PLC在斗輪堆取料機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

邵曉宇

摘 要：斗輪堆取料機是現(xiàn)代化工業(yè)中用于物料裝卸的高效設(shè)備工具，被廣泛的應(yīng)用于大型港口、碼頭、鋼鐵廠、水泥廠、冶金礦場、儲煤場、發(fā)電廠等散料（煤、砂石、焦炭、礦石）存儲料場的堆取作業(yè)；斗輪堆取料機作業(yè)時有很強的規(guī)律性，可以實現(xiàn)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(tǒng)中起到了很大的作用，可以降低機械故障率，使機械運行穩(wěn)定，可靠性能較高，本文就PLC在斗輪堆取料機控制系統(tǒng)中的應(yīng)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(guān)鍵詞：PLC；斗輪堆取料機；控制系統(tǒng)；應(yīng)用

引言：隨著我國現(xiàn)代工業(yè)化的快速發(fā)展和工業(yè)需求，對斗輪堆取料機的控制系統(tǒng)也在不斷的更新，PLC系統(tǒng)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(tài)正常，可以根據(jù)實際堆取作業(yè)狀況進行編程邏輯控制，伴隨著信息化技術(shù)和計算機技術(shù)的不斷發(fā)展創(chuàng)新，PLC系統(tǒng)不再局限于邏輯控制，而是在運動控制和過程控制領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的作用，并且在工業(yè)化生產(chǎn)控制領(lǐng)域被廣泛的利用，可以滿足工業(yè)化生產(chǎn)需求及客戶個體要求。

1 PLC控制系統(tǒng)的發(fā)展

PLC是可編程邏輯控制器，在二十世紀(jì)六十年代由美國開發(fā)并推廣，進而取代了傳統(tǒng)的繼電器控制裝置，在不斷的發(fā)展開發(fā)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(yè)化生產(chǎn)的認(rèn)可，適用于鋼鐵、化工、石油、電力、建材、機械制造等行業(yè)領(lǐng)域，并在自動化領(lǐng)域占有重要的地位；PLC以存儲執(zhí)行邏輯運算、定時、計數(shù)和運算及順序的控制，通過數(shù)字的輸入和輸出進一步控制各類機械設(shè)備運行或生產(chǎn)過程，在相同的I/O點數(shù)系統(tǒng)中，PLC系統(tǒng)則較其他系統(tǒng)成本低，大約可以節(jié)省40%的成本支出，PLC使用的軟件和硬件設(shè)施都是通用軟件，，維護作業(yè)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(dá)到8000多個I/O點數(shù)，在進幾年的工業(yè)化生產(chǎn)需求中，PLC在我國的應(yīng)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(yīng)用范圍不斷擴充的優(yōu)點是開發(fā)成本低，控制系統(tǒng)穩(wěn)定，可根據(jù)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(jīng)濟發(fā)展中，也會保持著高速增長趨勢。

2 斗輪堆取料機控制系統(tǒng)的發(fā)展

斗輪堆取料機是在小型斗輪挖掘機基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，是堆放和取料相結(jié)合的軌道式散料專用裝卸設(shè)備，其優(yōu)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(yè)，提高堆取作業(yè)效率，就要不斷的研究與開發(fā)斗輪堆取料機控制系統(tǒng)，從繼電器控制裝置到PLC控制系統(tǒng)的生成及應(yīng)用，是通過大量的實踐經(jīng)驗總結(jié)，不斷的完善系統(tǒng)的可操作性能，實現(xiàn)操作的安全性和可靠性，提高其工作效率，節(jié)省勞動力，改善現(xiàn)有的勞動環(huán)境，采用PLC控制系統(tǒng)完成工業(yè)化生產(chǎn)作業(yè)。

3 斗輪堆取料機控制系統(tǒng)中PLC的工作原理

斗輪堆取料機一般設(shè)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(xiàn)手動及半自動化操作方式；PLC操作系統(tǒng)在被控制對象操作過程中其主要功能是實現(xiàn)信息的采集并進行手動及半自動操作、監(jiān)視工藝基本參數(shù)、實時檢測和顯示設(shè)備運作狀態(tài)、執(zhí)行監(jiān)控動作。

3.1大車走停和回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)工作原理

大車走停系統(tǒng)和回轉(zhuǎn)系統(tǒng)都是通過可調(diào)速的變頻電機進行驅(qū)動作業(yè)的，機械操作人員可以在司機室內(nèi)直接操作，實現(xiàn)命令開關(guān)，根據(jù)實際物料的運輸狀況調(diào)節(jié)大車的運行速度、或前進或倒退，然后在可控角度范圍內(nèi)進行回轉(zhuǎn)作業(yè)操控。

