PL-2400排土機控制系統(tǒng)存在的問題與改造

江侶

摘要：分析了排土機在煤礦半連續(xù)系統(tǒng)生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)的故障點，通過聯(lián)系生產(chǎn)實際情況對控制系統(tǒng)進行技術(shù)改造，重新選用控制產(chǎn)品，代替容易出故障的零部件，改造后在實際應(yīng)用過程中排土機故障率降低，運行更加的穩(wěn)定，更易維修。

關(guān)鍵詞：排土機;故障;改造;運行穩(wěn)定

引言：煤礦半連續(xù)生產(chǎn)工藝由挖掘機采剝土方裝車后運至破碎機破碎后經(jīng)膠帶機長距離運輸至排土場，最后由排土機排到規(guī)劃好的位置。半連續(xù)系統(tǒng)經(jīng)多年的生產(chǎn)實踐證明具有效率高、成本低、生產(chǎn)集中、機械化自動化程度高等特點，因此半連續(xù)剝離系統(tǒng)在大型露天煤礦中得到大量的應(yīng)用。

排土機作為排料設(shè)備在剝離半連續(xù)系統(tǒng)設(shè)備的最后一環(huán)，發(fā)揮著關(guān)鍵作用，目前還沒有能夠替代的設(shè)備。具有生產(chǎn)能力大、排土半徑寬、移動性能靈活、輔助作業(yè)時間少、自動化程度高、能連續(xù)生產(chǎn)作業(yè)、操作簡單等特點。

1排土機的結(jié)構(gòu)及功能

排土機生產(chǎn)時通過卸料車實現(xiàn)和膠帶輸送機的連接，接受膠帶機運送來的物料，把物料排到預(yù)定的位置。隨著生產(chǎn)物料的堆積，可提升降低、回轉(zhuǎn)排料臂到不同位置生產(chǎn)。排土機移動時主要通過履帶行走裝置來實現(xiàn)，支撐車配合移動受料臂，每天可排料2萬多立方。主要由受料臂、排料臂 、行走裝置 、回轉(zhuǎn)裝置、支撐車、變幅裝置、控制室組成。

受料臂是接受前機膠帶機輸送物料的裝置，由緩沖床，受料口，減速機，制動器，驅(qū)動滾筒，改向滾筒，增面滾筒，膠帶組成;排料臂是向指定位置排物料的裝置，由緩沖床，中心下料口，減速機，制動器，驅(qū)動滾筒，改向滾筒膠帶組成，通過回轉(zhuǎn)裝置可實現(xiàn)不同角度水平面排料，通過變福裝置可實現(xiàn)不同高度排料;回轉(zhuǎn)通過減速機、齒輪環(huán)實現(xiàn)回轉(zhuǎn)，實現(xiàn)不同水平生產(chǎn);變幅裝置由鋼絲繩，龍門架，減速機，制動器構(gòu)成，實現(xiàn)不同高度生產(chǎn)排料。

2排土機的控制系統(tǒng)存在問題

2.1 ?PLC老化、容易出故障、無備件

排土機由plc集中控制，屬于上世紀60年代產(chǎn)品，由共用的底板、單塊的輸入輸出模塊、電源模塊、cpu模塊組成，屬于插入式plc，占地面積大。

控制程序存儲在EP螺母上，難讀寫和更改，出現(xiàn)故障時不能直觀的看出問題。在市場上基本已買不到零配件，有時修理人員很快的發(fā)現(xiàn)故障點，但是由于這一原因?qū)е潞茈y處理故障恢復(fù)生產(chǎn)。

由于排土機生產(chǎn)過程中易抖動，PLC隨之抖動也會使各輸入輸出點出現(xiàn)閃斷現(xiàn)象，致使排料臂受料臂無故障停止運轉(zhuǎn)發(fā)生堵料事故。還有閃斷后排土機會自己重新啟動，存在一定的安全隱患。

2.2受料臂驅(qū)動裝置不能滿足生產(chǎn)要求

生產(chǎn)過程中物料受天氣情況影響濕度變化，雨后濕度增加，一定程度上會增加排土機運行負荷，導(dǎo)致受料臂軟啟動裝置輸出轉(zhuǎn)矩隨之增大，輸出電流變大，當瞬間超過軟啟動裝置的承受范圍時，軟啟動會出現(xiàn)無功率輸出受料臂停止運轉(zhuǎn)堆滿物料情況。

