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摘 要 皮带机作为高效的连续运输设备，在港口、矿场以及电厂都是生产环节中必不可少，因此其保护装置近些年也在逐步完善和提高，但截至目前尚无专门对皮带机回程皮带异物进行检测的应用。对此黄骅港在结合实际生产过程中发生的回程异物情况，有针对性的设计了回程异物检查装置，并在现场应用中取得了不错的成效。
关键词 皮带机；回程皮带；保护装置
中图分类号：TH222 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）10-0017-03
皮带输送机组在现代的港口和工业部门中应用相当广泛，它具有输送效率高的明显特点，为大宗散装物料的输送提供了一种十分有效的手段。黄骅港作为全国第二大煤炭输出港，皮带机有着大量的应用，全长超过100千米，因此皮带机列为生产保障的重要设备，各类保护装置均已安装，但是在一些特殊的工况下，由于工作条件和被运物料的原因，时常发生皮带的堵料和撕裂故障。虽然皮带机堵料或撕裂故障均有相应的检测开关，但因现场故障情况多样，原有形式单一的堵料或撕裂开关的保护效果并不令人满意。同时当堵料或撕裂故障发生时，常伴随着皮带机回程皮带存煤载煤的现象出现，而回程皮带载煤（或异物）轻则造成输送过程的不顺畅，重则引起设备的严重损坏。
因此，鉴于上述故障发生时所伴随的回程皮带存煤载煤现象，可以通过检测回程皮带的异物情况，来判断皮带机是否发生了堵料或撕裂故障，避免异物对滚筒及皮带造成伤害，使之成为弥补原有保护开关检测效果不足、提升设备运行安全系数的有效途径之一。
1 皮带机系统简介
1.1 皮带机一般结构
皮带机是带式输送机的简称，有固定式和移动式，结构简单，效率高。以挠性输送带作物料承载和牵引构件的连续输送机械。一条无端的输送带环绕驱动滚筒和改向滚筒。两滚筒之间的上下分支各以若干托辊支承。物料置于上分支上，利用驱动滚筒与带之间的摩擦力曳引输送带和物料运行。适用于水平和倾斜方向输送散粒物料和成件物品，也可用于进行一定工艺操作的流水作业线。黄骅港皮带输送机基本上是固定式，主要运送物料为煤炭，主要由皮带、机架、驱动滚筒、承载托辊、回程托辊、紧张装置、清扫器等零部件组成。一般的电气保护和控制装置主要有：双向拉绳开关、两级跑偏开关、皮带打滑检测、皮带防撕裂检测、料流检测、堵料检测等，回程一般只有跑偏开关。
皮带输送机如图1。
图1
1.2 皮带机常见保护装置
皮带机输送综合保护控制装置主要是指打滑开关、拉绳开关、跑偏开关、撕裂开关、料流开关、堵料开关以及料位开关和料位计等，它们主要用于皮带机输送系统的设备运行状态的检测报警、紧急停机以及联所控制等。
1）打滑开关。当皮带、驱动滚筒表面有油污、水，致使皮带张力不足时，皮带便会在驱动滚筒上打滑，出现这种情况，不仅会加快皮带滚筒的磨损，更严重的是会在皮带机的受料处发生堵塞，严重时会甚至溢煤现象，给正常工作带来严重隐患。因此，一般在皮带机上均设有皮带速度检测开关，以便及时检测出皮带打滑，并停止皮带机运转。
2）堵料保护。在使用皮带机输送物料时，会因物料过大、物料粘黏经常会发生漏斗堵塞现象，漏斗堵塞不仅会是煤炭溢出漏斗，而且还会将头部漏斗埋入，增加了皮带机的负荷，损坏了皮带机的部件。为了避免这类故障的发生，除了控制输送物料的质量、搞好漏斗的日常检修清理外，最主要的是设置漏斗堵塞检测装置。现堵塞开关多为接近开关，通过安装在漏斗侧壁处，在发生堵料时以检测挡板位移触发信号。
