PLC在斗輪堆取料機控制系統中的應用

邵曉宇

摘 要：斗輪堆取料機是現代化工業中用于物料裝卸的高效設備工具，被廣泛的應用于大型港口、碼頭、鋼鐵廠、水泥廠、冶金礦場、儲煤場、發電廠等散料（煤、砂石、焦炭、礦石）存儲料場的堆取作業；斗輪堆取料機作業時有很強的規律性，可以實現全自動化，其控制的方式有手動、自動和半自動，PLC在斗輪堆取料機控制系統中起到了很大的作用，可以降低機械故障率，使機械運行穩定，可靠性能較高，本文就PLC在斗輪堆取料機控制系統中的應用做出簡要的分析，進一步提高斗輪堆取料機的工作效率。

關鍵詞：PLC；斗輪堆取料機；控制系統；應用

引言：隨著我國現代工業化的快速發展和工業需求，對斗輪堆取料機的控制系統也在不斷的更新，PLC系統可以很大程度上提高斗輪堆取料機的工作效率，還可以保證其運行狀態正常，可以根據實際堆取作業狀況進行編程邏輯控制，伴隨著信息化技術和計算機技術的不斷發展創新，PLC系統不再局限于邏輯控制，而是在運動控制和過程控制領域中發揮著重要的作用，并且在工業化生產控制領域被廣泛的利用，可以滿足工業化生產需求及客戶個體要求。

1 PLC控制系統的發展

PLC是可編程邏輯控制器，在二十世紀六十年代由美國開發并推廣，進而取代了傳統的繼電器控制裝置，在不斷的發展開發過程中，得到了很大的進步和完善，從邏輯控制到運動控制再到過程控制，很快得到世界各地工業化生產的認可，適用于鋼鐵、化工、石油、電力、建材、機械制造等行業領域，并在自動化領域占有重要的地位；PLC以存儲執行邏輯運算、定時、計數和運算及順序的控制，通過數字的輸入和輸出進一步控制各類機械設備運行或生產過程，在相同的I/O點數系統中，PLC系統則較其他系統成本低，大約可以節省40%的成本支出，PLC使用的軟件和硬件設施都是通用軟件，，維護作業比較方便，且一個PLC的控制可以接幾千個I/O點，最多可以達到8000多個I/O點數，在進幾年的工業化生產需求中，PLC在我國的應用范圍在不斷的增長，隨著我國自動化水平的不斷提高，PLC的應用范圍不斷擴充的優點是開發成本低，控制系統穩定，可根據被控制對象的屬性及功能進行特定編程控制，維護成本低且維護方便，在未來的經濟發展中，也會保持著高速增長趨勢。

2 斗輪堆取料機控制系統的發展

斗輪堆取料機是在小型斗輪挖掘機基礎上發展而來的，是堆放和取料相結合的軌道式散料專用裝卸設備，其優點是堆取能力大，料場占地面積小，操作方便等，從而被大范圍的使用，斗輪堆取料機在大型的儲料場中運用率在不斷的增加，為了更好的完成堆取作業，提高堆取作業效率，就要不斷的研究與開發斗輪堆取料機控制系統，從繼電器控制裝置到PLC控制系統的生成及應用，是通過大量的實踐經驗總結，不斷的完善系統的可操作性能，實現操作的安全性和可靠性，提高其工作效率，節省勞動力，改善現有的勞動環境，采用PLC控制系統完成工業化生產作業。

3 斗輪堆取料機控制系統中PLC的工作原理

斗輪堆取料機一般設有一個電氣室、一個司機室、一個變壓器室，通過在司機室的操作平臺完成對被控制對象的控制操作，觀察操作信號指示，可以實現手動及半自動化操作方式；PLC操作系統在被控制對象操作過程中其主要功能是實現信息的采集并進行手動及半自動操作、監視工藝基本參數、實時檢測和顯示設備運作狀態、執行監控動作。

3.1大車走停和回轉控制系統工作原理

大車走停系統和回轉系統都是通過可調速的變頻電機進行驅動作業的，機械操作人員可以在司機室內直接操作，實現命令開關，根據實際物料的運輸狀況調節大車的運行速度、或前進或倒退，然后在可控角度范圍內進行回轉作業操控。