由于以上的原因，受料臂有時需要重載啟動，由于原施耐德CQ45軟啟動屬于輕載啟動，轉(zhuǎn)矩小，啟動轉(zhuǎn)矩、加減速時間，工作電流等參數(shù)可調(diào)整的范圍小，導(dǎo)致不能滿足受料臂在堆滿物料時啟動的要求。才能靠組織人力清開物料后輕載才能啟動，而人工清開物料很費工費時。

2.3操作支撐車時存在盲區(qū)，容易拉斷電纜

排土機在一個位置生產(chǎn)排滿物料后需整體移動排土機轉(zhuǎn)移生產(chǎn)，通過手柄操作，和現(xiàn)場有一定的距離。手柄控制電纜由排土機操作室供出，沿受料臂電纜槽后懸空到達現(xiàn)場控制柜。排土機司機在操作時視覺上有影響，在支撐車處還需另一工作人員現(xiàn)場指揮配合，現(xiàn)場環(huán)境在生產(chǎn)過程中灰塵大、噪音大，導(dǎo)致司機在操作支撐車行走時經(jīng)常會發(fā)生拉斷支撐車電纜的情況，由于斷裂裸露電纜頭帶電，卸料車和支撐車又全部由鋼結(jié)構(gòu)組成會導(dǎo)電，存在安全隱患。

3排土機控制系統(tǒng)的改造

3.1更換成歐姆龍PLC

選用歐姆龍CS1W PLC，整體更換了PLC系統(tǒng)，根據(jù)原來的控制邏輯編寫了梯形圖。選用施耐德LC1D系列交直流接觸器重新設(shè)計了控制柜。通過歐姆龍PLC集中處理讓設(shè)計改造后的控制柜內(nèi)元件動作控制不同的啟停、報警、監(jiān)控回路，滿足排土機的各種生產(chǎn)工藝，保護排土機的各部分機械電氣裝置。

重新選用的歐姆龍PLC可靠，不會出現(xiàn)閃斷的情況。結(jié)構(gòu)嚴謹，在生產(chǎn)過程中不會抖動，查故障也更加的直觀明了，各種程序也更加的容易讀寫更改，備件計劃也更容易做。完美的替代了原來的PLC產(chǎn)品。

3.2用丹佛斯低壓變頻器代替原來軟啟動

丹佛斯變頻器是一款多用途變頻器，它具有高可靠性、簡便易用、功能豐富、啟動平滑等優(yōu)點，能適應(yīng)的惡劣環(huán)境，高啟動轉(zhuǎn)矩，運行穩(wěn)定性。數(shù)字面板LCP 更易操作。

把受料臂軟啟動器更換成丹佛斯FC302變頻器，它能滿足受料臂的所有啟停、監(jiān)控要求，接線端子和控制接觸器相接，能夠接受處理控制柜發(fā)出的動作指令，由plc集中控制。

3.3使用遙控手柄代替控制手柄

卸料車支撐車控制手柄改為無線式遙控手柄，在控制柜內(nèi)安裝接收器。選用WXY-1型工業(yè)行車遙控器，它采用先進的無線數(shù)字傳輸技術(shù)和人體工程學(xué)設(shè)計，可在室外露天安裝使用。接收器的電氣接線方式與有線控制的接線方式保持一致，便于對有線控制的行車進行技術(shù)改造。考慮到操作的安全性和結(jié)構(gòu)機械強度的可靠性，遙控發(fā)射器外觀結(jié)構(gòu)采用標準的控制按鈕結(jié)構(gòu)形式，使用者不易產(chǎn)生誤操作。它具有工作可靠、無電磁干擾、開關(guān)速度快、抗干擾能力強、防潮、防腐蝕等優(yōu)點。

更換后，操作不受位置的限制，可在接收器半徑50米范圍內(nèi)操作，減少了視覺的盲區(qū)，可在現(xiàn)場操作，就不會出現(xiàn)拉斷電纜的事故，操作更加的安全。

結(jié)論： 經(jīng)改造后的排土機，在生產(chǎn)過程中故障率大大的降低。即使堵料事故出現(xiàn)時，也很方便就能把膠帶輸送機上的物料運走。排土機運行更加的穩(wěn)定、安全、高效，減少了維修工作量，提高了生產(chǎn)效率。

參考文獻：

[1]張允真.楊鼎春 .大型排土機結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析[J].工程力學(xué)，1989（4）：83-91.

[2]李曉云 .淺談德國露天采礦技術(shù)[J].煤礦機械，1993（2）：27-29.

[3]楊榮新.露天采礦學(xué)（下冊）[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1990.