斗輪堆取料機自動化控制系統的研制

范廣輝 國投中煤同煤京唐港口有限公司

斗輪堆取料機又稱斗輪機，是一種以小型斗輪挖掘機為基礎發展起來的將堆、取功能合二為一的專用裝卸設備，主要用來堆存、挖取散料。在斗輪取料機的發展過程中，機上有人操作一直是最主要的控制方式。但近些年來，隨著科學技術的進步和最終用戶對工作環境的要求不斷提高，無人值守的全自動控制方式成為斗輪取料機發展的必然趨勢。

斗輪取料機采用全自動控制方式可以不用再專門設置司機操作室，操作人員即使不在現場也可以實現對取料機的控制，減少了現場惡劣環境對工作人員的健康影響。操作人員只需要在控制室設定好參數，斗輪機就可以借助自身的識別系統和控制程序來完成堆取料的過程。要達到這樣的任務目標，斗輪堆取料機不僅需要具備完善的控制系統，同時還要兼備及時有效處理意外狀況的能力。

當前我國國內尚缺乏對斗輪堆取料機的專門研究，自主研發的斗輪堆取料機也難以適應現代化的自動化生產要求。在這樣的背景下，加強對斗輪堆取料機控制系統的研發就顯得很有必要。全自動化控制系統的先進技術一方面可以在延長設備使用壽命上發揮作用，另一方面還可以令原先臟亂的工作環境得到很大程度上的改善，將勞動者從原先繁重的工作中解放出來，提高設備的生產效率。

一、國內斗輪堆取料機的發展概況

（一）當前國內外斗輪堆取料機的發展現狀

當前國外斗輪堆取料機的發展一直處于發展速度快、發展水平高的程度，不僅在技術的應用上與時俱進、不斷更新，在產品性能上更是將可靠性、舒適性和安全、環保等都一一考慮進去。反觀國內，國內斗輪堆取料機在國際市場影響下，也正在從低價、低水平、低質量、注重功能性定位向高水平、高質量，同時又采取中價位、注重實用性的方向發展。

隨著斗輪堆取料機各生產廠家不斷地技術創新和研發投入，在我國國內建設如火如荼進行的同時斗輪堆取料機的生產也加快了步伐，制造規模持續壯大，產品本身也從小型化向大型化轉變，并逐步擺脫了國內斗輪堆取料機缺乏個性特點、產品設計雷同，無明顯優勢的現狀[1]。特別是在電氣控制方面，伴隨斗輪堆取料機控制系統技術上的革新和應用，國內斗輪堆取料機正在逐步淘汰單一的手動控制模式，轉而將重點放在了無人值守的自動控制方向。

雖然自動控制這項技術在斗輪堆取料機研制上的應用前景相當廣闊，但真正掌握該技術的廠家集中在國外，而國內宣稱已經掌握此項技術的廠家寥寥無幾，實際的應用更是無從談及。從這一點不難看出，當前國內斗輪堆取料機的研發仍面臨著未知的機遇和挑戰，只有率先掌握了該項技術，才能在國內同行激烈競爭中拔得頭籌，成為行業領頭羊。

（二）斗輪堆取料機在我國的發展歷程

斗輪堆取料機的控制系統在我國的發展有三個階段，其運行模式又包括手動控制、半自動控制和自動控制這三種。第一階段主要集中在20世紀六七十年代，當值的斗輪堆取料機控制系統主要由分立的繼電器、接觸器以及多芯電纜組成，位置檢測控制開關采用的是功能簡單的機械式開關，這種開關存在檢測精度、防護等級雙低的缺點。這種手動控制模式下的斗輪堆取料機需要操作員在駕駛室內完成操作，控制室與現場缺乏有效的聯系，自動化程度很低，很難適應工廠的現代化生產方式。

20世紀七八十年代，隨著可編程程序控制器在斗輪堆取料機控制系統上的應用，斗輪堆取料機進入到了半自動控制的第二階段。這種模式下的斗輪堆取料機的系統配置更為合理，而且工作平穩，基本實現了半自動化作業，使生產效率得到了提升。

現今，為適應現代化生產的需要，斗輪堆取料機的自動控制系統研發得到了越來越多的關注。在自動控制模式下的斗輪堆取料機在作業過程中無須人工操作，能夠自動完成散料裝卸工作，操作人員秩序在控制室中通過監控系統監視和控制斗輪堆取料機工作即可。

二、自動控制模式下斗輪堆取料機的研制方向

（一）引入現場總線技術

現場總線技術是計算機、通信和網絡等技術繁榮發展的成果，是工業控制數字化、網絡化和智能化的最典型代表，被認為是工業自動化領域的熱點趨勢之一[2]。現場總線最大的特點是支持雙向傳輸點、總線式的全數字通訊，可以連接智能現場設備與自動化系統的通信網絡，不僅可靠性好，而且性能穩定、效率高。激昂該項技術應用到斗輪堆取料機自動控制系統中，可以增強系統可靠性，提高設備效率，將我國的斗輪堆取料機技術推到世界前沿。

（二）加強可編程序控制器，確保設備核心穩定工作

可編程序控制器PLC是斗輪堆取料機控制系統的核心，其各機構的控制部分都處于PLC的控制之下。PLC控制器通過采集控制系統的數據信息，管控著斗輪堆取料機各機構的動作，同時還兼備監視運行參數、設備運行狀態的職責。由于斗輪堆取料機的核心是PLC控制器，其性能的好壞直接影響著斗輪堆取料機控制系統是否能夠正常運行，因此加強和完善可編程序控制器很有必要。

三、結束語

技術創新是科技進步、生產力發展的動力，對斗輪堆取料機自動控制系統的研發不僅有助于我國斗輪堆取料機的革新換代，更是科技強國的體現。