3）跑偏保护。跑偏开关是用于检测带式输送机运行过程中输送带跑偏程度并进行报警的一种保护装置，也用于在皮带严重跑偏时自动触发紧急停机。目前广泛应用的跑偏开关一般为无源机械式两级跑偏开关。跑偏开关按照一定间隔（约50 m）固定安装于带式输送机两侧支架上，跑偏开关的滚轮部分在受到偏离中心运转的输送带的边沿挤压后产生偏转，当滚轮偏转到一定角度时触发开关接点动作。
4）为便于皮带机沿线的巡视人员在发现皮带机故障时及时停车，一般皮带机系统还在皮带两侧装有皮带机拉绳开关，同时在皮带机驱动站一般设有急停开关等。
2 回程检测装置设计
2.1 需求分析
回程皮带表面理论上是无异物的，但是清扫器等皮带清扫装置存在失效的可能，造成回程带料；或因承载皮带出现过载、皮带撕裂等情况，导致异物洒落至回程皮带面。这些异物在皮带的运转过程中，会堆积到滚筒造成皮带、滚筒的损伤，严重时会导致大面积皮带或滚筒整体损坏，造成较大的经济损失。因此回程上加装异物检测装置十分必要，能够达到完善皮带机系统保护的目的，既是回程皮带、滚筒的保护装置又是皮带撕裂保护的第二道防线。
2.2 功能定位
黄骅港皮带机以运输煤炭为主，基本上为固定式，两侧均配有人行走道，方便巡视人员以及清煤人员通行，在运行过程中因煤炭中杂质较多以及煤种较杂含水率差异较大，多发的故障为堵料、跑偏以及撕裂。因此回程异物检测装置首要的功能定位是作为撕裂保护装置的延伸，检测输送带是否发生了堵料、撕裂等故障；其次是作为回程清扫装置的有益补充，有煤炭或杂物带至回程，能及时发现并进行清理，避免异物对滚筒及皮带造成严重伤害；第三，鉴于黄骅港自动化程度较高，装置运行过程不需人员操作，同时后期维护量要最低。第四，此检测装置应与现有控制系统融为一体，能够自动检测自动报警。
2.3 保护装置通用的标准
皮带机的综合保护装置是在设备功能结构中或机械结构外设置的保证人机系统安全的装置，是在设备进行结构设计时就应考虑和完成的设备组成部分，以便给企业生产、操作检查人员安全可靠的设备。皮带机综合保护装置作为设备本质安全的技术措施，要实现其各项作用，必须满足如下基本要求。
1）保护装置自身及其工作性能必须可靠。有足够的可靠性是保护装置的最基本要求，其中一是质量符合标准，应有足够的强度、刚度、稳定性、耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳性等；二是保护装置或系统设计应具备自我检查或者失效报错功能。 2）装置必须安全、环保。皮带机一般在开发区域，并属于人员活动范围，因此要采用对人体无害、对环境无害的设备实施。
3）保护装置应设计简单、安装布局合理、操作、使用方便。因为保护装置需要人员维护，就必须安装在安全合理的区域，同时便于检查拆卸、便于后期的维修。
4）在满足功能需要的前提下，力求装置简单、经济。
3 回程检测系统设计
3.1 设备选用
检测异物装置最为常见的就是传感器，但各种传感器在工作原理和结构上基本上互不相同，需根据测量距离、测量物体、测量环境等选择合理设备。根据神华黄骅港实际工况，具体参数要求如下。
1）黄骅港皮带的带宽是1.8米到2.0米不等，因此检测距离至少为2米。
2）需要检测的物体主要是煤炭等其他固态物体。
3）黄骅港因是沿海空气潮湿，同时露天安装要保证传感器防护等级不低于IP65。
4）皮带承载面和回程之间距离较近，并存在相对运动，因此传感器应采用非接触式，传感器成为新的设备隐患。
5）传感器应能够输出开关量信息，以便实现自动检测控制。
