Systemy sterowania przenośnikami i przenośnikami
Najbardziej złożone są schematy sterowania przenośnikami systemów przenośnikowych. Należy przewidzieć blokady współpracujących przenośników, aby zapewnić uruchamianie i zatrzymywanie silników bez blokowania transportowanego ładunku.
Silniki przenośników uruchamiane są w kolejności przeciwnej do kierunku ruchu ładunku, a zatrzymanie linii inicjowane jest wyłączeniem silnika przenośnika, z którego ładunek wchodzi na kolejne przenośniki.
Całkowite wyłączenie linii może również nastąpić w przypadku jednoczesnego wyłączenia silników. Na polecenie zatrzymania podawanie ładunku na przenośnik główny zatrzymuje się, a po czasie potrzebnym na przebycie przez ładunek całej trasy linii następuje automatyczne wyłączenie wszystkich silników. Kiedy jeden przenośnik się zatrzyma, silniki wszystkich przenośników zasilających zatrzymany przenośnik muszą się zatrzymać, a kolejne przenośniki mogą kontynuować pracę.
Równoważenie obciążenia w napędach o zmiennej prędkości
W przenośnikach długodystansowych z wielosilnikowym napędem elektrycznym zadaniem jest automatyczne sterowanie poszczególnymi silnikami w celu redystrybucji obciążenia pomiędzy nimi i zapewnienia równomiernego naprężenia taśmy na całej jej długości. Dotyczy to zarówno pracy ze stałą prędkością taśmy, jak i procesu uruchamiania przenośnika.
Automatyzacja systemów przenośnikowych
Stopień automatyzacji systemów przenośnikowych determinowany jest stopniem automatyzacji funkcji sterowania, zastosowanymi środkami technicznymi oraz rodzajem konstrukcji układu sterowania.
Zautomatyzowane systemy sterowania (ACS) instalacji przenośnikowych realizują następujące funkcje: automatyzacja uruchamiania i zatrzymywania grup silników elektrycznych z centralnego pulpitu sterowniczego, monitorowanie wejścia do eksploatacji każdej maszyny, monitorowanie stanu mechanizmów wszystkich maszyn w grupie , wykonywanie poszczególnych czynności pomocniczych podczas ciągłego ruchu towarów (rozliczanie, dozowanie, regulacja wydajności itp.), automatyzacja załadunku, rozładunku i dystrybucji towarów w określonych punktach-adresach za pomocą systemów automatycznego adresowania ładunków, kontrola zapełnianie bunkrów i wydawanie towarów w zależności od ich zapełnienia.
Ze względu na rodzaj konstrukcji instalacje przenośników ACS dzielą się na scentralizowane i zdecentralizowane systemy sterowania, a także systemy o strukturze mieszanej, przy czym wszystkie trzy typy konstrukcji mogą być jednopoziomowe i wielopoziomowe. W przypadku złożonych ACS z instalacjami rurociągów zaleca się stosowanie zdecentralizowanego, wielopoziomowego ACS.
Struktura ACS wraz z instalacjami transportowymi obejmuje szereg praktycznie autonomicznych podsystemów. Zwykle występują cztery takie podsystemy: sterowanie technologiczne i prezentacja informacji, sterowanie automatyczne, regulacja, zabezpieczenia technologiczne i blokady.
Podsystem sterowania technologicznego i prezentacji informacji realizuje: sterowanie (pomiar, prezentacja), sygnalizację, rejestrację, obliczanie wskaźników techniczno-ekonomicznych, komunikację z innymi podsystemami zautomatyzowanego systemu sterowania poprzez instalacje przenośnikowe.
Informacje o stanie systemów przenośników i ich napędów pochodzą z czujników, wskaźników położenia, z wyłączniki krańcowe i drogowe, styki pomocnicze rozruszników, styczników i urządzeń funkcjonalnych. Kontrola parametrów instalacji przenośnikowych, o których informacje są stale wymagane przez obsługę, jest powielana przez oddzielne zestawy pomiarowe do pracy ciągłej.
Kontrola obecności obciążenia na taśmie, płycie itp. przeprowadza się w celu zapobieżenia przeciążeniu korpusu roboczego, a także przepełnieniu urządzeń przenoszących w punktach przesypowych. Jako czujniki obecności ładunku w rozpatrywanym podsystemie stosowane są czujniki kontaktowe (czujniki typu push) i bezdotykowe. Jako czujniki zbliżeniowe stosowane są czujniki indukcyjne, radioaktywne, pojemnościowe i fotoelektryczne.
