PLC在斗轮堆取料机控制系统中的应用

邵晓宇

摘 要：斗轮堆取料机是现代化工业中用于物料装卸的高效设备工具，被广泛的应用于大型港口、码头、钢铁厂、水泥厂、冶金矿场、储煤场、发电厂等散料（煤、砂石、焦炭、矿石）存储料场的堆取作业；斗轮堆取料机作业时有很强的规律性，可以实现全自动化，其控制的方式有手动、自动和半自动，PLC在斗轮堆取料机控制系统中起到了很大的作用，可以降低机械故障率，使机械运行稳定，可靠性能较高，本文就PLC在斗轮堆取料机控制系统中的应用做出简要的分析，进一步提高斗轮堆取料机的工作效率。

关键词：PLC；斗轮堆取料机；控制系统；应用

引言：随着我国现代工业化的快速发展和工业需求，对斗轮堆取料机的控制系统也在不断的更新，PLC系统可以很大程度上提高斗輪堆取料机的工作效率，还可以保证其运行状态正常，可以根据实际堆取作业状况进行编程逻辑控制，伴随着信息化技术和计算机技术的不断发展创新，PLC系统不再局限于逻辑控制，而是在运动控制和过程控制领域中发挥着重要的作用，并且在工业化生产控制领域被广泛的利用，可以满足工业化生产需求及客户个体要求。

1 PLC控制系统的发展

PLC是可编程逻辑控制器，在二十世纪六十年代由美国开发并推广，进而取代了传统的继电器控制装置，在不断的发展开发过程中，得到了很大的进步和完善，从逻辑控制到运动控制再到过程控制，很快得到世界各地工业化生产的认可，适用于钢铁、化工、石油、电力、建材、机械制造等行业领域，并在自动化领域占有重要的地位；PLC以存储执行逻辑运算、定时、计数和运算及顺序的控制，通过数字的输入和输出进一步控制各类机械设备运行或生产过程，在相同的I/O点数系统中，PLC系统则较其他系统成本低，大约可以节省40%的成本支出，PLC使用的软件和硬件设施都是通用软件，，维护作业比较方便，且一个PLC的控制可以接几千个I/O点，最多可以达到8000多个I/O点数，在进几年的工业化生产需求中，PLC在我国的应用范围在不断的增长，随着我国自动化水平的不断提高，PLC的应用范围不断扩充的优点是开发成本低，控制系统稳定，可根据被控制对象的属性及功能进行特定编程控制，维护成本低且维护方便，在未来的经济发展中，也会保持着高速增长趋势。

2 斗轮堆取料机控制系统的发展

斗轮堆取料机是在小型斗轮挖掘机基础上发展而来的，是堆放和取料相结合的轨道式散料专用装卸设备，其优点是堆取能力大，料场占地面积小，操作方便等，从而被大范围的使用，斗轮堆取料机在大型的储料场中运用率在不断的增加，为了更好的完成堆取作业，提高堆取作业效率，就要不断的研究与开发斗轮堆取料机控制系统，从继电器控制装置到PLC控制系统的生成及应用，是通过大量的实践经验总结，不断的完善系统的可操作性能，实现操作的安全性和可靠性，提高其工作效率，节省劳动力，改善现有的劳动环境，采用PLC控制系统完成工业化生产作业。

3 斗轮堆取料机控制系统中PLC的工作原理

斗轮堆取料机一般设有一个电气室、一个司机室、一个变压器室，通过在司机室的操作平台完成对被控制对象的控制操作，观察操作信号指示，可以实现手动及半自动化操作方式；PLC操作系统在被控制对象操作过程中其主要功能是实现信息的采集并进行手动及半自动操作、监视工艺基本参数、实时检测和显示设备运作状态、执行监控动作。

3.1大车走停和回转控制系统工作原理

大车走停系统和回转系统都是通过可调速的变频电机进行驱动作业的，机械操作人员可以在司机室内直接操作，实现命令开关，根据实际物料的运输状况调节大车的运行速度、或前进或倒退，然后在可控角度范围内进行回转作业操控。

3.2斗轮、皮带控制系统工作原理

斗轮控制系统和皮带控制系统在工业化生产过程中，主要服务于生产取料，通过斗轮取出的物料落入机械的皮带上，再由皮带的角度及回转范围计算将物料输送到目的地，完成工业物料的运输。