通过借鉴黄骅港已有检查开关的使用情况，并结合此设计的功能要求，选定光电传感器作为主要的检查装置。设备选型为可调区域光电传感器＼Q60VR3AF2000。此设备由发光器、收光器以及反光板组成，主要参数有：①可设定检测范围，在设定的检测范围内检测物体，关断点以外的物体将被忽略；②检测关断点从0.2到2 m可调；③使用持续状态指示灯来快速校验所有设定；④IP等级为67；⑤输出为开关量信号。
3.2 系统工作设计方案
沿皮带机间隔安装多组反光板型光电传感器，利用光反射原理完成光电控制作用，用于检测各自的检测区域内是否存在异物。在皮带机的一侧安装发光器和收光器，在皮带机的另一侧与发光器和收光器对应的位置安装反光板，发光器发出的光经过反光板反射后被光电传感器收光器接收，说明没有异物挡住反射光，判断没有异物通过，为正常情况，皮带机继续运行。当有较大异物通过光电传感器的检测区域时，使得多个光电传感器未接收到反射光，则说明有异物挡住了反射光，判断有异物通过，输出检测信号给控制器，由控制器根据来自多个光电传感器的检测信号判断皮带机故障，从而控制停止皮带机的运行，避免了较大异物对滚筒和皮带造成的严重伤害，提升了皮带机运行的安全系数，同时由于控制器在同时接收到多个光电传感器的检测信号时才进行停机操作，也避免了较小异物通过时造成的检测装置误判，有效提高了检测设备可靠性。
3.3 结构设计方案
皮带机回程皮带异物检测设备主要由五大部分组成：①电缆，用于光电传感器电源提供及信号反馈；②反光板，用于光电传感器配套使用，安装于输送皮带机一侧；③传感器，用于检测皮带异物情况，并在检测到异物的情况下输出检测信号；④控制器，与光电传感器连接，用于接收传感器的检测信号，同时根据信号判断皮带机是否故障，并输出皮带机停机指令；⑤报警装置，与控制器连接，用于根据皮带机停机指令执行报警动作。结构如图2。
1为电缆；2为反光板；3-5为传感器
图2
由图2可见在安装中，光电传感器以及反光板的安装高度和安装位置可以根据实际操作的需要进行设定，为了保证对异物的检测，经测试安装在高于皮带机皮带3 cm的位置较为合理。
同时为了保证较大异物的检测且节省成本，光电传感器的数量可设置为3个，且多个光电传感器之间的间隔可以根据实际操作的需要进行设置，例如间隔5-10 cm。这样设置可保证控制器在同时接收到多个光电传感器输出的检测信号时才会判断皮带机故障，避免了小异物通过时造成的检测装置误判，有效提高了检测设备可靠性。
3.4 控制设计方案
1）遵照黄骅港现有皮带机的控制方式，利用皮带机原有PLC，将回程检测装置的数字量信号，接入皮带机PLC数字量输入模块，通过PLC编程，将信号点与故障报警、控制执行等编入原有控制程序中。
具体系统框图及控制流程如图3。
图3
2）具体控制方案流程。
开始：检测开始；检测：采集三个光电传感器检测值；判定：依据采集信息进行判断，如三个光电传感器检测开关均动作，则判断故障发生；结果：判断结果为故障状态，则输出报警信息，同时向执行模块发出停机指令，正常状态则返回检测状态。
检测设备启动后，多个光电传感器的发光器发射光束，光束经皮带机另一侧对应的反光板反射，光电传感器的收光器根据是否接收到反射的光束来判断皮带机上是否有异物通过，此时有三种情况：①如果多个光电传感器的每一个光电传感器的收光器均正常接收到反射的光线，则控制器未接收到来自光电传感器的检测信号，控制器判断皮带机无故障，皮带机继续运行；②如果多个光电传感器中有部分光电传感器的收光器未接收到反射的光线，其余的接收到反射的光线，说明有较小异物通过，则仅部分收光器输出检测信号至控制器，控制器仍判断皮带机无故障，皮带机继续运行；③如果多个光电传感器的每一个光电传感器的收光器均未接收到反射的光线，说明有较大异物通过，则所有光电传感器的收光器输出检测信号至控制器，控制器由此判断皮带机故障，控制皮带机停机，并进行报警。