Obecność ładunku na taśmie jest monitorowana za pomocą czujników, które zamykają obwód elektryczny, gdy urządzenie impulsowe odbiega od masy przenoszonego ładunku. Element impulsowy w konkretnym przypadku może być wykonany w postaci ostrza lub rolki.Przy określonym obciążeniu wisząca gałąź ruchomego pasa obraca wirnik czujnika, włącza alarm i wyłącza napęd elektryczny przenośnika. Podczas transportu sztuki towaru, jeśli jest on przeładowywany z jednego przenośnika na drugi, przestrzegane są minimalne dopuszczalne odstępy między poszczególnymi towarami.
Sterowanie ruchem ładunków na przenośniku taśmowym może odbywać się za pomocą współosiowo rozmieszczonych źródeł i odbiorników promieniowania radioaktywnego. Sygnał radioaktywności, którego poziom zależy od grubości warstwy materiału na wycieku, jest przetwarzany i wysyłany do urządzenie wyświetlające, a następnie do serwomotoru sterującego drzwiami zasobnika. Jednocześnie sygnał z przetwornika podawany jest do integratora, który wskazuje ilość przewożonego ładunku.
Kontrolę pasa omijającego można przeprowadzić za pomocą aparatu AKL-1, którego zasada działania opiera się na rolowaniu rolki kontrolnej po niepracującej stronie pasa. W przypadku braku taśmy nad rolką dźwignia pod działaniem obciążenia obraca się i wyłącza rozrusznik tego ostatniego. Czujniki bezdotykowe, na przykład czujniki fotoelektryczne, które są wykonane w postaci fotokomórek z zewnętrznym efektem fotoelektrycznym, fotorezystancji lub fotokomórki z warstwą blokującą, mogą być również wykorzystane do kontroli wycieku taśmy.
Kontrola poślizgu i zerwania pasa odbywa się za pomocą urządzenia reagującego również na zerwanie pasa, naruszenie integralności łożysk tocznych oraz pracę silników. Zasada działania urządzenia polega na wyznaczaniu czasu obrotu dźwigni zamocowanej na osi napędzanego bębna przenośnika.Wraz ze wzrostem czasu obrotu dźwigni, co może być spowodowane jedynie poślizgiem taśmy, podawany jest sygnał do wyłączenia przenośników podających i ślizgowych.
Sterowanie ruchem organów trakcyjnych odbywa się za pomocą przekaźnik prędkości, które dzielą się na mechaniczne (dynamiczne, odśrodkowe, dynamiczne bezwładnościowe, hydrauliczne) i elektryczne (indukcyjne i tachogeneratorowe).
Na przenośniku taśmowym położenie przełącznika prędkości można określić dowolnie, ponieważ prędkość taśmy na długości przenośnika nie zmienia się w żadnym trybie (zwykle jest on umieszczony na wale bębna ogonowego). Lokalizacja przekaźnika prędkości na długich przenośnikach ma znaczący wpływ na niezawodność podsystemu sterowania procesem (najbardziej niebezpieczne jest pęknięcie przekładni napędowej), dlatego przekaźnik prędkości montowany jest na pustej gałęzi za napędem.
Sterowanie punktami przeciążeniowymi odbywa się poprzez blokowanie alarmów w punktach przesypowych, których działanie opiera się na odchyleniu elementu ruchomego np. do płytki czujnika, co powoduje wyłączenie silnika przenośnika podającego.
Kontrola stopnia napełnienia instalacji leja odbywa się poprzez zainstalowanie czujników górnego i dolnego poziomu materiału, co umożliwia automatyczne wyłączenie silnika przenośnika ładunkowego w przypadku przepełnienia leja oraz silnika przenośnika, na który odbywa się rozładunek, w przypadku braku materiału w leju zasypowym.
Czujniki automatyki kolejowej określają stałe połączenie ruchomego łańcucha, wózków, wieszaków oraz poszczególnych mechanizmów transportowych z podsystemem sterowania procesem. Element ruchomy w taki czy inny sposób (najczęściej poprzez kontakt mechaniczny) oddziałuje na sondę czujnika, która przekazuje sygnał bezpośrednio do czujnika, na przykład do styku lub bezdotykowego wyłącznika krańcowego.
Czujniki automatyki torowej zapewniają poprawną pracę urządzeń przenoszących, kontrolują względne położenie wózków z zawieszeniami oraz wykonują inne podobne operacje podczas pracy przenośnika.
