基于PLC斗輪堆取料機的控制及改進

溫宇

摘 要：文章首先介紹了斗輪堆取料機的總控制原理，分別從系統的組態以及控制模塊兩方面來進行。在此基礎上重點介紹控制功能實現的有效措施以及對控制系統應當采取的改進方法，確保設備的運行使用穩定性，并在現場達到更理想的使用狀態。在改進措施介紹的同時也整理出一些故障預防方法，提升設備的行駛安全性。

關鍵詞：PLC 斗輪堆取料機 控制系統 控制改進

中圖分類號：TP29 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）12（c）-0114-02

1 斗輪堆取料機的總控制原理

1.1 斗輪堆取料機PLC控制系統組態

斗輪堆取料機在運行狀態下會接入到強電系統中，需要控制的規模也比較大，會選擇PLC技術來進行自動化控制，幫助優化功能實現的程序。現階段投入使用中的斗輪堆取料機在控制模式上仍然有手動與自動的區分，并且在運行環境分析探討過程中，也會重點根據這一情況來做出區分。PLC系統的組態中，會根據常用的功能對全部控制模塊做出劃分，這樣更符合現場的運行使用環境，并且能夠根據常見技術性問題探討出解決措施，當發現在系統中存在明顯的控制效率下降問題時，也能夠分模塊地開展調節控制任務，通過這種方法來確保現場堆取料任務可以順利進行。模塊組態劃分如下所示：CPU、開關量輸入、開關量輸出、模擬量電壓輸出、電源。無論是手動還是自動的運行狀態下，其組態也都是從這幾方面來進行論述探討的。在使用過程中，需要對堆取料機進行綜合控制，保護其運行狀態的安全性。控制功能也是從這幾方面來進行的，了解了組態的組合部分后，接下來所開展的工作任務也能更高效合理地進行，促進管理任務順利開展。

1.2 斗輪堆取料機控制屏柜

控制屏柜中的組成零部件比較多，在運行過程中如果發現現場存在不合理的現象，可以通過對屏柜內的電閘以及開關進行控制，達到更理想的運行使用效果，這樣也可以更好地提升工作任務完成效率，一旦現場出現電壓超出實際情況的現象，也會通過快速阻斷來避免造成更嚴重的運行安全性下降問題。控制是采用十字聯動的形式，這樣方便技術人員同時對多個設備共同操控。目前的控制技術中已經能夠實現觸摸屏操控，在觸摸屏中會顯示出堆取機的整體運行狀況，技術人員在屏幕中也可以清晰地觀察到角度的變化。導通后的設備形成一個閉合的回路，這樣在運行過程中一旦出現效率下降的情況，會以信號的方式反饋到總系統中，實現功能上的調控。系統中根據信號的變化來實現全面調節控制，對此，一些比較常見的質量隱患也都能夠得到解決。明確了控制原理后，下面將重點進行控制改進的探討，幫助提升機械設備運行使用效率。

2 斗輪堆取料機電力拖動

2.1 大車系統

大車運動過程對電能的需求量比較大，通常是采用6臺發動機共同進行電能輸出控制，這樣可以確保其勻速穩定運行，并達到更理想的使用效果。在行駛過程中，需要根據貨物取放的需求來進行行駛速度調整，直到達到最理想的形式效果。大車部分發出指令后，現場會快速地接收到這一信息指令，同時啟動變頻器，來實現對大車的全面運行方法控制。在指令發出以及接收的同時，PLC控制系統也會快速地啟動程序，在初期的控制設計階段，會將控制程序集成在單片機中，并嵌入在大車與控制板塊中，實現信號之間的快速交流。

2.2 主尾車皮帶和斗輪驅動

這部分驅動是采用三相交流電機來實現現場控制的，在控制功能上會有明顯的進步提升，兩部分同時進行控制調節，要注意在功能上是否存在信號接收干擾問題，避免影響到最終的系統控制效果。對于電機的啟動，需要技術人員對其荷載做出計算，通過這種方法可以避免出現超負荷運行的現象，也能夠幫助提升系統的運行使用安全性，以免因所提供的供電壓不穩定造成嚴重的元件損壞問題。在單項運轉狀態下，導通后主輪是直接啟動的，開關可以直接控制其啟動狀態。主輪是對行駛狀態直接進行控制的，通電后能夠為大車行駛提供動能，當運行中的設備需要停止時，控制系統會自動對主輪進行鎖定，以免繼續轉動造成設備行駛超出控制范圍的現象出現。

