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2019-06-16 07:38:54
探索科學(xué)(學(xué)術(shù)版) 2019年11期
山東港口煙臺(tái)港股份有限公司 山東 煙臺(tái) 264000
輪胎吊的輪胎體型巨大,在實(shí)際作業(yè)中缺氣會(huì)導(dǎo)致行車跑偏、速度偏差等故障,并且加大、加速了輪胎的磨損。但大型設(shè)備輪胎缺氣用肉眼很難發(fā)現(xiàn),一是等到能夠明顯看出缺氣時(shí),往往輪胎已經(jīng)受到了很大的損傷。二是完全憑借維修人員定期用氣壓表對(duì)大量輪胎測(cè)壓費(fèi)時(shí)費(fèi)力效率低下。三是如果輪胎漏氣需要頻繁對(duì)其測(cè)壓、充氣,極大的影響了設(shè)備的作業(yè)效率。針對(duì)輪胎存在的這一系列問(wèn)題,為保障設(shè)備安全運(yùn)行,降低機(jī)損事故幾率,提高設(shè)備作業(yè)效率,我們進(jìn)行調(diào)查分析研究,通過(guò)在輪胎上增設(shè)氣壓壓力傳感器裝置,實(shí)現(xiàn)輪胎智能自動(dòng)充氣功能,以此來(lái)提高作業(yè)效率、保障設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。本文將對(duì)輪胎智能充氣功能的設(shè)計(jì)與工作原理進(jìn)行闡述。
改造方案
1 選取氣壓壓力傳感器
市面上氣壓壓力傳感器形式多樣,我們根據(jù)實(shí)際工況選擇一種能夠提供模擬量輸出信號(hào)的傳感器,傳感器通過(guò)輸出電流的大小來(lái)表示輪胎內(nèi)氣壓的壓強(qiáng),比如輪胎的氣壓壓強(qiáng)降低,傳感器輸出電流變小,設(shè)備PLC采集其模擬量信號(hào)作為輪胎內(nèi)壓強(qiáng)大小的判定依據(jù),從而運(yùn)算出輪胎氣壓的實(shí)際數(shù)值,達(dá)到自動(dòng)充氣的目的。根據(jù)這一思路我們選擇的是日本NTS壓力傳感器PCH
其優(yōu)點(diǎn)是:輸出靈敏度高(1.5mv/v);重復(fù)性快(0.1%F.S.);溫度靈敏度漂移低(0.05F.S./℃);工作溫度范圍大(-20～80℃);抗疲勞高(1000000回)。
2 PLC采集傳感器模擬量信號(hào)的線路設(shè)計(jì)
為了使設(shè)備PLC能夠采集到壓力傳感器反饋的信號(hào)并控制氣泵的開關(guān),利用設(shè)備的備用裝置及安裝的壓力傳感器設(shè)計(jì)一條控制線路,即:壓力傳感器——電氣房PLC輸入模塊——PLC輸出模塊——備用接觸器——?dú)獗?/p>
激光測(cè)距傳感器供給電源取自電氣房?jī)?nèi)24伏變壓器,反饋信號(hào)傳輸給電氣房PLC模擬量輸入模塊,經(jīng)PLC程序運(yùn)算后得出實(shí)際壓強(qiáng)值,通過(guò)設(shè)定好的程序由PLC輸出模塊來(lái)控制接觸器線圈。當(dāng)線圈吸合時(shí)備用接觸器的13、14常開觸點(diǎn)導(dǎo)通,110V交流電源輸送給氣泵控制線圈,氣泵運(yùn)行開始充氣。另外在接觸器輔助觸點(diǎn)安裝一個(gè)計(jì)數(shù)器,用以統(tǒng)計(jì)輪胎充氣的頻率,繼而可以判斷出輪胎的漏氣程度。
3 程序的設(shè)計(jì)
PLC采集到傳感器的反饋信號(hào)后,我們需要在PLC中設(shè)計(jì)一段程序,通過(guò)邏輯程序的運(yùn)算來(lái)控制氣泵的開關(guān),實(shí)現(xiàn)輪胎自動(dòng)智能化充氣,具體程序設(shè)計(jì)如圖所示:
在上面的程序段中,輪胎壓強(qiáng)的反饋參數(shù)通過(guò)IN1與IN2作比較,當(dāng)輪胎壓強(qiáng)小于8個(gè)壓時(shí)Q點(diǎn)輸出,計(jì)時(shí)600秒后低壓信號(hào)點(diǎn)%M00742導(dǎo)通,此時(shí)充氣命令點(diǎn)%Q00471導(dǎo)通,PLC輸出模塊輸出命令控制氣泵啟動(dòng)。當(dāng)輪胎壓強(qiáng)反饋參數(shù)大于11個(gè)壓時(shí),低壓信號(hào)點(diǎn)%M00742的RESET點(diǎn)導(dǎo)通,從而點(diǎn)%M00742、點(diǎn)%Q00471相繼斷開,PLC輸出模塊控制氣泵停止工作。真正實(shí)現(xiàn)了輪胎自動(dòng)智能化充氣。
4 功能改造前后比較
輪胎智能充氣功能改造以后,主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面的效果,一是能夠保障輪胎在缺氣后第一時(shí)間給予充氣,保護(hù)輪胎防止其因缺氣而造成損傷,提高了輪胎的使用壽命。二是節(jié)省人力,改造后維修人員不必按期去測(cè)量輪胎氣壓,不必去人工給輪胎充氣。三是減少了故障維修時(shí)間,在輪胎吊作業(yè)時(shí)就可以給輪胎充氣,不必停止生產(chǎn),提高了作業(yè)效率。四是通過(guò)計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)充氣頻率可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)漏氣嚴(yán)重輪胎,及時(shí)更換輪胎,消除爆胎隱患,阻止了安全事故的發(fā)生。
