取料机限位开关的改造

邹六省

取料机限位开关的改造

邹六省

1　系统概述

某水泥厂堆场规格为148m×32m，均化库取料机用于将堆场混合料输送至生料系统。设计时将堆场划分为3个区域：1堆、2堆和障碍区。为识别取料机的位置信号，共使用了7个限位拐臂开关（图1中A～G），分别是：1堆极限位D、1堆端限位E、1堆堆限位A、2堆极限位G、2堆端限位F、2堆堆限位C、障碍区限位B。其中，极限位用于端限位失效时的自动停车保护，避免无人值守自动运行时，端限位信号失效而导致的取料机和撞块相撞；端限位用于取料机在堆场两个端头侧的停车控制；堆限位用于确定取料机所在堆位以便采取相应的行走驱动方向。当取料机和堆料机需要错堆时，需人为错车，将两车同时调到障碍区，采集到交叉信号，才可以进行，以保证堆、取料机不同堆，这一功能是通过障碍区限位拐臂开关完成的。之所以采取人为错车，不仅是因为堆、取料机在工作完成时间上存在差异，更是为了安全着想，避免取料机耙车限位开关或者堆料机悬臂料位开关损坏而导致取料机耙车和堆料机悬臂相撞（错堆时，取料机耙车需在离堆料机最远的位置，堆料机悬臂需在最高位置，避免两车相撞；并且两车同时进入障碍区，保证两车不同堆）。在PLC中，限位开关输入点位信号占用7个，堆场概貌及取料机限位开关位置如图1所示。

2　问题讨论

（1）在PLC的程序控制中，堆场区域的划分和图1并不一样。在程序中，取料机在1堆向2堆行进中，至堆限位A时，取料机没有采集到障碍区信号，所以程序上仍定义取料机在1堆，只有碰触到限位开关B时，才定义取料机进入障碍区，然后取料机继续行进接触到限位开关C，定义取料机进入2堆。因此程序上当取料机从1堆进入2堆时，区域划分DB为1堆，BC为障碍区，CG为 2堆；取料机从2堆进入1堆时，区域BG为2堆，AB为障碍区，AD为1堆。这种情况下，当发生故障讨论问题时，就不容易分析清楚。

（2）取料机使用拐臂式限位开关，拐臂开关安装在取料机上，大车错堆时，拐臂开关经过堆限位撞板和障碍区限位撞板时，拐臂在撞板上拖动行走，频繁造成拐臂损坏。

3　改造限位开关

3.1一次改造

为统一堆场堆位的定义，通过修改PLC程序对取料机限位开关的控制进行了初次改造。拆除障碍区拐臂限位开关B，程序中将行走驱动和相应的堆信号串联作为进入障碍区的信号。改造后，DA区域为1堆，AC区域为障碍区，CG区域为2堆，区域划分得以明确化。

如图2a所示，K字头线圈为保持线圈，PLC由断电接通后，不改变线圈断电前的状态，并且由于加入了行走驱动信号连锁，使得人为送堆信号无效。如图2b所示，改造前M字头线圈为普通中间线圈，PLC断电时自动复位，复位后堆位的生成需要人为拨动堆限位开关的拐臂送上（图2a中，西行驱动和东行驱动均为取料机快行驱动）。

图1　堆场概貌及取料机限位位置图

3.2二次改造

通过对取料机限位开关实行二次改造，又拆除一个限位开关。

原系统将堆场分为3个区域，现改为1堆和2堆两个区域。具体做法是：恢复一次改造时拆除的障碍区拐臂开关B，拆除A、C两个堆信号限位开关，将B限位以西定义为1堆，B限位以东定义为2堆。错堆时，使用快行驱动和B限位信号串联作为堆信号。

3.3三次改造

由于错堆时限位开关的拐臂在撞板上拖动且堆场环境恶劣，导致限位开关B经常损坏，因此进行第三次改造，去除限位开关B。从安全角度考虑，由于必须采用人为错车，所以使用具有左右两个位置的主令开关替代限位开关，接线时仅接主令开关的一条通路，而另一条通路不接线。定义采集到主令开关通路信号时为1堆，断开时为2堆，这样在硬件上就可以完成互锁。错堆后，人为送堆信号即可。

3.4四次改造

如图1所示，限位撞板D、E、F、G并不在同一高度上，因此使用了四个限位开关。若撞板高度相同，还可进一步减少限位开关。改造方法为：保留D、E两限位开关并使两限位开关在取料机车身上下排列且在一条直线上；与之相关联的，保留E、F两限位撞板并使两撞板高度相同，其他限位和撞板全部拆除。取料机在1堆时，若至端限位，使两限位同时接触E撞板；在2堆时，D、E两限位同时作用于F撞板。在PLC程序中，只要限位开关收到信号即停车，之所以保留两个限位开关，是为了增加安全性。

3.5五次改造

实际上，根据堆料机的堆料情况，堆场两侧物料成斜坡状，物料较少，若取料机取料至端限位错堆时，是不能满足生料磨供料需求的，这时，岗位人员往往在耙车不能满耙时（图3中AB线）错堆，端限位、极限位开关也就用不到了。从建厂至第五次改造前，端限位、极限位从未使用过，因此，根据现场实际情况，摘除全部限位开关。

图3　耙车取料情况

4　结语

限位开关从7个到全部取消，是基于取料机行走速度缓慢的基础，否则至少应保留D、E两个限位开关。改造后，取料机自动工作的功能未改变，而控制原理更加明确，PLC程序更加通俗易懂，电气元件得以减少，DI模块点位得到节省。另外，也降低了维护成本和维护人员的工作量，提高了工作效率。

The Retrofit of Reclaimer's Limit Switch

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