The research and reconstruction of the limited flow device on port bulk grain belt conveyor discharging process

◎王文建，刘　静，王江涛（日照港裕廊码头有限公司，山东　日照　276826）

Wang Wenjian，Liu Jing，Wang Jiangtao(Rizhao jurong port terminals co.,ltd, Rizhao 276826，China)



码头散粮皮带机卸船流程限流量装置的研究与改造

The research and reconstruction of the limited flow device on port bulk grain belt conveyor discharging process

◎王文建，刘静，王江涛
（日照港裕廊码头有限公司，山东日照276826）

Wang Wenjian，Liu Jing，Wang Jiangtao
(Rizhao jurong port terminals co.,ltd, Rizhao 276826，China)

1　裕廊码头卸船设备现状

日照港裕廊码头有限公司散粮一二期系统主要由32条皮带机、13条埋刮板机、8台畚斗式提升机、8台计量称、12个钢板筒仓、44个水泥筒仓、16条自动灌包线、2条散装车、16条直取散装线、2台带斗门机、1台瑞士连续卸船机以及对应的除尘器系统组成，主要担负着粮食货物的接卸、中倒、灌包及散装作业.

2　面临问题

由于卸船所用1#、2#非连续计量秤安装在BC3、BC4皮带机头部，距码头卸料大机约700 m，按照皮带机额定带速3.15 m/s计算，物料从接卸至计量秤约需要700/3.15=222（s），公司所有1#、2#计量秤从第三个工作循环周期开始显示流量，这约需要60 s时间.因此，在不计算物料落差的情况下，物料从接卸至中控显示流量需要至少4.7分钟.卸船流量一直有中控室指令员从上位监控，但由于有这4.7分钟的延时，一二期卸船流程多次因流量过大引起机损事故.但卸船时门机抓取货物若控制太小将直接影响卸船效率，若太大又将使设备过负荷工作，降低设备使用寿命.这就迫切要求我们在散粮设备安装限流量装置，以提高卸船效率，延长设备使用寿命.

我们组织技术骨干，成立改造小组，对以上问题进行专题研究.散粮一二期卸船流程设计输送能力为1 000 t/h，但考虑设备投产已有10年时间，诸多老化严重，最终我们将流量上限设置在850 t/h（此信号可根据现场进行大小设定），并且现场用接近开关采取过流量信号，此信号传输至PLC，通过程序连锁实现过流量停机功能.这样，既能达到流量过大使设备停机，避免设备长期处在过负荷下工作，延长使用寿命；又能实现自动保护，不用中控指令员长期观察卸船流量，降低生产劳动强度.

3　问题研究讨论并制定方案

3.1理论研究与讨论

考虑到过流量停机后的启动问题，若过流量信号作用于BC1和BC2皮带机停机，由于过流量时设备上本身物料就比较多、流量较大，担心会出现压死皮带机情况.同时，考虑到由于三期投产，已将码头MB1、MB2皮带机由以的1 000 t/h额定流量改造为1 500 t/h，带载能力显著增强，最终我们选择过流量信号作用于使MB1和MB2皮带机停机.在皮带机各保护信号中，考虑到“液力耦合器”信号出现的报警机率相对来说最少，我们最终将过流量信号作用于MB1、MB2“液力耦合器”信号.

3.2实际改造

3.2.1现场加装控制装置

2014年7月，我们通过现场考察研究，最终确定将接近开关安装在BC1、BC2皮带机的尾部，通过控制电缆连接至头部原料流接线盒，实现信号与PLC相连.为了验证可行性，我们决定先对BC1皮带机进行改造.7月4日，由机械技术人员现场测量并制作安装架，我队也进行现场布线.9日，进行现场安装并接线、调试接近开关动作值，经过现场试验，中控可收到“LL_BC1”信号，故方案可实施.现场安装情况见图1.