結(jié)束語(yǔ)
該功能的實(shí)現(xiàn)使設(shè)備的性能得到優(yōu)化提高,提高了設(shè)備的安全性能,通過(guò)對(duì)以上輪胎自動(dòng)智能充氣功能的分析,該功能設(shè)計(jì)巧妙,充分利用了PLC強(qiáng)大的邏輯運(yùn)算功能,利用設(shè)備的備用裝置實(shí)現(xiàn)了此功能,因此該功能在今后的大型設(shè)備中將更加廣泛應(yīng)用。
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改造方案
1 選取氣壓壓力傳感器
市面上氣壓壓力傳感器形式多樣,我們根據(jù)實(shí)際工況選擇一種能夠提供模擬量輸出信號(hào)的傳感器,傳感器通過(guò)輸出電流的大小來(lái)表示輪胎內(nèi)氣壓的壓強(qiáng),比如輪胎的氣壓壓強(qiáng)降低,傳感器輸出電流變小,設(shè)備PLC采集其模擬量信號(hào)作為輪胎內(nèi)壓強(qiáng)大小的判定依據(jù),從而運(yùn)算出輪胎氣壓的實(shí)際數(shù)值,達(dá)到自動(dòng)充氣的目的。根據(jù)這一思路我們選擇的是日本NTS壓力傳感器PCH
其優(yōu)點(diǎn)是:輸出靈敏度高(1.5mv/v);重復(fù)性快(0.1%F.S.);溫度靈敏度漂移低(0.05F.S./℃);工作溫度范圍大(-20～80℃);抗疲勞高(1000000回)。
2 PLC采集傳感器模擬量信號(hào)的線路設(shè)計(jì)
為了使設(shè)備PLC能夠采集到壓力傳感器反饋的信號(hào)并控制氣泵的開關(guān),利用設(shè)備的備用裝置及安裝的壓力傳感器設(shè)計(jì)一條控制線路,即:壓力傳感器——電氣房PLC輸入模塊——PLC輸出模塊——備用接觸器——?dú)獗?/p>
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3 程序的設(shè)計(jì)
PLC采集到傳感器的反饋信號(hào)后,我們需要在PLC中設(shè)計(jì)一段程序,通過(guò)邏輯程序的運(yùn)算來(lái)控制氣泵的開關(guān),實(shí)現(xiàn)輪胎自動(dòng)智能化充氣,具體程序設(shè)計(jì)如圖所示:
在上面的程序段中,輪胎壓強(qiáng)的反饋參數(shù)通過(guò)IN1與IN2作比較,當(dāng)輪胎壓強(qiáng)小于8個(gè)壓時(shí)Q點(diǎn)輸出,計(jì)時(shí)600秒后低壓信號(hào)點(diǎn)%M00742導(dǎo)通,此時(shí)充氣命令點(diǎn)%Q00471導(dǎo)通,PLC輸出模塊輸出命令控制氣泵啟動(dòng)。當(dāng)輪胎壓強(qiáng)反饋參數(shù)大于11個(gè)壓時(shí),低壓信號(hào)點(diǎn)%M00742的RESET點(diǎn)導(dǎo)通,從而點(diǎn)%M00742、點(diǎn)%Q00471相繼斷開,PLC輸出模塊控制氣泵停止工作。真正實(shí)現(xiàn)了輪胎自動(dòng)智能化充氣。
4 功能改造前后比較
輪胎智能充氣功能改造以后,主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面的效果,一是能夠保障輪胎在缺氣后第一時(shí)間給予充氣,保護(hù)輪胎防止其因缺氣而造成損傷,提高了輪胎的使用壽命。二是節(jié)省人力,改造后維修人員不必按期去測(cè)量輪胎氣壓,不必去人工給輪胎充氣。三是減少了故障維修時(shí)間,在輪胎吊作業(yè)時(shí)就可以給輪胎充氣,不必停止生產(chǎn),提高了作業(yè)效率。四是通過(guò)計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)充氣頻率可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)漏氣嚴(yán)重輪胎,及時(shí)更換輪胎,消除爆胎隱患,阻止了安全事故的發(fā)生。
結(jié)束語(yǔ)
該功能的實(shí)現(xiàn)使設(shè)備的性能得到優(yōu)化提高,提高了設(shè)備的安全性能,通過(guò)對(duì)以上輪胎自動(dòng)智能充氣功能的分析,該功能設(shè)計(jì)巧妙,充分利用了PLC強(qiáng)大的邏輯運(yùn)算功能,利用設(shè)備的備用裝置實(shí)現(xiàn)了此功能,因此該功能在今后的大型設(shè)備中將更加廣泛應(yīng)用。
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