3.2斗輪、皮帶控制系統(tǒng)工作原理

斗輪控制系統(tǒng)和皮帶控制系統(tǒng)在工業(yè)化生產(chǎn)過程中，主要服務(wù)于生產(chǎn)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(zhuǎn)范圍計算將物料輸送到目的地，完成工業(yè)物料的運輸。

3.3俯仰控制系統(tǒng)工作原理

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

3.4半自動控制系統(tǒng)工作原理

通過計算機技術(shù)的不斷提高，PLC的計算數(shù)據(jù)也不斷的在提高，半自動化操作系統(tǒng)也越來越先進，利用PLC將走停編碼器采集的距離信息、回轉(zhuǎn)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(yè)提高相應(yīng)的參數(shù)參考，然后在觸摸屏上設(shè)置對應(yīng)運作參數(shù)，將行進的距離、回轉(zhuǎn)的角度范圍都設(shè)置出來，傳入PLC后，通過CPU處理器進行有效的處理后實現(xiàn)半自動化控制作業(yè)的需求。

3.5人機界面系統(tǒng)控制工作原理

PLC對斗輪堆取料機會實行實時監(jiān)控，并將有效的數(shù)據(jù)進行采集分散，再經(jīng)過CPU處理器處理后，發(fā)出相關(guān)的指令使機械設(shè)備正常生產(chǎn)運行，同時將當(dāng)前PLC狀態(tài)輸送到“共享數(shù)據(jù)塊”中，供觸摸屏顯示及操作等，在這期間，機械設(shè)備操作人員通過觸屏顯示器上顯示的數(shù)據(jù)、參數(shù)、曲線及各種工況畫面進行操作、分析，將有用的數(shù)據(jù)報表及生產(chǎn)報表打印出來，提供給生產(chǎn)流線工作人員，保證人機合作協(xié)調(diào)。

4 PLC在斗輪堆取料機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

PLC在斗輪堆取料機控制系統(tǒng)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(guān)鍵控制部分，實現(xiàn)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，提高斗輪堆取料機的作業(yè)效率，以下就PLC控制的關(guān)鍵部分進行詳細(xì)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(tǒng)的編程控制，先將大車行進預(yù)定堆料位置，將懸臂架角度設(shè)置在合理的堆料范圍內(nèi)，啟動堆料程序，當(dāng)物料堆積到最大高度時，將大車行進位置調(diào)整，懸臂架角度增大或?qū)冶奂茏笥乙苿樱磺姓{(diào)整好后再繼續(xù)堆料，依次操作直到將物料堆放完成，實現(xiàn)斗輪堆取料機的PLC控制作業(yè)。

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(shè)置取料相關(guān)指令，將取料皮帶的速度和懸臂架的角度設(shè)置在規(guī)定數(shù)值范圍內(nèi)，然后按照正確的順序進行啟動控制，當(dāng)回轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)傳入司機室的控制面板上，操作人員應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)進行取料作業(yè)，根據(jù)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(diào)整，安全可靠的完成取料作業(yè)。

4.3位置信號檢測程序控制

對機械信號及儀表指示監(jiān)控，是通過PLC與電壓傳感器的編程終端之間的通訊數(shù)據(jù)參數(shù)來實現(xiàn)的，采用可編程終端、斗輪堆取料機的作業(yè)狀態(tài)信號、報警信號及顯示器上的數(shù)據(jù)參數(shù)信號進入可編程終端系統(tǒng)，實時對斗輪堆取料機進行監(jiān)控，保證機械設(shè)備運行操作安全可靠。

4.4驅(qū)動控制程序

驅(qū)動控制程序裝置主要負(fù)責(zé)電機的驅(qū)動、傳送帶驅(qū)動、斗輪上升或下降、回轉(zhuǎn)驅(qū)動和電纜卷筒驅(qū)動等，這些驅(qū)動功能中還可以實現(xiàn)雙重保護措施，機械操作人員可以通過驅(qū)動程序控制機械運行速度、懸臂架的回轉(zhuǎn)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(yè)安全及人員安全。

結(jié)束語

綜上所述，PLC在斗輪堆取料機控制系統(tǒng)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(tǒng)的結(jié)合，利用人力進行半自動操作，實現(xiàn)了斗輪堆取料機控制系統(tǒng)的可靠性及安全性，并節(jié)省了大量的勞動力，提高工作效率，為工業(yè)化生產(chǎn)自動化行業(yè)提供了有利的保障。

參考文獻(xiàn)

[1]劉雅臣.張庭亮.斗輪堆取料機控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品.2014（02）：152.