3.3俯仰控制系统工作原理

在斗轮堆取料机控制系统中，俯仰控制系统是以液压为主流，再通过PLC中的模拟量输出模块将正负10V的电压信号按照比例放大再通过转换器转给液压比例电磁阀，电磁阀会根据电压的浮动来逐渐提升，进而逐渐打开，利用液压系统的主要优点是可以减少有机械运作中的冲击带来的负面影响，提高机械设备的利用率，保证机械设备运行的稳定性。

3.4半自动控制系统工作原理

通过计算机技术的不断提高，PLC的计算数据也不断的在提高，半自动化操作系统也越来越先进，利用PLC将走停编码器采集的距离信息、回转和俯仰编码器采集的角度信息进行精密的计算分析和处理，在司机室的触摸屏上可以显示，为斗轮堆取料机作业提高相应的参数参考，然后在触摸屏上设置对应运作参数，将行进的距离、回转的角度范围都设置出来，传入PLC后，通过CPU处理器进行有效的处理后实现半自动化控制作业的需求。

3.5人机界面系统控制工作原理

PLC对斗轮堆取料机会实行实时监控，并将有效的数据进行采集分散，再经过CPU处理器处理后，发出相关的指令使机械设备正常生产运行，同时将当前PLC状态输送到“共享数据块”中，供触摸屏显示及操作等，在这期间，机械设备操作人员通过触屏显示器上显示的数据、参数、曲线及各种工况画面进行操作、分析，将有用的数据报表及生产报表打印出来，提供给生产流线工作人员，保证人机合作协调。

4 PLC在斗轮堆取料机控制系统中的应用

PLC在斗轮堆取料机控制系统中起到了很大的作用，其可以通过编程信息完成整个自动化工艺的关键控制部分，实现控制系统的稳定性和可靠性，提高斗轮堆取料机的作业效率，以下就PLC控制的关键部分进行详细分析。

4.1堆料程序控制

在堆料程序控制中，通过PLC对操作系统的编程控制，先将大车行进预定堆料位置，将悬臂架角度设置在合理的堆料范围内，启动堆料程序，当物料堆积到最大高度时，将大车行进位置调整，悬臂架角度增大或将悬臂架左右移动，一切调整好后再继续堆料，依次操作直到将物料堆放完成，实现斗轮堆取料机的PLC控制作业。

4.2取料程序控制

在取料程序控制启动之前，先将大车行进至取料位置，设置取料相关指令，将取料皮带的速度和悬臂架的角度设置在规定数值范围内，然后按照正确的顺序进行启动控制，当回转角度数据传入司机室的控制面板上，操作人员应设置相应的参数进行取料作业，根据取料的速度及进度，对大车的行进位置及悬臂架的角度进行合理的调整，安全可靠的完成取料作业。

4.3位置信号检测程序控制

对机械信号及仪表指示监控，是通过PLC与电压传感器的编程终端之间的通讯数据参数来实现的，采用可编程终端、斗轮堆取料机的作业状态信号、报警信号及显示器上的数据参数信号进入可编程终端系统，实时对斗轮堆取料机进行监控，保证机械设备运行操作安全可靠。

4.4驱动控制程序

驱动控制程序装置主要负责电机的驱动、传送带驱动、斗轮上升或下降、回转驱动和电缆卷筒驱动等，这些驱动功能中还可以实现双重保护措施，机械操作人员可以通过驱动程序控制机械运行速度、悬臂架的回转角度及物料运输方向及速度，在紧急情况时可以采取制动手段，保证斗轮堆取料机的作业安全及人员安全。

结束语

综上所述，PLC在斗轮堆取料机控制系统中有着重要的作用，处于核心控制管理，通过与触摸屏及半自动化系统的结合，利用人力进行半自动操作，实现了斗轮堆取料机控制系统的可靠性及安全性，并节省了大量的劳动力，提高工作效率，为工业化生产自动化行业提供了有利的保障。

参考文献

[1]刘雅臣.张庭亮.斗轮堆取料机控制系统技术应用[J].中国新技术新产品.2014（02）：152.