断链检测保护方法

王福臣

（杰瑞环保科技有限公司，山东 烟台 264003）

0 引言

在采用链传动方式的物料传输系统中，如果某链节断裂后，而设备主动系统继续运转，将导致设备损伤程度加深，直至电动机跳闸或烧毁。为了保护设备及其传动机械部件，通常会设有断链检测装置。检测原理是：在从动轴端安装有多齿（如4齿、6齿等）金属码盘，用接近开关来检测码盘的检测齿，当接近开关碰到检测齿时信号导通，证明链条处于正常转动状态。如果在设定的时间内没有检测到信号，则认为链节断裂，PLC系统会发出指令停止设备运转，并进行声光报警提示。

本文通过采集设备各种传动参数，应用PLC运算功能，设计出一套计算公式，可以自动计算出不同频率情况下断链检测信号的检测时间，并根据检测时间设计了信号常有或常无状态情况下的报警程序，减少人为错误，提高设备运行稳定性。

1 控制系统设计

1.1 设备运行特点分析

链输送系统是可变频调速的，其检测齿的信号时间间隔是随着速度的不同而变化的，速度变快则检测时间就会变小，速度变慢则检测时间就会变大；时间的设定值就需要随着速度的不同而进行手动调节，这样不仅会导致设备调试周期延长，还很容易因设定的时间与转速不匹配，导致误报警或漏报警的情况，存在极大的安全隐患。

1.2 计算模型的设计

针对上述传统监测方法存在的问题，经分析研究后认为可以根据电机速度、减速机速比、检测码盘齿数等参数，通过PLC系统采集ABB变频器模拟量输出信号（运行频率反馈信号），建立公式计算，自动计算出在不同频率运行下检测信号的间隔时间，这个时间值就可作为检测码盘信号的监测时间，此时间通过HMI屏显示。

图1 PLC内计算公式

图2 信号报警程序

确认相关参数及计算方式：IN3=电机的运行频率反馈 值（Hz）；IN1=电 机 额 定 速 度（1440r/min）；IN5=减速机减速比（196.52）；IN7=码盘齿数（4个）；IN6=检测 系 数（2， 可 设 定 ）；IN2=60s；IN4=50Hz；OUT=检测 时 间；OUT=IN6×IN2×IN4×IN5/（IN1×IN3）/IN7=2×60×50×196.52÷1440÷25÷4（IN3=25Hz）=2×16.37÷4=8s，计算公式如图1所示。

1.3 信号问题处理

正常情况下要检测码盘的信号间隔时间，在计算的时间内没有检测到信号，则认为断链；另一种情况是，如果一直能检测到信号，则在程序中也认为断链；此两种情况都会报警并停止变频器运行。PLC程序如图2所示。

1.4 H MI屏显示

在监控屏上设有变频器运行速度的设定参数、断链检测时间显示参数，如图3所示。

图3 HMI屏显示

2 设备调试

在程序完成设计后，需要进行调试，调试中需要注意几点：

（1）在不同频率下验证设计的计算公式是否正确：输入不同的频率参数，PLC自动计算出时间并通过HMI屏显示不同的值，频率越高，时间值越小；

（2）核对HMI 显示的检测时间与实际检测时间是否匹配：在从动端码盘处计量信号的间隔时间，多次计量取平均值，与HMI显示时间进行比较，如果小于显示值，则认为计算正确；

（3）模拟故障及停止功能：模拟信号常无（丢失信号）或常有（一直有信号）状态，测试设备停止反应时间；

（4）公式中检测系数的确认：设定检测系数的目的，用于弥补信号的间隔时间。由于变形或不同心等原因，可能会造成信号丢失，此系数就是用于弥补丢失的信号。

结语

PLC功能强大、应用灵活，通过与触摸屏的配合使用，正成为设备控制系统标准配置的发展方向。此计算方法不一定是最优的，还请大家在设备开发过程中，深入分析、对设备进行了解，详细验算，开发出性能更好的控制系统。