具体控制流程如图4。
图4
4 成果
4.1 设计优势
此装置充分的结合了黄骅港的实际需求，同时充分的考虑了设备的通用性，进一步完善了皮带机的保护系统，主要的优势有以下几点。
1）检测效果稳定可靠。3个开关量采用串联的形式，只有在传感器阵列的所有开关量同时动作的情况下才判断为故障产生，显著降低了小体积异物产生的影响，避免因小煤块等微小异物所造成的装置误动作。
2）检测覆盖面广。单条回程皮带上多组安装，通过广度的设置，降低了漏检机率，从而有效提高了该保护系统的可靠性。
3）提升了堵料保护的效果。回程皮带的检测对于取料机上料过量导致地面皮带洒落和转接机房漏斗堵料形成溢煤，均能有效的检测，在实现堵料保护功能的同时，提升整体设备的运行可靠性。
4）实现了撕裂检测的有效补充。对皮带机横向撕裂及中心附近纵向撕裂故障，有较高的检测成功率，减少了设备损失。
5）可适用性高。检测信号为数字开关量，便于多种控制方式衔接，与皮带机控制系统融合性高。
6）装置简单，安装方便。光电传感器使用维护简单，只是偶尔需要巡视人员用抹布擦拭一下反光板即可，无需专人维护。同时多组传感器的布置，可通过程序对比自检，信号与其他经常不一致的传感器，作重点设备检查，可及时发现失效设备，保证设备的可靠性。
4.2 实际应用
回程异物检测装置在神华黄骅港BM4地面皮带机进行了测试安装。装置安装在皮带机尾部，位于皮带机漏斗后方。安装以来，多次检测出皮带异物，结果分析确定为漏斗物料洒落、V型清扫器失效以及皮带撕边等，达到了设计目的，对下步推广提供了有力的依据，同时对其他行业皮带机保护系统也有较高的借鉴意义。
参考文献
[1]韩志工、李冠坚.皮带机输送综合保护控制装置的设计[J].科技信息，2008（19）.
[2]皮带机安全保护装置[J].港口装卸，1986（01）.
关键词 皮带机；回程皮带；保护装置
中图分类号：TH222 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）10-0017-03
皮带输送机组在现代的港口和工业部门中应用相当广泛，它具有输送效率高的明显特点，为大宗散装物料的输送提供了一种十分有效的手段。黄骅港作为全国第二大煤炭输出港，皮带机有着大量的应用，全长超过100千米，因此皮带机列为生产保障的重要设备，各类保护装置均已安装，但是在一些特殊的工况下，由于工作条件和被运物料的原因，时常发生皮带的堵料和撕裂故障。虽然皮带机堵料或撕裂故障均有相应的检测开关，但因现场故障情况多样，原有形式单一的堵料或撕裂开关的保护效果并不令人满意。同时当堵料或撕裂故障发生时，常伴随着皮带机回程皮带存煤载煤的现象出现，而回程皮带载煤（或异物）轻则造成输送过程的不顺畅，重则引起设备的严重损坏。
因此，鉴于上述故障发生时所伴随的回程皮带存煤载煤现象，可以通过检测回程皮带的异物情况，来判断皮带机是否发生了堵料或撕裂故障，避免异物对滚筒及皮带造成伤害，使之成为弥补原有保护开关检测效果不足、提升设备运行安全系数的有效途径之一。
1 皮带机系统简介
1.1 皮带机一般结构
