CN114013959A - 一种埋刮板输送机断链保护系统的优化方法 - Google Patents

Abstract

一种埋刮板输送机断链保护系统的优化方法，包括以下步骤：（1）在DCS系统中增加埋刮板输送机断链自动跳闸的逻辑的I/O通道；（2）将埋刮板输送机的断链接近开关与埋刮板输送机的从动辊轴连接；（3）将开关电源产生的24V直流电源接入断链接近开关，为断链接近开关提供电源；（4）将断链接近开关的输出端与固态继电器连接，固态继电器将直流24V的电压脉冲信号转为无源的开关量信号；（5）将固态继电器输出端的无源开关量信号接入DCS系统的输入通道；（6）在DCS系统中对来自固态继电器的开关量信号进行逻辑运算处理；（7）经逻辑运算处理后的信号作为保护信号。本发明的优化方法准确性和稳定性高，方便维护，成本低，使用寿命长。

Description

一种埋刮板输送机断链保护系统的优化方法

技术领域

本发明涉及一种埋刮板输送机保护系统，具体涉及一种埋刮板输送机断链保护系统的优化方法。

背景技术

在火力发电厂中，埋刮板输送机作为烟气脱硫系统的重要辅机，将来自斗提机的小块石灰石送入石灰石仓，其工作的可靠性直接影响脱硫系统原料的供应。埋刮板输送器使用链条传动，而链条是整个输送机中故障率最高的环节。断链发生后需要自动跳闸驱动电机，同时发出警报。断链事故使设备本身受损，同时也导致大量石灰石堆积在输送机入口，检修和清理过程费时费力，造成极大的人力和物力资源的浪费。

近些年众多科研机构、埋刮板输送机制造厂商和学者分别从不同的方向对断链报警相关技术进行了研究、探索和实践。

《加工与设备》的《埋刮板机的断链报警保护装置》提出将万向型的鼠尾开关的触动杆装在刮板主动轮内侧与轮缘之间，使触动杆轴线与主动轮轴线平行。链条断开后触动开关万向杆，使开关动作，常闭接点断开，电机停转，同时发出警报。《机械管理开发》的《刮板输送机断链保护装置的研制》提出通过断链保护装置的锁紧螺杆、螺纹孔螺纹、卡柱的合理设计，使之咬合紧密，有效固定红外线探头，防止系统误报警，提高断链保护装置准确性和稳定性。《山西焦煤科技》的《刮板运输机断链保护的设计》提出在输送机机尾链轮正上方安装一个采集刮板运输机运行信号的光电开关，将采集到的脉冲信号不间断地通过屏蔽电缆送回至配电室内的 PLC 模块中，再通过PLC模块将电压信号转换成模拟量信号反馈至厂调度室并由电脑显示。《煤矿机械》的《刮板输送机断链监测装置的研制》提出加工用于安装传感器的插板，插板底面加工一个矩形凹槽，将埋入式电感接近传感器安装在凹槽内，用于监测刮板输送机的断链故障，将传感器的接线通过插板上预留的接线槽引出，连接在外接的 PLC 控制器上，用于读取采集到的输出信号。

CN 201220677795.6公开了一种新型埋刮板输送机防断链装置，包括前轴承座和后轴承座，都设有尾轴和滑动板，尾轴均连接有传动链，前、后轴承座之间通过调整丝杆连接，后轴承座还连接有张紧丝杆，解决了双传动链同时向两边或中间跑偏时的调整问题，且在发生断链时保护装置动作，发出断链报警信号。

CN 201320118477.0公开了一种埋刮板机断链报警装置，在从动轴上安装断链报警装置，当运输设备停运时，从动轴停止旋转，通过接近式传感器采集旋转过程的模拟量信号，进而进行模数转换，通过数字量信号来检测从动轴的运行状态，判断是否发生断链并进行报警。

CN 201922025178.2公开了一种刮板输送机断链保护装置，在刮板输送机的上端设置固定板，同时在固定板的通槽内部安装转动连接拨杆，向着远离刮板输送机方向延伸，当刮板输送机运行时，刮板可触碰到拨杆，使拨杆转动。固定板上表面设置多个触碰传感器，当拨杆转动时，在扭簧作用下复位即可与触碰传感器接触，触碰传感器将电信号传输给外界控制器，通过检测触碰传感器的信号间隔，可判断是否发生故障。

CN 201510323196.2公开了一种刮板输送机断链监测保护系统，通过温度传感器和电参数采集模块实时监测刮板输送机在运行时电动机电流变化和牵引链条温度变化，在工作电流超标和链条温度产生异常、具有断链危险时控制供电开关跳闸，使设备停机，并发出报警，保证刮板输送机不发生断链事故。

