露天料场移动设备的供电及控制信号传输

0 引言

目前，在工业厂矿生产作业中移动机械设备的供配电通常采用型钢式滑触线或软电缆悬挂于吊索、滑轨上移动的方式进行。虽然这些方式较为经济、简单，但存在着对使用环境要求较高，移动距离有限，电能损耗较大，安全性较低，故障率较高，日常检修维护困难等弊端，特别是在室外露天的工况条件下。

随着新技术、新材料的发展，安全型滑触线因其具有安全、节能、供电质量高，运行可靠，使用寿命长，安装检修维护方便，外形美观紧凑的明显优势，被逐步广泛推广应用。

在一新建的大型工业露天原料堆场工程中，工艺系统要求：数台大型移动设备供配电和控制信号必须连续、可靠，物流输送设备间需进行电气联锁控制，且工作运行环境条件恶劣（露天、雨季、高温、多尘）。针对该要求的特殊性，经多方案比选后，我们设计分别采用单极、多极导管式安全型滑触线为上述移动设备提供电能及控制信号传输，实现电气 PLC 系统控制信号的动态采集和实时交换功能，完成对料场工艺过程的自动控制。

1 工程概况及工艺

该露天原料堆场为一新建日产550t 活性石灰生产线配套的原料（石灰石矿）储运系统。占地面积7680m2‚堆料设计高度8m‚总储料量可达2∙78万 t。堆场主要采用高架式输送设备（标高＋11∙30m的 T 型皮带通廊‚上装气垫式皮带输送机‚其中1＃ 机长度为116m‚5＃ ～8＃ 机长度为100m）。堆场工艺设备平面布置如图1所示。

工艺流程：生产原料（石灰石矿）由火车运至堆场一侧，经专用链斗式卸车机将料卸到1＃皮带机上，再经2＃皮带机输送至中间料仓。通过控制中间料仓内电动闸板阀选择不同料流去向：（1）经3＃旋转皮带机，进入1＃ 原料过渡仓，经11＃ 皮带机将料直接输向加工生产线；（2）经3＃ 旋转皮带机‚进入2＃原料过渡仓，经9＃皮带机将料输送到储料罐系统（原有），据生产需要，再取出投入加工生产线；（3）经3＃旋转皮带机，将料送入原料堆场的4＃皮带机，由其卸料小车按堆场监控的结果，分别将料输至5＃～8＃皮带机上，通过各机的卸料小车向指定的料场卸料点进行布料堆存。

2 输电装置的设计选型及安装

按工艺要求，整个原料堆场系统的生产过程需要实现计算机监控及自动控制。由于该堆场的主要输料设备均为移动式，即链斗式卸车机、带卸料小车（三台双向卸料，二台单向卸料）的气垫式带式输送机。生产过程中不仅要完成对带式输送机的走行、卸料传动和气箱风机传动电动机的供配电，还需为计算机监控、PLC 控制系统提供准确可靠的检测信号（包括小车定位、卸料点料高、皮带机带速、打滑和跑偏等），所以，对于上述移动设备供配电、控制信号的传输方式和方法就成为该控制系统能否满足工艺生产过程设计要求，实现自动化功能的关键要点。

2∙1 设计选型

为满足上述工艺系统的控制要求，根据各单机系统负载总功率、接电持续率，需传输的控制信号量等条件，经对多种现有输电方式的反复比选后，*后确定采用单极导管式滑触线实现移动设备的供配电；采用多极导管式滑触线实现移动设备的控制信号传输，且各移动的气垫式皮带输送机均配置两组8极导管式滑触线输电装置。

其中，单极导管式滑触线为生产厂标准型号，仅按各设备的额定电压、额定电流选取即可；多极导管式滑触线则需对基本符合要求的 DHG 系列产品进行技术性改进。在经双方技术交流、反复研讨设计、研制后，定型为 DHGFJ-8-15／80。其特点如下：

（1）导管外壳采用铝合金新型材料，防护等级达 IP34。

（2）导管内注塑固定模块嵌入对称的4×2组通长铜导轨，构成输电母线。

（3）集电器滑块采用对应极数数量的、错位排列的压缩式电刷，用之滑动导电。

（4）集电器小车与集电器滑块构成一体，紧凑、灵活。

（5）移动设备移动时，拖动集电器小车同时移动，集电器在导管内经电刷与通电的导轨滑动接触，有效地控制接触电弧和串弧现象，将电能信号可靠输送至受电设备。

（6）多极母线集成一体，运输、安装、调试检修

2∙2 安装设计

根据该工程高架式皮带通廊的土建结构形式，安装设计必须满足滑触线固定可靠、施工便捷；正常工作安全、运行平稳；日常维修方便的要求。设计要点是：（1）安装位置的确定；（2）滑导悬吊方式的选择；（3）设定全线校直基准点；（4）接地方式的确定等，具体设计如图2所示。施工中特别应注意滑导全线运行轨道中心线平行度、直线度均不大于1∙5mm／m 的调校，以保证全线与移动用电设备轨道的平行度。

3 结束语

整个原料堆场各皮带输送机的导管式滑触线装置通过单机调试、料线联调、系统联调及带负荷生产运行，实现了移动设备的安全供配电，完成了为 PLC 系统提供所需的控制、检测信号功能，达到了设计的预期要求和目的。

在实际运行过程中，因料线频繁启、停运行‚曾出现个别滑线段接触**，信号丢失或掉电故障。为此，将料线各组控制信号的滑触线均分别加装一组集电器即构成每组（条）滑触线由两套集电器并联方式运行，增加了信号传输的接触点，使得信号传输更为可靠和准确。