皮带机是带式输送机的简称，有固定式和移动式，结构简单，效率高。以挠性输送带作物料承载和牵引构件的连续输送机械。一条无端的输送带环绕驱动滚筒和改向滚筒。两滚筒之间的上下分支各以若干托辊支承。物料置于上分支上，利用驱动滚筒与带之间的摩擦力曳引输送带和物料运行。适用于水平和倾斜方向输送散粒物料和成件物品，也可用于进行一定工艺操作的流水作业线。黄骅港皮带输送机基本上是固定式，主要运送物料为煤炭，主要由皮带、机架、驱动滚筒、承载托辊、回程托辊、紧张装置、清扫器等零部件组成。一般的电气保护和控制装置主要有：双向拉绳开关、两级跑偏开关、皮带打滑检测、皮带防撕裂检测、料流检测、堵料检测等，回程一般只有跑偏开关。
皮带输送机如图1。
图1
1.2 皮带机常见保护装置
皮带机输送综合保护控制装置主要是指打滑开关、拉绳开关、跑偏开关、撕裂开关、料流开关、堵料开关以及料位开关和料位计等，它们主要用于皮带机输送系统的设备运行状态的检测报警、紧急停机以及联所控制等。
1）打滑开关。当皮带、驱动滚筒表面有油污、水，致使皮带张力不足时，皮带便会在驱动滚筒上打滑，出现这种情况，不仅会加快皮带滚筒的磨损，更严重的是会在皮带机的受料处发生堵塞，严重时会甚至溢煤现象，给正常工作带来严重隐患。因此，一般在皮带机上均设有皮带速度检测开关，以便及时检测出皮带打滑，并停止皮带机运转。
2）堵料保护。在使用皮带机输送物料时，会因物料过大、物料粘黏经常会发生漏斗堵塞现象，漏斗堵塞不仅会是煤炭溢出漏斗，而且还会将头部漏斗埋入，增加了皮带机的负荷，损坏了皮带机的部件。为了避免这类故障的发生，除了控制输送物料的质量、搞好漏斗的日常检修清理外，最主要的是设置漏斗堵塞检测装置。现堵塞开关多为接近开关，通过安装在漏斗侧壁处，在发生堵料时以检测挡板位移触发信号。
3）跑偏保护。跑偏开关是用于检测带式输送机运行过程中输送带跑偏程度并进行报警的一种保护装置，也用于在皮带严重跑偏时自动触发紧急停机。目前广泛应用的跑偏开关一般为无源机械式两级跑偏开关。跑偏开关按照一定间隔（约50 m）固定安装于带式输送机两侧支架上，跑偏开关的滚轮部分在受到偏离中心运转的输送带的边沿挤压后产生偏转，当滚轮偏转到一定角度时触发开关接点动作。
4）为便于皮带机沿线的巡视人员在发现皮带机故障时及时停车，一般皮带机系统还在皮带两侧装有皮带机拉绳开关，同时在皮带机驱动站一般设有急停开关等。
2 回程检测装置设计
2.1 需求分析
回程皮带表面理论上是无异物的，但是清扫器等皮带清扫装置存在失效的可能，造成回程带料；或因承载皮带出现过载、皮带撕裂等情况，导致异物洒落至回程皮带面。这些异物在皮带的运转过程中，会堆积到滚筒造成皮带、滚筒的损伤，严重时会导致大面积皮带或滚筒整体损坏，造成较大的经济损失。因此回程上加装异物检测装置十分必要，能够达到完善皮带机系统保护的目的，既是回程皮带、滚筒的保护装置又是皮带撕裂保护的第二道防线。
2.2 功能定位
黄骅港皮带机以运输煤炭为主，基本上为固定式，两侧均配有人行走道，方便巡视人员以及清煤人员通行，在运行过程中因煤炭中杂质较多以及煤种较杂含水率差异较大，多发的故障为堵料、跑偏以及撕裂。因此回程异物检测装置首要的功能定位是作为撕裂保护装置的延伸，检测输送带是否发生了堵料、撕裂等故障；其次是作为回程清扫装置的有益补充，有煤炭或杂物带至回程，能及时发现并进行清理，避免异物对滚筒及皮带造成严重伤害；第三，鉴于黄骅港自动化程度较高，装置运行过程不需人员操作，同时后期维护量要最低。第四，此检测装置应与现有控制系统融为一体，能够自动检测自动报警。
2.3 保护装置通用的标准
皮带机的综合保护装置是在设备功能结构中或机械结构外设置的保证人机系统安全的装置，是在设备进行结构设计时就应考虑和完成的设备组成部分，以便给企业生产、操作检查人员安全可靠的设备。皮带机综合保护装置作为设备本质安全的技术措施，要实现其各项作用，必须满足如下基本要求。