以上文献和专利均采用机械式行程开关或光电传感器检测输送机链条的运行状态，由于实际使用环境存在粉尘和一定程度的振动，此时机械式的行程开关容易积灰或锈蚀，导致卡涩、反应滞后或失灵，而光电式传感器极容易受振动影响导致精准度降低甚至误报。此外，采用PLC控制器处理信号，造价昂贵且不易修复，维护费用高，总体上效果不尽人意。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种稳定好、准确率高、便于维护的埋刮板输送机断链保护系统的优化方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种埋刮板输送机断链保护系统的优化方法，包括埋刮板输送机、单相固态继电器、开关电源、用来替换光电式传感器和机械式开关的断链接近开关、替换PLC控制器的DCS系统，其运行方法包括以下步骤：

（1）第一步：在DCS系统中增加埋刮板输送机断链自动跳闸的逻辑的I/O通道，用来接收待处理信号和发出跳闸保护信号；

（2）第二步：将埋刮板输送机的断链接近开关与埋刮板输送机的从动辊轴连接，用于检测埋刮板输送机的运动状态，感应金属片随从动辊轴转动，密封外壳静止不动，感应探头固定在密封外壳底部；

（3）第三步：在就地控制柜内安装开关电源，将220V交流电转为24V直流电，为断链接近开关提供电源；

（4）第四步：将24V直流电的正负a、c端分别接入断链接近开关的a、c输入端，断链接近开关的b、c输出端分别与固态继电器的正负b、c输入端连接；

（5）第五步：经过固态继电器，使直流24V的电压脉冲信号转为无源的开关量信号，将固态继电器输出端的无源开关量信号接入DCS系统的输入通道；

（6）第六步：在DCS系统中对来自固态继电器的开关量信号进行逻辑运算处理：将来自固态继电器的断链信号接入延时模块TON03，延时时间设为8s，输出至“或”模块，同时将断链信号取“非”后接入延时模块TON04，延时时间设为8s，也输出至“或”模块；“或”模块的输出和经延时模块TON05延时3s处理后的埋刮板输送机运行信号一起接入“与”模块，经“与”运算后的输出信号作为断链保护信号；

（7）第七步：经逻辑运算处理后的信号作为保护信号，接入停止埋刮板输送机驱动电机的控制回路。

本发明将现有技术中易受振动影响的光电式传感器和易锈蚀卡涩的各类机械式开关改为密封性良好且不受设备振动影响的断链接近开关，提升了系统的准确性和稳定性；用DCS系统组态的逻辑运算代替PLC控制器，使整个系统更加简洁、稳定准确且不易受损，方便维护；使用小型的单向固态继电器作为信号转换装置，成本低，使用寿命长；该断链保护系统整体结构简单，节点更少，减少了故障点，维护更便捷。

附图说明

图1是本发明实施例中断链接近开关安装示意图；

图2为本发明实施例中就地控制柜内部接线示意图；

图3是本发明实施例中断链检测信号在DCS系统中逻辑运算处理示意图。

其中，OR为逻辑 “或”模块，AND为逻辑“与”模块，HSTON为“延时”模块，IN为输入端，Q为输出端，RT为设计延时时间，当输入信号为平信号，且保持时长大于设计时间，则Q输出TRUE，否则输出为FALSE；

图中：1:密封外壳；2:感应金属片；3:感应探头；4:开关电源；5:固态继电器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1-3，本实施例包括埋刮板输送机、断链接近开关、单相固态继电器、开关电源和DCS系统，本实施例将埋刮板输送机现有技术中的光电式传感器和机械式开关替换为断链接近开关，用DCS系统代替PLC控制器，本文中未具体描述的埋刮板输送机技术均为本领域技术人员所熟知的技术。

本实施例的埋刮板输送机断链保护系统的优化方法的运行方法包括以下步骤：

（1）第一步：在DCS中增加埋刮板输送机断链自动跳闸的逻辑的I/O通道，用来接收待处理信号和发出跳闸保护信号；

（2）第二步：如图1所示，将埋刮板输送机的断链接近开关与埋刮板输送机从动辊轴连接，用于检测埋刮板输送机的运动状态，感应金属片2随从动辊轴转动，密封外壳1静止不动，感应探头3固定在密封外壳1底部；

