帶式輸送機拉緊裝置控制系統的研究

馬一銘 程亮

【摘要】帶式輸送機是一種在輸送帶的基礎上具有牽引和承載功能的運輸型設備，因其可將物料進行連續性的裝卸運輸且其運輸的距離比較長和較大的輸送能力，在投資費用方面比較低等優勢，其主要在港口、礦山和碼頭、冶金、建材等多種領域進行使用。帶式輸送機可提高生產率，增加輸送量，其消耗的能源比較少，其具有較好的經濟性，所以在對散體物料運輸過程中，帶式輸送機所應用的范圍也越廣泛。

【關鍵詞】帶式輸送機;拉緊裝置;控制系統

隨著社會的迅速發展，不同新技術和新方法更迭不窮，機械技術也隨之完善，因此，帶式輸送機得到嶄新的發展。其主要表現為：帶式輸送機所具備的功能呈現多元化和范圍廣的特點，如所使用的大傾角帶式、管狀帶式和空間轉彎帶式等輸送機逐漸具備長運距、大運量以及高帶速等優勢，使得帶式輸送機的運行控制方面趨于智能化、穩定化和界面化，其關鍵零件趨向高性能和高可靠性。

一、帶式輸送機拉緊裝置的發展現狀

在現實使用過程中，拉緊裝置的性能對帶式輸送機的整體性能產生直接的影響。現階段國內通常使用常用絞車拉緊裝置、重錘拉緊裝置和液壓拉緊裝置等多種拉緊裝置。

第一，絞車拉緊裝置包括自動和固定兩種類型。自動絞車拉緊裝置在原理上是通過壓力傳感器并且依據帶式輸送機的具體運行情況可自動的對拉緊力度進行有效控制，但自動絞車拉緊裝置會因為壓力傳感器的質量以及由于機械系統的慣性和滯后信號等多種不利因素發生工作失誤。固定絞車拉緊的工作原理是通過實際所用的拉緊力度進行調整具有固定性的拉緊力度。絞車拉緊裝置在絞車以及控制系統方面發生問題時，帶式輸送機還未實現拉緊力處于平穩狀態或拉緊力失效，安全性較低。

第二，重錘拉緊裝置包括重載車式拉緊裝置以及重錘拉緊裝置兩種類型。重載車式拉緊裝置的工作原理通過帶式輸送機機體上的重物拉緊車放置重物，可通過輸送機的地腳板坡度使得拉緊車下滑從而產生輸送機拉緊力。重錘拉緊裝置主要是指利用鋼絲繩將重錘懸掛起來從而產生拉緊力。重錘拉緊裝置均由重物作用產生一個處于恒定狀態的拉緊力，具有較高的安全性。但其無法調節拉緊力度。

第三，液壓拉緊裝置。其主要的工作原理是指通過液壓站所發生的壓力提高帶式輸送機的拉緊力，其可依據輸送機的運行情況對拉緊力度進行有效調節。因為液壓站以及油缸自始至終均在進行工作，當輸送機的液壓和控制系統發生問題時，未能產生具有恒定狀態的拉緊力或拉緊力失效，具有較低的安全性。

二、帶式輸送機拉緊裝置控制系統

現階段，PLC替代了繼電器控制系統中的大量器件，可有效降低控制柜在設計安裝方面的工作量。另外，其控制系統在接線方面極為簡單且工作量小，在使用和維護方面比較方便。

第一，PLC的基本構造。（1）CPU模塊：CPU模塊主要是包括微處理器以及存儲器兩部分。在PLC控制系統中不斷地對輸入信號進行有效采集，用于用戶程序的執行，使得系統輸出不斷更新。（2）信號模塊：輸入和輸出模塊又稱為I/O模塊，其主要包括開關量輸入和輸出以及模擬量輸入和輸出。其主要成為外部現場設備以及CPU模塊的鏈接。（3）功能模塊：PLC中的不同功能模塊提高了PLC功能，有效的降低了CPU的重擔。其主要發揮實時性和有效控制存儲容量。（4）接口模塊：CPU模塊位于中央機架中，接口模塊可使得中央機架和擴展性機架間進行通信，部分接口模塊還可為擴展機架進行供電。（5）通信處理器：通信處理器是應用于PLC間、PLC與遠程I/O間以及PLC與計算機等其他智能設備間的通信方面，可將PLC接入MPI、PROFIBUS-DP和AS-i以及工業以太網中，或達到點對點通信的目的。（6）電源模塊：電源模塊將傳統輸入電壓轉為DC24V電壓以及背板總線上的DC5V電壓，可有效向其他模塊提供電源。（7）編程設備：將具有編程軟件STEP7的個人計算機作為一套編程設備應用于S7-300/400中，使得各種編程語言可進行不同的轉換。將編譯后的程序轉載到PLC中，也將PLC中所含有的程序轉到計算機上。程序可利用網絡，進行遠程編程以及傳送。編程軟件可在網絡以及硬件組態和參數設置、監控以及故障診斷等方面產生影響。

第二，PLC的特點和應用。PLC的特點為：（1）編程方法具有簡單易學性。（2）具有較強的功能，性價比高。（3）具有齊全的硬件配套，使用較為方便，具有較高的適應性。（4）具有較高的安全性和抗干擾能力。（5）在設計和安裝以及調試方面的工作量比較少。（6）維修方面工作量較少，具有便利性。（7）體積小，損耗少。PLC主要應用于：（1）對開關量進行邏輯控制。（2）運動控制。（3）控制閉環期間。（4）對數據進行處理。（5）進行通信聯網。

第三，PLC程序的設計方法。（1）經驗設計法：其主要利用對繼電器電路圖設計方法對較為簡單的控制系統梯形圖。（2）繼電器電路轉換法：將繼電器電路圖轉變為PLC控制時，將繼電器電路圖轉換為具有相同功能的PLC的外部接線圖以及梯形圖。（3）順序控制設計法：順序控制設計法是對控制系統的控制過程和功能以及具有特性的圖形進行設計，有效的對PLC的順序控制程序進行設計。

綜上所述，帶式輸送機拉緊裝置控制系統，現階段主要使用利用數字運算操作的一種電子系統，其主要應用于工業環境下，它利用具有可編程序性的存儲器進行邏輯運算和順序控制，同時進行定時和計算以及算術運算等一系列操作，并利用數字模擬的輸入以及輸出操作，對不同類型的機械生產進行控制。可編程序控制器和與其相關的整套外圍設備，都可與工業系統形成一個的完整體系，極大地發揮其功能。

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