1）保护装置自身及其工作性能必须可靠。有足够的可靠性是保护装置的最基本要求，其中一是质量符合标准，应有足够的强度、刚度、稳定性、耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳性等；二是保护装置或系统设计应具备自我检查或者失效报错功能。 2）装置必须安全、环保。皮带机一般在开发区域，并属于人员活动范围，因此要采用对人体无害、对环境无害的设备实施。
3）保护装置应设计简单、安装布局合理、操作、使用方便。因为保护装置需要人员维护，就必须安装在安全合理的区域，同时便于检查拆卸、便于后期的维修。
4）在满足功能需要的前提下，力求装置简单、经济。
3 回程检测系统设计
3.1 设备选用
检测异物装置最为常见的就是传感器，但各种传感器在工作原理和结构上基本上互不相同，需根据测量距离、测量物体、测量环境等选择合理设备。根据神华黄骅港实际工况，具体参数要求如下。
1）黄骅港皮带的带宽是1.8米到2.0米不等，因此检测距离至少为2米。
2）需要检测的物体主要是煤炭等其他固态物体。
3）黄骅港因是沿海空气潮湿，同时露天安装要保证传感器防护等级不低于IP65。
4）皮带承载面和回程之间距离较近，并存在相对运动，因此传感器应采用非接触式，传感器成为新的设备隐患。
5）传感器应能够输出开关量信息，以便实现自动检测控制。
通过借鉴黄骅港已有检查开关的使用情况，并结合此设计的功能要求，选定光电传感器作为主要的检查装置。设备选型为可调区域光电传感器＼Q60VR3AF2000。此设备由发光器、收光器以及反光板组成，主要参数有：①可设定检测范围，在设定的检测范围内检测物体，关断点以外的物体将被忽略；②检测关断点从0.2到2 m可调；③使用持续状态指示灯来快速校验所有设定；④IP等级为67；⑤输出为开关量信号。
3.2 系统工作设计方案
沿皮带机间隔安装多组反光板型光电传感器，利用光反射原理完成光电控制作用，用于检测各自的检测区域内是否存在异物。在皮带机的一侧安装发光器和收光器，在皮带机的另一侧与发光器和收光器对应的位置安装反光板，发光器发出的光经过反光板反射后被光电传感器收光器接收，说明没有异物挡住反射光，判断没有异物通过，为正常情况，皮带机继续运行。当有较大异物通过光电传感器的检测区域时，使得多个光电传感器未接收到反射光，则说明有异物挡住了反射光，判断有异物通过，输出检测信号给控制器，由控制器根据来自多个光电传感器的检测信号判断皮带机故障，从而控制停止皮带机的运行，避免了较大异物对滚筒和皮带造成的严重伤害，提升了皮带机运行的安全系数，同时由于控制器在同时接收到多个光电传感器的检测信号时才进行停机操作，也避免了较小异物通过时造成的检测装置误判，有效提高了检测设备可靠性。
3.3 结构设计方案
皮带机回程皮带异物检测设备主要由五大部分组成：①电缆，用于光电传感器电源提供及信号反馈；②反光板，用于光电传感器配套使用，安装于输送皮带机一侧；③传感器，用于检测皮带异物情况，并在检测到异物的情况下输出检测信号；④控制器，与光电传感器连接，用于接收传感器的检测信号，同时根据信号判断皮带机是否故障，并输出皮带机停机指令；⑤报警装置，与控制器连接，用于根据皮带机停机指令执行报警动作。结构如图2。
1为电缆；2为反光板；3-5为传感器
图2
由图2可见在安装中，光电传感器以及反光板的安装高度和安装位置可以根据实际操作的需要进行设定，为了保证对异物的检测，经测试安装在高于皮带机皮带3 cm的位置较为合理。