3 斗輪堆取料機故障處理及改進措施

3.1 CPU控制器損壞

核心部分的控制器一旦損壞接下來的堆取任務也將無法繼續進行，PLC控制是基于程序鑲嵌基礎上來實現的，當發現控制器部分損壞時，可以直接針對所嵌入的程序控制模塊來進行更換，這樣能夠節省維修時間，重新設計的系統在控制功能上也更加完善，符合系統的使用需求。簡單的控制功能失效問題可以通過重新啟動來恢復控制系統中的數據，達到簡答的維修效果，當發現這種問題時，首先要做的是重新啟動控制器，如果控制器仍然處于失效裝填，則需要重新編寫程序，并更換控制所用的單片機模塊，達到最終效果上的提升，進入到更穩定的行駛狀態。控制器損壞還會因電壓不穩定造成，在所開展的工作計劃中，要重點針對電壓的穩定性做出調節，以免造成更加嚴重的影響問題，也節省了零部件維修更換的費用。

3.2 行走變頻器損壞

造成這一問題的主要原因是漏水，在控制器的防雨能力上不達標，長時間處于這樣的環境下會造成變頻器進水，短路后內部的組件被燒毀。有效的改進措施中首先要針對防雨功能進行完善，在此基礎上對損壞或者表面已經發生氧化的零部件進行檢測，對其進行更換，同時確保變頻器的內部緊密性，通過這種方法也可以達到現場的穩定控制。控制行走功能的變頻器損壞，可以發現大車在行駛期間速度不受控制，當發現這種情況時，首先要確定的是是否由于漏水現象導致，在此基礎上再進行內部零件安全性的排查，這種檢修方式可以節省大量的時間，并且在功能實現上也更加合理。防水性能需要定期檢測，發現其中存在質量隱患也能夠更及時地采取維修措施，降低因進水造成的零部件損壞損失。使用期間如果發現功能上的異常，首先也要判斷是否是此類原因造成的，逐步排查后方便進行更全面的檢修。

3.3 PLC控制回路故障

此故障一旦出現，回路系統將不能形成閉合狀態，電能無法在其中順利地流通，自然會出現嚴重的安全隱患現象，導致斗輪堆取料機功能受到阻礙，不能夠正常實現。回路故障的排查與改進要系統化地進行，首先針對開關部分的連接情況進行檢查，觀察是否存在開關短路的現象，對檢測結果做出相應的更換處理。其次是線連接穩定性的檢測，受電輸出的影響，線路很容易發生連接不穩定或者現場功能受阻的現象，檢測過程中可以通過信息整合來完成，與額定的參數進行比較，強電運行環境下出現的電子元器件損壞也得到了更好的控制。最后是控制信號的傳輸問題，主要針對傳感器來進行檢驗，傳感器在接收信號時是否將干擾信息一并接入到其中，適當地對嵌入式控制程序做出優化處理。故障檢修結束后，技術人員仍然要定期檢測，早期發展問題，并采取有效的預防控制措施，否則故障一旦發生會影響到系統的正常功能實現。PLC控制系統中，電氣消防安全也是需要特別注意的，強電運行環境下線路老化是很容易發生危險的，在檢測過程中一旦發現老化或者使用安全性不足的現象，要及時進行更換，從根源上避免發生失控或者操作使用安全性下降問題。

4 結語

基于PLC斗輪堆取料機控制系統運行基本穩定，能夠確保輸煤系統的正常生產。通過采取相應改進措施后，提高了斗輪堆取料機的運行可靠性。

參考文獻

[1] 吳敏，周晉妮，蔡雁，等.基于多目標優化的堆取料機作業控制系統設計及應用[J].控制理論與應用，2014（3）：327-333.

[2] 王建德.變頻技術在斗輪堆取料機尾車俯仰控制中的應用[J].起重運輸機械，2013（12）：124-126.

[3] 潘泉洪，沈文忠.斗輪堆取料機取料流量控制方式的比較研究[J].自動化儀表，2011（2）：40-42.