皮带控制电路安全保护的技术改造

摘要：皮带运输在各个行业得到了广泛的应用，尤其是金属矿山、非金属矿山、煤矿等，用于原料、尾矿、产品等的主要运输方式。其特点是:易于施工、运输成本低、操作方便等，但也是安全事故多发的地方。如何提高皮带操作人员的安全保护措施，降低安全事故，是每个企业共同的目标。

关键词：皮带控制电路 安全保护 技术改造

中图分类号：C35文献标识码： A

一、电机控制系统的组成

在动力系统装置中，电动机和其他电动设备都是靠控制电路进行控制启动和停止，一般的控制回路组成主要是由按钮、继电器、开关和接触器等。由这些元器件组成的控制回路习惯称为接触器控制系统。

在电气控制回路中，有简单的控制回路和复杂的控制回路，复杂的控制回路有很多种不同的控制元器件构成。这个需要使用者对电路图和元器件有定的认知度，对工作原理的了解，以及元器件的结构。作为控制的元器件来说，种类繁多，但最主要分为两种，一般都是手动和自动两类。手动的电器比较简单，主要是靠人进行手动操作，比较刀闸、按钮等。自动电器则复杂得多，是通过各种控制指令、程序或者限位开关等起到自动控制，比如电磁阀、限位开关、各类继电器和接触器等。

接触器分有直流和交流两种类型，是电气控制回路中的一种自动开关，主要用在电力拖动中。其中，交流接触器应用的比较多，主要用在电机及其相关电气设备接通和断开主控制回路。图1就是普通的交流接触器的一般结构图。从图可以了解到交流接触器主要由两部分组成，即触头和电磁铁。

图 1

二、电动机起动方式

三相鼠笼异步电动机的起动有降压和全压(直接)起动两种方式，直接起动所用的电器设备少，电路简单，容量小的电动机常采用直接起动。

1、组合开关控制电路

直接起动控制电路中最简单的是用组合开关对电动机控制的电路。合上组合开关，三相交流电通过组合开关、熔断器直接加到三相异步电动机的定子绕组上，电动机单向运转;断开开关，电动机停转。该电路的优点是结构简单，而且熔断器能起短路保护作用，但缺点是当电动机过载或欠压时，熔体熔断造成电动机不能止常运行或损坏，而且不能实现远距离和自动化控制。

2、点动控制电路

利用接触器可实现对电动机的远距离控制和自动化控制。点动控制电路是最简单的一种，电路如图2所示。

图2 点动控制控制电路

该电路由主电路和控制电路两部分组成。电源、开关、熔断器、接触器KM主触点和电动机组成主电路;按钮SB和KM线圈组成控制电路。当合上电源开关时，电动机不转动，因为KM的主触点是断开的。按下SB, KM线圈通电，KM主触点闭合，电动机转动;松开SB, KM线圈失电，KM主触点断开，电动机停转。该电路与前述的用开关控制电动机的电路相比，优点是操作方便，操纵小电流的控制电路就可控制大电流的主电路，而且能实现远距离和自动化控制。但这种电路的缺点是要想使电动机长期运行，必须始终用手按住启动按钮，很不方便。要想使电动机连续运转，需要采用具有接触器自锁的控制电路。

3、有接触器自锁的控制电路

具有接触器自锁的控制电路如图3所示。该电路在点控电路的基础上，在控制电路中串联了动断按钮SB2，而且把接触器的一对动合辅助触点与动合按钮SB1并联。当按下动合按钮SB1时，线圈通电，引起KM主触点闭合，电动机转动;松开SB1,因并联在启动按钮两端的KM动合辅助触点己经闭合，接触器KM的线圈维持通电，保证KM主触点仍处于闭合状态，电动机继续运转;按下停止按钮SB2，电动机停转。该电路不仅能保证电动机单向连续运转，而且具有三种保护功能:热继电器实现过载保护:熔断器实现短路保护:接触器实现失压和欠压保护。

图3具有自锁的单向连续运转控制电路

三、皮带控制电路现状分析

1、电气工作原理图

图2改造前电气工作原理图

2、电路图符号说明

主回路部分:QS皮带主回路断路器;KM皮带主回路交流接触器;RJ皮带电机保护器;3M皮带三相电动机。

控制回路部分:SA1皮带停止按钮;SAn皮带廊现场急停按钮(动断按钮);SB皮带启动按钮;SC 1控制端电铃信号按钮(动合按钮);D Ln皮带廊现场电铃;LD1运行信号指示灯;LD 2停止信号指示灯。