（3）第三步：如图2所示，在就地控制柜内安装开关电源4，将220V交流电转为24V直流电，为断链接近开关提供电源；

（4）第四步：将24V直流电的正负（a、c）端分别接入断链接近开关的a、c输入端，断链接近开关的b、c输出端分别与固态继电器的正负（b、c）输入端连接；

（5）第五步：如图2所示，经过固态继电器5，使直流24V的电压脉冲信号转为无源的开关量信号，将固态继电器输出端的无源开关量信号接入DCS系统的输入通道；

（6）第六步：如图3，在DCS中对来自固态继电器的开关量信号进行逻辑运算处理：将来自固态继电器的断链信号接入延时模块TON03，延时时间设为8s，输出至“或”模块，同时将断链信号取“非”后接入延时模块TON04，延时时间设为8s，也输出至“或”模块；“或”模块的输出和经延时模块TON05延时3s处理后的埋刮板输送机运行信号一起接入“与”模块，经“与”运算后的输出信号作为断链保护信号；

（7）第七步：经逻辑运算处理后的信号作为保护信号，接入停止埋刮板输送机驱动电机的控制回路。

本发明的埋刮板输送机断链保护系统优化方法的原理如下：

当埋刮板输送机正常运行时，断链接近开关的感应金属片2随从动辊轴旋转，依次经过感应探头3。当感应金属片2接近感应探头3时，感应探头3的b、c端输出24V直流电压至固态继电器5，固态继电器5输出无源的闭合信号至DCS；当感应金属片2继续旋转远离感应探头3时，感应探头3的b、c端无电压输出，固态继电器输出断开信号至DCS，因此在刮板输送机正常运行时，DCS系统接收到的是周期性的0和1的脉冲信号，埋刮板输送机运行信号为TRUE，“或”模块输出为FALSE，经“与”运算后最终输出的断链保护信号为FALSE；

当埋刮板输送机停运时，感应金属片2或者持续接近感应探头3，或者一直远离感应探头3，此时DCS系统接收到的是持续的0或1的平信号；DCS系统接收来自固态继电器的0或1不变的平信号，埋刮板输送机运行信号为FALSE， “或”模块输出为TRUE，经“与”运算后最终输出的断链保护信号为FALSE；

当埋刮板输送机发生断链时，感应金属片2或者持续接近感应探头3，或者一直远离感应探头3，此时DCS系统接收到的是持续的0或1的平信号；埋刮板输送机运行信号为TRUE，“或”模块输出为TRUE，经“与”运算后最终输出的断链保护信号为TRUE，触发保护，停运埋刮板输送机，同时发出报警。

本发明将使用在生产现场的接近开关的6分支感应金属片改为3分支，取消了PLC控制器，加装的固态继电器将直流24V脉冲信号转为DCS可接收的无源脉冲信号，通过DCS的逻辑组态实现信号处理和逻辑运算。

本发明将现有技术中易受振动影响的光电式传感器和易锈蚀、卡涩的各类机械式开关改为密封性良好且不受设备振动影响的断链接近开关；用DCS系统组态的逻辑运算代替PLC控制器，使整个系统更加简洁、稳定准确且不易受损，方便维护。

本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也仍在本发明专利的保护范围之内。

说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (1)

1.一种埋刮板输送机断链保护系统的优化方法，包括埋刮板输送机、断链接近开关、单相固态继电器、开关电源和DCS系统，其特征在于：包括将光电式传感器和机械式开关替换为断链接近开关、用DCS系统代替PLC控制器，其运行方法包括以下步骤：

（1）第一步：在DCS系统中增加埋刮板输送机断链自动跳闸的逻辑的I/O通道，用来接收待处理信号和发出跳闸保护信号；

（2）第二步：将埋刮板输送机的断链接近开关与埋刮板输送机的从动辊轴连接，用于检测埋刮板输送机的运动状态，感应金属片随从动辊轴转动，密封外壳静止不动，感应探头固定在密封外壳底部；

（3）第三步：在就地控制柜内安装开关电源，将220V交流电转为24V直流电，为断链接近开关提供电源；

（4）第四步：将24V直流电的正负a、c端分别接入断链接近开关的a、c输入端，断链接近开关的b、c输出端分别与固态继电器的正负b、c输入端连接；

（5）第五步：经过固态继电器，使直流24V的电压脉冲信号转为无源的开关量信号，将固态继电器输出端的无源开关量信号接入DCS系统的输入通道；

（6）第六步：在DCS系统中对来自固态继电器的开关量信号进行逻辑运算处理：将来自固态继电器的断链信号接入延时模块TON03，延时时间设为8s，输出至“或”模块，同时将断链信号取“非”后接入延时模块TON04，延时时间设为8s，也输出至“或”模块；“或”模块的输出和经延时模块TON05延时3s处理后的埋刮板输送机运行信号一起接入“与”模块，经“与”运算后的输出信号作为断链保护信号；

（7）第七步：经逻辑运算处理后的信号作为保护信号，接入停止埋刮板输送机驱动电机的控制回路。

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