3.2斗輪、皮帶控制系統工作原理

斗輪控制系統和皮帶控制系統在工業化生產過程中，主要服務于生產取料，通過斗輪取出的物料落入機械的皮帶上，再由皮帶的角度及回轉范圍計算將物料輸送到目的地，完成工業物料的運輸。

3.3俯仰控制系統工作原理

在斗輪堆取料機控制系統中，俯仰控制系統是以液壓為主流，再通過PLC中的模擬量輸出模塊將正負10V的電壓信號按照比例放大再通過轉換器轉給液壓比例電磁閥，電磁閥會根據電壓的浮動來逐漸提升，進而逐漸打開，利用液壓系統的主要優點是可以減少有機械運作中的沖擊帶來的負面影響，提高機械設備的利用率，保證機械設備運行的穩定性。

3.4半自動控制系統工作原理

通過計算機技術的不斷提高，PLC的計算數據也不斷的在提高，半自動化操作系統也越來越先進，利用PLC將走停編碼器采集的距離信息、回轉和俯仰編碼器采集的角度信息進行精密的計算分析和處理，在司機室的觸摸屏上可以顯示，為斗輪堆取料機作業提高相應的參數參考，然后在觸摸屏上設置對應運作參數，將行進的距離、回轉的角度范圍都設置出來，傳入PLC后，通過CPU處理器進行有效的處理后實現半自動化控制作業的需求。

3.5人機界面系統控制工作原理

PLC對斗輪堆取料機會實行實時監控，并將有效的數據進行采集分散，再經過CPU處理器處理后，發出相關的指令使機械設備正常生產運行，同時將當前PLC狀態輸送到“共享數據塊”中，供觸摸屏顯示及操作等，在這期間，機械設備操作人員通過觸屏顯示器上顯示的數據、參數、曲線及各種工況畫面進行操作、分析，將有用的數據報表及生產報表打印出來，提供給生產流線工作人員，保證人機合作協調。

4 PLC在斗輪堆取料機控制系統中的應用

PLC在斗輪堆取料機控制系統中起到了很大的作用，其可以通過編程信息完成整個自動化工藝的關鍵控制部分，實現控制系統的穩定性和可靠性，提高斗輪堆取料機的作業效率，以下就PLC控制的關鍵部分進行詳細分析。

4.1堆料程序控制

在堆料程序控制中，通過PLC對操作系統的編程控制，先將大車行進預定堆料位置，將懸臂架角度設置在合理的堆料范圍內，啟動堆料程序，當物料堆積到最大高度時，將大車行進位置調整，懸臂架角度增大或將懸臂架左右移動，一切調整好后再繼續堆料，依次操作直到將物料堆放完成，實現斗輪堆取料機的PLC控制作業。

4.2取料程序控制

在取料程序控制啟動之前，先將大車行進至取料位置，設置取料相關指令，將取料皮帶的速度和懸臂架的角度設置在規定數值范圍內，然后按照正確的順序進行啟動控制，當回轉角度數據傳入司機室的控制面板上，操作人員應設置相應的參數進行取料作業，根據取料的速度及進度，對大車的行進位置及懸臂架的角度進行合理的調整，安全可靠的完成取料作業。

4.3位置信號檢測程序控制

對機械信號及儀表指示監控，是通過PLC與電壓傳感器的編程終端之間的通訊數據參數來實現的，采用可編程終端、斗輪堆取料機的作業狀態信號、報警信號及顯示器上的數據參數信號進入可編程終端系統，實時對斗輪堆取料機進行監控，保證機械設備運行操作安全可靠。

4.4驅動控制程序

驅動控制程序裝置主要負責電機的驅動、傳送帶驅動、斗輪上升或下降、回轉驅動和電纜卷筒驅動等，這些驅動功能中還可以實現雙重保護措施，機械操作人員可以通過驅動程序控制機械運行速度、懸臂架的回轉角度及物料運輸方向及速度，在緊急情況時可以采取制動手段，保證斗輪堆取料機的作業安全及人員安全。

結束語

綜上所述，PLC在斗輪堆取料機控制系統中有著重要的作用，處于核心控制管理，通過與觸摸屏及半自動化系統的結合，利用人力進行半自動操作，實現了斗輪堆取料機控制系統的可靠性及安全性，并節省了大量的勞動力，提高工作效率，為工業化生產自動化行業提供了有利的保障。

參考文獻

[1]劉雅臣.張庭亮.斗輪堆取料機控制系統技術應用[J].中國新技術新產品.2014（02）：152.