同时为了保证较大异物的检测且节省成本，光电传感器的数量可设置为3个，且多个光电传感器之间的间隔可以根据实际操作的需要进行设置，例如间隔5-10 cm。这样设置可保证控制器在同时接收到多个光电传感器输出的检测信号时才会判断皮带机故障，避免了小异物通过时造成的检测装置误判，有效提高了检测设备可靠性。
3.4 控制设计方案
1）遵照黄骅港现有皮带机的控制方式，利用皮带机原有PLC，将回程检测装置的数字量信号，接入皮带机PLC数字量输入模块，通过PLC编程，将信号点与故障报警、控制执行等编入原有控制程序中。
具体系统框图及控制流程如图3。
图3
2）具体控制方案流程。
开始：检测开始；检测：采集三个光电传感器检测值；判定：依据采集信息进行判断，如三个光电传感器检测开关均动作，则判断故障发生；结果：判断结果为故障状态，则输出报警信息，同时向执行模块发出停机指令，正常状态则返回检测状态。
检测设备启动后，多个光电传感器的发光器发射光束，光束经皮带机另一侧对应的反光板反射，光电传感器的收光器根据是否接收到反射的光束来判断皮带机上是否有异物通过，此时有三种情况：①如果多个光电传感器的每一个光电传感器的收光器均正常接收到反射的光线，则控制器未接收到来自光电传感器的检测信号，控制器判断皮带机无故障，皮带机继续运行；②如果多个光电传感器中有部分光电传感器的收光器未接收到反射的光线，其余的接收到反射的光线，说明有较小异物通过，则仅部分收光器输出检测信号至控制器，控制器仍判断皮带机无故障，皮带机继续运行；③如果多个光电传感器的每一个光电传感器的收光器均未接收到反射的光线，说明有较大异物通过，则所有光电传感器的收光器输出检测信号至控制器，控制器由此判断皮带机故障，控制皮带机停机，并进行报警。
具体控制流程如图4。
图4
4 成果
4.1 设计优势
此装置充分的结合了黄骅港的实际需求，同时充分的考虑了设备的通用性，进一步完善了皮带机的保护系统，主要的优势有以下几点。
1）检测效果稳定可靠。3个开关量采用串联的形式，只有在传感器阵列的所有开关量同时动作的情况下才判断为故障产生，显著降低了小体积异物产生的影响，避免因小煤块等微小异物所造成的装置误动作。
2）检测覆盖面广。单条回程皮带上多组安装，通过广度的设置，降低了漏检机率，从而有效提高了该保护系统的可靠性。
3）提升了堵料保护的效果。回程皮带的检测对于取料机上料过量导致地面皮带洒落和转接机房漏斗堵料形成溢煤，均能有效的检测，在实现堵料保护功能的同时，提升整体设备的运行可靠性。
4）实现了撕裂检测的有效补充。对皮带机横向撕裂及中心附近纵向撕裂故障，有较高的检测成功率，减少了设备损失。
5）可适用性高。检测信号为数字开关量，便于多种控制方式衔接，与皮带机控制系统融合性高。
6）装置简单，安装方便。光电传感器使用维护简单，只是偶尔需要巡视人员用抹布擦拭一下反光板即可，无需专人维护。同时多组传感器的布置，可通过程序对比自检，信号与其他经常不一致的传感器，作重点设备检查，可及时发现失效设备，保证设备的可靠性。
4.2 实际应用
回程异物检测装置在神华黄骅港BM4地面皮带机进行了测试安装。装置安装在皮带机尾部，位于皮带机漏斗后方。安装以来，多次检测出皮带异物，结果分析确定为漏斗物料洒落、V型清扫器失效以及皮带撕边等，达到了设计目的，对下步推广提供了有力的依据，同时对其他行业皮带机保护系统也有较高的借鉴意义。
参考文献
[1]韩志工、李冠坚.皮带机输送综合保护控制装置的设计[J].科技信息，2008（19）.
[2]皮带机安全保护装置[J].港口装卸，1986（01）.