浅谈阿曼一期港口胶带机的电气设计 阿曼的港口

　　摘 要：阿曼一期20条胶带机的现场接线箱设计按照Vale要求，几条较长的胶带采用了分站接线箱的设计思想，并把光纤通讯技术应用到胶带机的电气设计中。 　　关键词：ABB S800 I/O；光纤通讯；Profibus
　　中图分类号：TF083.2 文献标识码：A
　　
　　巴西淡水河谷公司阿曼一期苏哈港项目共20条胶带机，其中13条采取Profibus与上位机通讯，另外7条为普通电缆直接连接。外方通过了我们动力接线箱（PJB）加控制接线箱（JB）的设计思想，即现场的一些用电设备会通过我们的动力接线和用户的供电装置连接，而控制信号则与动力设备完全分离，接进我们的控制接线箱，再通过光缆或电缆与用户连接。
　　1 采取Profibus通讯 的13条胶带
　　巴西淡水河谷公司(Vale)阿曼一期苏哈港项目共20条胶带机，其中TR-1005-01、TR-1005-02、TR-1005-03、TR-1005-05、TR-1005-06、TR-1010-04、TR-1010-05、TR-1010-07、TR-1010-09、TR-1010-11、TR-4005-01、TR-4010-01、TR-4010-03 13条为大于100米的胶带机，采用Profibus通讯协议与上位机连接。
　　我们通过赫斯曼Hirschmann的光电转换器OZD把胶带机现场信号通过电口Profibus（RS485）信号转换成光口Profibus（BFOC/ST 2.5）信号，再通过铺设50/125 μm单模光纤传给中控室，传输距离达到了4000m，这样就解决了信号由于距离长而衰减的问题，减小了控制系统误动作或动作延迟发生的可能性。
　　有些超过1公里的皮带我们采取了多个中间IO分站的方式，整条胶带机设2个或者4个控制接线箱（JB），视距离长短而定。这样做是考虑到我们的控制电缆KVVR 4*1.5 的传输距离。各个接线箱之间同样是用到了光纤通讯的方式，但由于有多个分站，光电转换器OZD之间也有多个拓扑结构，分为点对点、线性、星形和环形。由于我们的设备是整条的长距离胶带机，所以星形拓扑并不合适，而环形拓扑则需要更长距离的光纤组网，这样做是不经济的。为了节约成本，我们最后选用了线性的拓扑结构，见图1。
　　我们选取的OZD型号为G12，它有1个电口和2个光口，传输距离为3000米。其中CH1(通道1)为Profibus的RS485总线，CH2、CH3（通道2、通道3）为光纤接口BFOC / ST 2.5。
　　这个项目中的控制系统，我们应用户要求，选取的是ABB S800 IO产品。S800 I/O作为分布式过程I/O站，为模块化设计，经济，灵活，易于安装，接线。所有I/O模块都安装在模块底板TU810上，可直接进行插拔操作，更换容易。另外，所有的接线都在底板的接线端进行，分为A,B,C三排端子，这样对接线的操作也更加简单，大大降低了接线的错误率，如图2。
　　所有得底板都将连在一起，最后与Profibus通讯模块CI810连接，CI810再通过Profibus-DP通讯电缆与光电转换器OZD连接，把电信号转为光信号通过玻璃光纤介质传给远方控制系统。这些信号里有对设备的测温的模拟量信号，测速的4-20mA信号，报警的开关量信号，远方控制室的PLC通过组态分站对这些信号进行处理，实现胶带机远方自动控制的功能。
　　2 通过硬线连接信号的7条胶带
　　TR-1010-01、TR-1010-02、TR-1010-03、TR-1010-06、TR-1010-08、TR-1010-10、TR-4010-02的长度都小于100米，不需要分站，所以取消IO分站。但由于有测温PT100的模拟量存在，而其传输的距离比较近，所以在我们的设计中通过使用温度变送器TT把PT100的信号先转换成4-20mA再传给上方PLC，这样会减小信号的衰减。
　　TR-1010-06这条胶带机比较特殊，它是整体可移动式的胶带机，除了几个限位信号在地上，所以的保护开关信号都在车上。它通过行走电机使整体设备在轨道上进行移动，到达指定的仓位停止移动并开始卸料。对此我们设计了2个接线控制箱，一个设在车上，一个设在地面上，并通过电缆滑线系统使之连接。
　　小结
　　胶带式运输机是传统运输大运量散状物料的主要机械。近些年来，胶带机向着大规模、高运量、长距离的方向发展。对于长距离的胶带机，现场自动化控制点比较分散，而对信号的传输质量要求就会提高。通过光纤传输是解决长距离因素的一个很好方案，在国内很多项目我们已有成功案例，距离上也比阿曼一期项目最长的胶带机长，所以在阿曼一期项目中应用光纤技术是比较成熟的。这也与外方的思想一致，简单高效是他们所追求的目标。
　　通过阿曼一期项目的设计可以感觉到，国外项目对现场接线箱的要求和重视程度很高。大到整体防护等级，小到每个端子号，这些都有一定的规范和标准。所以在我们以后的设计中应尽量适应国际上的标准，达到精准和高效，避免事倍功半和发生设计上的错误，真正做到未雨绸缪。
　　参考文献
　　[1]DTⅡ型固定式带式输送机设计选用[M].北京：冶金工业出版社，1994.
　　[2]西门子工业网络通信指南[M].北京：机械工业出版社，2003.
　　[3]Control IT S800 I/O站选型手册.ABB(中国)有限公司，2009.

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