3.2.2上位程序改动实施

随后，我们对相应程序进行了修改.首先，对现场新加接近开关采集到的“%I46”信号进行延时（见图2），根据现场门机物料情况，我们采取10秒的延时，有效地避免了由于流量不均匀引起的误动作.

图1　现场安装实物图

图2　PLC程序10 s延迟功能块图

其次，将在码头皮带机MB1运行情况下，将延时后的“LL_BC1”信号并入“GW_MB1”信号中，更改前后情况见图3：

图3　料流报警与过温信号合并程序块图

根据原程序改动后梯形图见图4.

图4　料流报警与过温信号合并程序梯形图

可得知：现场输入信号“%I46”置“1”，10秒后，将出现“BC1料流”信号和MB1因“液力耦合器过温”信号停机.

随后，我们通过部门领导，积极联系公司生产部人员，进行停机更新程序，最终于7月13日完成调试工作.

4　效果验证

4.1现场回馈效果分析

11月份，我们对改造以来MB1故障停机进行了统计，其中因BC1料流引起的故障为5次，并对这5次记录进行跟踪查找，均为流量超过设定850 t/h所引起，使用效果良好.随后，我们在木片、木薯干卸船流程中也安装了限流量装置.

通过本次活动，不仅有效地杜绝了设备由于过负荷工作引起的重大机损事故，大大降低了设备的故障率，提高了工作效率，有利于公司的长远发展，还有效避免了由于流量过大引起的溢料事故.据以往每年溢料20次，每次溢料15 t计算，20人每清理15 t需要1天时间，按照人工费120元/天计算，清理人工费用为20×120×20=4.8万元.本次改造共需材料费用800元，本次活动所获得的经济效益为4.8-0.08=4.72万元/年.

本次获得的经济效益虽然微薄，但若设备因流量过大压死无法启动，就需要人工扒料，不仅会造成人力、机械的消耗，还会直接影响卸船效率，造成船舶无法及时离岗.

4.2直接经济效益

限流量装置加装后，有效地杜绝了设备由于过负荷工作引起的重大机损事故，大大降低了设备的故障率，同时也提高了工作效率，有利于公司的长远发展.

4.3间接经济效益

本次改造杜绝了由于卸船流量过大引起的故障停机和机损事故，有效地防止了溢料事故的发生，受到了公司及广大客户的好评，提高了港口声誉，增强了市场竞争力.

参考文献：

[1]何业钢.港口科技[M].上海市中国港口协会, 2012-7-20.

刘静（1989-），男，助理工程师；专业方向为电气工程及其自动化专业.

王江涛（1991-），男，助理工程师；专业方向为电气工程及其自动化专业.

摘要：为了提高公司皮带机散料卸船效率，提升设备自动化程度，降低设备运行时人员投入量，确保设备长期安全稳步有序高效地进行生产作业.基于各条卸船流程最大流量负荷的差异，为防止设备人员操作、维护、监管的疏忽导致皮带因超负荷或其他原因而导致的一系列问题出现，我们设计出皮带机限流量（流量报警）装置并协同PLC控制，最大限度地降低了上述问题的出现.

关键词：皮带机卸船；自动化；流量负荷；限流装置；PLC控制

Abstract：In order to improve the bulk discharging efficiency of belt conveyor in my company, Improve the equipmentsƳ automatic degree，reduce itƳs operating personnel inputs，to ensure a long-term safety operating steadily、orderly and efficiently.Based on the maximum flow load difference of every discharge process，For preventing personnelƳs operating、maintenance or regulatory oversight in belt cause a series problems of overload or others，We designed the belt conveyor limit flow（flow alarm）device controlling together with PLC ,which Minimize the occurrence of the above problems.

Key words：Belt conveyor discharge；Automation Flow；load Flow；limited device；PLC control

作者简介：王文建（1982-），男，助理工程师；专业方向为电气工程及其自动化专业.

收稿日期：2014-12-28

中图分类号：S229+.2