信号抖动造成不必要停机的问题。

2.2 皮带起动完成（允许送料）信号判断的改进

如前所述，打滑信号抖动同时会造成作为皮带输送流程控制信号使用的皮带起动完成（允许送料）信号断开，引起皮带输送流程中的上游皮带停机。本技术对皮带起动完成信号的判断实际上也分成了起动过程时和运转中两种状态下的判断，控制逻辑如图2所示。

起动过程时对皮带起动完成的判断与原技术一致，对于皮带起动完成后，则是通过判断是否有打滑报警来决定的，由于打滑报警对于在皮带起动完成后的判断有1～2 s的延时，因此可以对出现的皮带信号瞬间抖动可以进行过滤，避免引起皮带控制流程中上流皮带不必要的停机。

3 实际的使用

在宝钢炼铁厂的3高炉集中供煤皮带控制系统中得到了应用，对于安装有打滑装置V系统皮带应用后，有效地减少了皮带打滑的停机次数，提高整个集中供煤输送系统的作业效率。

参考文献：

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[2] 张金营，张益河.自制皮带机打滑检测报警装置介绍[J].水泥工程，2008，（10）.

[3] 尹婷婷，黄文秀.浅谈皮带机打滑原因和检修[J].科技创新与应用，2012，（3）.