纠 建，王 进

（陕西北元化工集团有限公司，陕西 榆林719319）

陕西北元化工集团有限公司乙炔分厂干法发生装置固相反应物在搅拌推动下由上至下运动到发生器底部由干渣下料器排出； 含水量6%~10%的电石渣由干渣输送器、干渣斗提机送往电石渣仓，电石渣仓内的干渣经管带机送往水泥公司。 管带机故障将直接导致干渣仓料位上升， 干法发生全部停车， 全公司两条线停车。最常见故障为拉绳跑偏故障，料流故障，堵料，电流异常，变频器故障，无法起停等。 经过以下3 个阶段对故障逐个分析，各个击破，实现了管带机零故障的目标。第一阶段主要处理拉绳跑偏，料流，堵料问题；第二阶段主要处理电流，频率，通讯异常等问题； 第三阶段对整个控制机房进行整体搬迁，彻底解决环境差的问题，这样变频器问题和应急处置等问题都得到了解决。

1 管带机控制原理

1.1 起停控制

起停分为远程及就地，就地起停方式为，I2.0 预警开关动作，M0.3 输出，报警器预警，T101 计时18 s，触发M0.4 寄存器， 具备启动条件。 点击启动按钮I0.1，M0.0 自锁， 管带机启动； 点击停止按钮I0.2，M0.0 自锁解除，管带机停止，远程起停方式为基于西门子Profibus-DP 模块的控制方式， 然后通过EM-277 与PLC 通讯。 起停控制示意图见图1。

1.2 故障控制

故障主要有拉绳故障、 机尾轻跑偏、 机尾重跑偏、机头轻跑偏、机头重跑偏、料流故障、纵向撕裂故障、打滑故障、堵塞故障、变频器故障等，其中轻跑偏为报警故障，其余为停车故障，以上故障报出后，必须复位后方可重启管带机。

图1 起停控制示意图

1.3 频率给定

频率给定分就地和远程， 就地通过旋转滑动变阻器调节给到变频器的电流实现皮带运转速度的调节，远程通过PLC 程序调节至变频器的电流实现目的。其中DCS 量程4~20 ma 对应5~50 Hz，PLC 量程4~20 ma 对应6 363~32 000、5~50 Hz， 变频器量程4~40 ma 对应5~50 Hz。

1.4 电流监控

就地监控方式为电流表监控， 远程通过PLC 变送，传输至DCS 监控，其中变频器量程4~20 ma 对应0~340 A，PLC 量程4~20 ma 对应中间变量6 363~32 000、0~340 A，DCS 量程4~20 ma 对应0~340 A。

1.5 通讯方式

分别由S7-266 与EM235 采集数字量、 模拟量信号， 然后由EM-277 通信模块通过双绞线与DCS Profibus-DP 模块通讯，实现远程操控与检测。 但由于现场与控制室距离较远， 双绞线时常出现通讯中断等问题，严重制约着设备稳定运行，远程控制示意图见图2。

2 常见电仪故障处理

该公司使用的管带机跨度372 m，机尾提升高度38.4 m，皮带口径250 mm，具有跨度大，高度高，控制点多，故障影响面大等特点，运行中经常出现跑偏拉绳故障，料流故障，纵向撕裂故障，皮带打滑故障，变频器故障等问题。针对以上问题，通过前期原理研究，可行性分析，局部试验等方法，经过3 个阶段的改造，最终实现了2019 年10 月至今“零故障”的目标。

2.1 通讯改造阶段

远程控制是工业现代化进步最直接的表现，而远程通讯的稳定更是关键， 通过对周边企业的类似控制方式研究， 发现使用光纤通讯可以很好地避免电磁干扰和信号衰减。 为此，在变频器柜和DCS 分别增加光膜转换器，先把模拟信号转换为光信号，传至DCS 后再转换为模拟信号，远程控制改造示意图见图3。

图2 远程控制示意图

图3 远程控制改造示意图

2.2 故障检测装置整改阶段

拉绳跑偏由于长时间暴露在室外， 受雨水及粉尘的影响，多数出现进水、卡滞现象，特制作了保护壳，使其免受外界环境影响，并在机头、机尾增加跑偏开关，避免皮带跑偏；料流开关是检测机尾料多少的主要装置，但机尾环境恶劣，料流开关短时间内就会卡滞，无法动作，且皮带滚筒，托辊等也时常因为环境原因出现卡滞，为此，在机尾空间增加除尘器，彻底改善环境因素； 纵向撕裂装置是检测皮带纵向撕裂的，当皮带撕裂后会下垂，从而触碰检测装置挡杆，停管带机，起初该装置经常出现误动作现象，后期经讨论，没必要设置该装置，因此拆除了纵向撕裂装置；针对打滑问题，经过精确计算得出正常运行电流和打滑电机电流，并在DCS 设置联锁，低于设置电流即停管带机。

2.3 控制室及控制方式的改造阶段

控制室位于45 m 罐顶，粉尘大、风沙大，导致管带机变频器本体温度较高， 电石粉尘进入变频器内部，造成变频器主板烧坏，由于产量任务重，变频器在无备机的情况下，长周期满负荷运行，故障频繁。为此，再安装一台美国AB 罗克韦尔90 kW 变频器，变频器主电源由化工分公司307 变电站供电， 备用电源由水泥公司变电站供电， 并对控制室全密封处理，加装10 P 空调，但空调故障率又开始增加，经常自动关机，使得控制室温度偏高，且出现故障后人员无法在短时内出现在45 m 罐顶，最终，将控制室整体搬迁至罐底，环境得到大的改观，至此再未出现变频器故障问题。 控制室及控制方式改造示意图见图4。

图4 控制室及控制方式改造示意图

2.4 PLC 程序优化

原程序中针对管带机启动前有一个预警的过程，但现实操作中，现场是无人的，故去除该过程；当PLC 失电时，DCS 显示电流为负值， 在PLC 中修改电流量程，使之一直处于0~340 A；增加电机过热保护和电机散热风扇故障保护。

3 改造后效果

通讯稳定， 未发生任何通讯中断和数据丢失事件；检测装置改造后，未出现误报现象，可以很好的检测设备运行状态；控制室整体搬迁后，变频器故障率为零，人员巡检路线大为缩减。

4 结论

通过反复探索与研究，对管带机通讯方式、检测装置、控制室的一系列改造，经过长时间的实践，管带机运行平稳、可靠，保障了生产的正常运行。