3、改造前电气控制工作原理

控制端按下信号电铃按钮SC 1，响铃1 min后，按下启动按钮SB，主接触器线圈KM得电吸合，同时自保常开触点KM闭合，实现自保，运行指示灯LD1点亮，停止指示灯LD2熄灭，动力主回路交流接触器KM闭合，皮带电机得电运行。当皮带上有异常情况时(比如:跑偏、堆料、皮带出现划痕、开胶等)，皮带巡视人员按下现场急停按钮SAn，主接触器线圈KM失电，运行指示灯LD1熄灭，停止指示LD 2点亮，动力主回路交流接触器KM断开，皮带电机停止运行。

4、控制电路和安全操作规程存在的不足

1)运输皮带操作人员在生产过程中，发现皮带上有异物或皮带异常时(如皮带有划痕、皮带堆料、皮带跑偏等)，通常是通过现场的急停按钮使皮带停止运转，然后对皮带进行处理操作。如果此时有人在不知情或误操作的情况下，将皮带开启运转，那么皮带上的作业人员将会有危险。

2)控制元件选型存在安全隐患。皮带现场的安全急停按钮，多是无保持式按钮，即松开按钮后，皮带又处于预开机状态，按下启动按钮皮带随时能被开起。

3)运输皮带的安全操作规程不太完善。

鉴于以上原因，我们对皮带控制电路进行了改造和运输皮带安全操作规程进行了重新修改。

四、实施对策

1、改造后电气控制工作原理图

图3改造后电气工作原理图

2、电路图符号说明

控制回路部分:SA1皮带停止按钮，SAn皮带廊现场急停按钮(动断保持按钮)，SB皮带启动按钮，SC 1控制端电铃信号按钮(动合按钮)，SCn皮带廊现场电铃信号按钮(动合按钮)，DLl控制端电铃，D Ln皮带廊现场电铃，LD1运行信号指示灯，LD2停止信号指示灯，LD 3有人作业禁止合闸，KA中间继电器。

3、改造后电气控制工作原理

操作规程增加了(两端响铃信号联络)控制端按下信号电铃按钮SC 1，皮带廊巡视人员在确定皮带无异常的情况下，按下回铃信号按钮DL2，必须重复两次以上信号联络，控制端在得到皮带无异常信号(两次以上)后，按下启动按钮SB，主接触器线圈KM得电吸合，同时自保常开触点KM闭合，实现自保，运行指示灯LD 1点亮，停止指示灯LD2熄灭，动力主回路交流接触器触头KM闭合，皮带电机得电运行。当皮带上有异常情况时(比如:跑偏、堆料、皮带出现划痕、开胶等)，皮带巡视人员按下现场急停按钮SAn，主接触器线圈KM失电，运行指示灯LD 1熄灭，停止指示LD 2点亮，动力主回路交流接触器触头KM断开，皮带电机停止运行。

4、运行分析

由于皮带廊现场急停按钮SAn采用了动断保持按钮，此时再按下启动按钮，皮带电机将无法启动，同时在控制端增加了“有人工作、禁止启动”的指示信号灯LD3，起到了保护和指示的双重效果。只有皮带上作业人员完成作业后，松开控制按钮SAn后，中间继电器线圈KA失电，其常闭触点KA闭合，皮带电机进入预开机状态，同时“有人工作、禁止启动”指示灯LD3熄灭，此时进行开机响铃信号联络后，按下启动按钮SB，皮带电机启动工作。

在运输皮带安全操作规程上将一端(控制端)响铃开机方式，改为两端(控制端和皮带现场)响铃开机方式，有效地保障了运输皮带的安全运行。

结束语：

通过对操作规程的两端响铃信号联络和控制电路的安全保护改造，有效的保护了操作人员的生命安全，使运输皮带更好更安全的为生产服务。此方法也适用于其它本地控制设备异地的电气设备控制。

参考文献：

[1]曹建林.电工学[M].北京:高等教育出版社，2008:101

[2]周定文，付植桐.电工技术[M].北京:高等教育出版社，2013: 220.