皮帶機液壓自動張緊裝置的優化

盧智峰

摘 要：張緊裝置是皮帶機的重要組成部分，保證張緊力的穩定是皮帶機穩定運行的基礎，對張緊裝置的優化能夠保證輸送機的正常工作。主要介紹了PLC在皮帶機自動張緊裝置中的應用，利用PLC通過外部液壓泵站等執行部件動態調節膠帶運行過程中的張力，以節約能耗，延長膠帶的使用壽命。

關鍵詞：PLC；皮帶機；結構配置；程序化

中圖分類號：TH222 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.19.100

隨著社會經濟的發展，皮帶機的應用越來越廣泛。張緊裝置作為皮帶機的重要組成部分，是保證皮帶機正常運轉必不可少的重要部件，它的性能直接影響皮帶機整機的工作能力。而液壓張緊是當下比較常用的調節運行皮帶張力的裝置，它是由液壓泵站、測力傳感器、油缸、滑輪和膠管等部件組成。利用PLC編程可以高效、快速地為液壓張緊裝置提供自動化平臺，實現無人操作和遠程通信，進而為實現無人化工作創造條件。

1 基本配置和控制要求

整個液壓張緊系統功能主要是靠泵站的調節運行來實現的，而泵站主要是由電機、油泵、電磁閥和液控單向閥等組成。在系統正常工作時，皮帶機集控系統向張緊裝置提供“啟車”和“正常運行”2個接點信號，待張緊裝置反饋“可以啟動主機”信號后才能啟動主電機。當主電機啟動，皮帶機達到正常運行狀態后，要向張緊裝置發出“正常運行”信號；當張緊裝置發生故障后，要向皮帶機集控系統發出“故障”信號，這時皮帶機應停車檢査。

在皮帶機運行的過程中，需要依靠PLC編程實現以下控制要求：①皮帶機啟動和正常運行時，可在膠帶特性參數范圍內任意調節張力。機器啟動時，張緊力應為正常運行時的1.2～1.5倍；工作穩定后，液壓自動張緊裝置即按預定程序自動工作，保證膠帶在理想狀態下運行。②快速響應膠帶張力變化緩沖，有效消除膠帶啟動張力峰值，降低膠帶疲勞損壞程度，延長膠帶使用壽命，避免斷帶事故的發生。③在膠帶正常工作拉力下，油栗不頻繁啟動。④設置檢修和正常運行時的操作按鈕，既可以自動控制，也可以手動實現對外圍設備的啟停控制。⑤與集控系統及時通信，既可實現對液壓自動張緊裝置的遠程控制，又可單獨工作實現自檢和緊急停機。

2 電控系統總體結構

電控系統主要是由隔爆電控箱、拉力傳感器、電磁閥、真空電磁起動器和油泵等組成。PLC作為核心控制原件，通過編程實現系統功能，并與皮帶機綜保系統通信。根據運行和系統輸入、輸出控制點數的要求，選用美國通用的GE90-30 PLC控制系統，包含12點輸入、8點輸出，額定電壓為AC100～240 V。這樣既可以滿足張緊裝置電控箱127 V的工作電壓，又可以在調試外饋DC24 V的傳感器電源時使用220 V工頻電壓。因為外部需要將拉力傳感器的模擬量信號轉化為數字量信號，所以，選用KX1N-2AD-BD模擬量模塊輸入板，其轉換精度為12位。

PLC需要接收拉力傳感器采集的信號，通過比較判斷，為液壓泵站上的電機、電磁閥發出指令。而PLC作為電控系統的核心控制模塊，在編寫程序時，需要考慮設置電源開關的啟停顯示、手動和自動切換，以及油栗、電磁閥的啟停顯示。最后，

將輸出端設置為：Y0—電磁閥，Y1—油泵，Y2—主機啟動，Y3—故障，Y4—自動張緊，Y5—正常運行。根據實際情況，如果液壓張緊裝置本身是由液壓絞車和油缸共同完成張緊動作，則栗站上應有多組電磁閥，輸出設置相應增加電磁閥組的控制。圖1為FX1N-2AD-BD的接線示意圖，拉力傳感器采集的模擬量信號選擇2通道以4～20 mA標準電流方式送人，通過編程實現輸出控制。

3 模塊程序化

要處理拉力傳感器信號，如果采用0～10 V電壓信號輸入，則編程時選用M8112通道；如果采用4～20 mA標準電流信號輸入，則編程時選擇M8113通道，具體程序如圖2所示。

PLC接收的信號是以0～2 000為基本范圍，如果系統中的數字量為4 000～20 000，則需要程序轉換。轉換方法如圖3所示。

根據設備所控制的皮帶機參數特性，設定K1為膠帶預張緊后至少需要達到的最小拉力值，K2為正常運行時膠帶可以承受的張力最小值，K3為正常運行時膠帶可以承受的張力最大值，拉力傳感器的反饋范圍選擇0～K4（kN），因此，0K4時，拉力傳感器范圍超限，提示故障。

綜合考慮以上條件后，再加人手動操作旋鈕的輸入控制。這樣，PLC的程序編寫就基本完成了，即可進入具體調試階段。

4 結束語

綜上所述，在皮帶機液壓張緊裝置中，PLC發揮著很重要的作用。在皮帶機運行過程中，依靠PLC編程可實現液壓張緊裝置的手動和自動控制，為系統提供啟動、運行、停機時不同張力的變化反饋，做到動態調節皮帶張力，使膠帶在理想狀態下運行，從而節約能耗，延長膠帶的使用壽命，降低意外事故發生的概率。與此同時，PLC也能夠提高皮帶機張緊裝置的效率，實現無人操作和遠程通信功能。于是，將PLC更廣泛地應用到皮帶機張緊裝置中，可以進一步提高我國的工業發展水平。

參考文獻

[1]陳雨，閆明啟，秦富兵.PLC技術在帶式輸送機除塵裝置控制系統中的應用[J].電工技術，2014（7）.

[2]馬瑞鵬.皮帶機自動張緊裝置的設計與應用[J].中國科技博覽，2015（47）.

[3]李晨.皮帶機液壓張緊裝置的優化[J].中國港口，2015（2）.

〔編輯：白潔〕