Na przykład w nowoczesnych przenośnikach pchających występują głównie trzy ujednolicone typy czujników: wózek, popychacz i wolny popychacz. W nowoczesnych czujnikach automatyki kolejowej właściwym czujnikiem jest czujnik indukcyjny czujnik zbliżeniowy.
Podsystem sterowania technologicznego i prezentacji informacji musi być wyposażony w dwukierunkową dźwiękową sygnalizację eksploatacyjną i ostrzegawczą, w szczególności uruchomienie przenośnika musi być poprzedzone sygnalizacją dźwiękową.
Podsystem automatycznego sterowania instalacjami przenośnikowymi realizuje następujące funkcje: sekwencyjne uruchamianie silników linii przenośnikowej w kolejności przeciwnej do kierunku przepływu ładunku, z niezbędnym opóźnieniem między załączeniami, zatrzymanie całej linii z centralnego sterowania panelu i każdego przenośnika w miejscu instalacji, lokalne uruchamianie każdego przenośnika (z wyłączonymi blokadami) w obu kierunkach podczas ustawiania, regulacji i testowania linii, automatycznie ustawiając obwód sterujący w pozycji „wyłączony” w przypadku braku napięcia.
Standardowo przycisk start umieszczony jest na centralnym pulpicie sterowniczym, a przyciski stop w kilku miejscach w każdej hali produkcyjnej, na chodnikach przejściowych, przy siłownikach, w strefie załadunku i rozładunku - dla szybkiego awaryjnego zatrzymania przenośnika i zapobiegać wypadkom. Kiedy jeden przenośnik na linii produkcyjnej zatrzymuje się nieprawidłowo, wszystkie poprzednie przenośniki są natychmiast zatrzymywane.
Automatyczne adresowanie towarów przy wykorzystaniu systemów przenośnikowych wiąże się z rozwiązywaniem następujących zadań: sortowanie zapakowanych towarów według określonych sekcji magazynu, regałów, stosów, torów powietrznych, pojazdów, rozdzielanie towarów sypkich między bunkry, silosy lub stosy, z wydawaniem towarów sypkich i jednostkowych w ustalonej kolejności ze stosów, regałów, kontenerów, silosów, odcinków akumulacyjnych z różnych przenośników do określonych punktów w magazynie, na przenośnik, pojazd itp.
W automatycznym adresowaniu towarów pakowanych stosowane są dwie metody: zdecentralizowana, gdy nośnikami adresu są same towary oraz scentralizowana, gdy trasa przewozu towaru jest ustawiana na panelu sterowania.
Zasada działania zdecentralizowanych systemów adresowania opiera się na dopasowaniu zastosowanego programu do nośnika adresu i skonfigurowanego dla tego programu urządzenia odbiorczego (odczytującego). W takich systemach elementy wykonawcze (napędy strzałek, rolki ubijające, przenośniki łańcuchowe) otrzymują polecenia bezpośrednio od adresowanego obiektu. Główne typy systemów zdecentralizowanego adresowania towaru to elektromechaniczne z kolcami lub szpilkami, fotoelektryczne, elektromechaniczne flagowe, optyczne, elektromagnetyczne.
Podsystem regulacji realizuje następujące funkcje: uzyskiwanie informacji o aktualnej wartości parametrów kontrolowanych, porównywanie aktualnych wartości parametrów kontrolowanych z wartościami zadanymi, tworzenie prawa regulacyjnego, wydawanie czynności regulacyjnych, wymiana informacji z innymi podsystemami.
Na przykład system automatycznej regulacji wydajności instalacji przenośnikowej jest zorganizowany na podstawie informacji otrzymanych z czujników, które mierzą prędkość ruchu ładunku, obciążenia liniowego i wpływają na położenie bramy, prędkość podajników.
Podsystem zabezpieczeń i blokad warunkuje minimalizację strat ekonomicznych w celu przywrócenia sprawności urządzeń instalacji przenośnikowych. Podsystem zabezpieczeń i blokad spełnia swoje zadanie poprzez zapobieganie lub eliminowanie sytuacji prowadzących do zakłócenia procesu technologicznego lub uszkodzenia urządzeń.
Szczególną rolę odgrywa niezawodne działanie blokad dodawania układów instalacji przenośnikowych w okresie rozruchu i wyłączania.
Instalacje przenośników są wyposażone w blokady, które wyłączają napęd przenośnika, gdy taśma się ślizga, pęka taśma poprzeczna i wzdłużna, taśma odchyla się na bok poza ustalone odchylenia, temperatura bębnów lub innych mechanizmów transportowych wzrasta powyżej wartości dopuszczalnej.