摘 要：翻車機是一種用于翻卸散料的大型機械設(shè)備，能將散料翻轉(zhuǎn)卸載到地面皮帶上，實現(xiàn)散料的卸載運輸，在港口中應(yīng)用極為普遍。在實際應(yīng)用中，很多大型港口翻車機都存在或多或少的問題，需要對其進行改造。文章就PLC港口翻車機的改造設(shè)計進行了簡要的探討，可供港口翻車機的改造借鑒。

關(guān)鍵詞：港口翻車機；改造設(shè)計；可編程控制技術(shù)；PLC

1 引言

在港口生產(chǎn)過程中，需要大量應(yīng)用翻車機進行散料的裝卸，是港口重要的生產(chǎn)設(shè)備。從上世紀八十年代起，我國港口就開始普遍應(yīng)用翻車機，不過隨著港口生產(chǎn)任務(wù)的日益繁重，很多港口裝備的翻車機已經(jīng)不能滿足現(xiàn)實生產(chǎn)的需要，需要對其進行改造。尤其是一些傳統(tǒng)的大型翻車機，需要大量人工參與現(xiàn)場控制，既降低了生產(chǎn)效率又增加了安全風(fēng)險。利用PLC可編程控制技術(shù)對港口翻車機進行改造，能有效提高港口翻車機的生產(chǎn)效率，降低安全風(fēng)險，具有極高的經(jīng)濟效益和社會效益。

2 港口翻車機功能分配

港口翻車機主要集中應(yīng)用于卸車作業(yè)，其結(jié)構(gòu)功能主要包括以下幾個方面。

2.1 列車固定系統(tǒng)

列車固定系統(tǒng)通常有夾輪器、固定臂等，夾輪器位于翻車機外側(cè)，其作用是將重空車線上的車輛夾緊使翻車機內(nèi)的車輛處于穩(wěn)定狀態(tài)，避免重空車線上的車輛因慣性沖擊而影響正在翻卸的車輛。夾輪器和固定臂都利用液壓系統(tǒng)進行液壓驅(qū)動，將列車控制在固定系統(tǒng)或定位臂之下，根據(jù)翻車機的能力不同夾輪設(shè)備數(shù)量有所不同，不過都分為重車線夾輪器和空車線夾輪器。固定臂其作用是配合夾輪器提高列車固定系統(tǒng)的能力，常用于翻卸能力較大的港口。

2.2 定位車

定位車由車體、主推車臂、輔助推車臂、驅(qū)動系統(tǒng)、行走導(dǎo)向系統(tǒng)組成。通過編碼器的精確定位，定位車能自動尋找車鉤并將車輛定位在翻車機平臺上，具備前后扯擋壓緩沖器，用以吸收斷電、開關(guān)損壞等情況時作業(yè)設(shè)備的全部能量。目前常用的定位車主車臂采用液壓驅(qū)動和光電管定位，定位車體沿水平軌道運行，行走時利用齒輪傳動驅(qū)動。

2.3 卸車設(shè)備

卸車設(shè)備通常以列車縱向長軸作為軸心進行旋轉(zhuǎn)運動，將列車貨物翻卸下來。其主要結(jié)構(gòu)包括端環(huán)、前后連接梁、平臺、可動靠車板、壓車梁、液壓站、托輪等部分。壓車器和靠車板是在平臺內(nèi)固定重車的裝置，液壓站為它們提供動力。卸車設(shè)備的驅(qū)動裝置由機械和電氣同步組成，驅(qū)動裝置配備故障保險系統(tǒng)以防止驅(qū)動、制動、電機失電等故障時發(fā)生重大事故。驅(qū)動系統(tǒng)包括電機、減速機、聯(lián)軸節(jié)、同步軸、制動器等幾個部分。其中兩臺電機在電氣上采用變頻器閉環(huán)控制實現(xiàn)同步，機械上用同步軸來確保同步運行，制動器用來保證翻車機故障時能及時停車，還能在翻車機零位時提供保持力矩。

2.4 其它輔助設(shè)備

其它輔助設(shè)備主要為受料料斗以及各類給料裝置，實現(xiàn)物料的均勻、連續(xù)傳送。主要包括受料料斗、料位檢測器、振蕩器、電加熱器、給料器等構(gòu)件。料位檢測器實現(xiàn)高、低料位的檢測；振蕩器用于防止物料起拱；電加熱器用于防止低溫天氣受料料斗內(nèi)物料凍結(jié)；給料器實現(xiàn)漏斗向皮帶機的供料。

3 PLC在港口翻車機改造設(shè)計中的應(yīng)用分析

3.1 傳統(tǒng)翻車機的不足

目前我國港口所應(yīng)用的翻車機，多為雙轉(zhuǎn)子串聯(lián)擺動轉(zhuǎn)子平臺式翻車機，利用直流調(diào)速傳動方式，控制系統(tǒng)多數(shù)已經(jīng)采用PLC進行自動化控制。不過在實際使用中，傳統(tǒng)的繼電器控制方式接點復(fù)雜、設(shè)備眾多，繼電器、接觸器在反復(fù)工作中極易磨損，由于慣性等問題使得機械系統(tǒng)磨損變形現(xiàn)象嚴重，驅(qū)動系統(tǒng)非正常磨損現(xiàn)象時有發(fā)生，定位車車體定位容易造成側(cè)壓力，電氣傳動裝置模擬控制系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，傳統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)落后，帶來很多不安全因素。因此，急需提升翻車機故障監(jiān)測、工況測量、自動控制水平，以提高生產(chǎn)效率，提高安全生產(chǎn)水平。

3.2 PLC應(yīng)用策略

PLC在港口翻車機自動化控制中，利用其強大的邏輯運算、順序控制能力，并通過數(shù)字或模擬式輸入輸出，能很好的實現(xiàn)翻車機生產(chǎn)過程的控制和監(jiān)測，具有極高的可靠性和完善的功能。利用PLC順序控制，能取代傳統(tǒng)翻車機中的繼電器順序控制裝置，并利用其強大的邏輯運算能力進行開關(guān)量邏輯控制，同時利用運動控制系統(tǒng)通過模擬量輸入輸出功能，實現(xiàn)翻車機速度和位置的控制，并利用PLC的PID模塊實現(xiàn)溫度、壓力、流量等各類物理量的閉環(huán)控制，最終代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器系統(tǒng)，利用PLC實現(xiàn)檢測、操作完成整個翻車機的控制。其中，利用輸入模塊采集翻車機現(xiàn)場工況各類信號完成數(shù)字量和模擬量的輸入，利用CPU根據(jù)事件編制的程序處理所采集的數(shù)據(jù)執(zhí)行相應(yīng)的指令，利用輸出模塊輸出數(shù)字量和模擬量完成現(xiàn)場各執(zhí)行元件動作的自動控制。

3.3 PLC控制流程

在應(yīng)用PLC對翻車機進行改造后，當待翻重車到位后，PLC系統(tǒng)檢索整個翻車機系統(tǒng)，正常后開始作業(yè)，定位車牽引重車定位到翻車機平臺上，夾輪器夾住車輪，壓車器和靠車板動作固定好車皮，控制翻車完成翻車以額定速度正翻后關(guān)閉液壓鎖，繼續(xù)翻卸并減速停止完成翻卸動作，啟動振動器工作翻卸完畢，同時定位車收回主臂返回到下個循環(huán)的起始位置。翻車機以額定速度回翻并減速停車，松壓完成翻車過程。翻車過程完成后，定位車重新將重車推到翻車機里并排出空車。整個系統(tǒng)包括控制中心上位機、下位機、現(xiàn)場監(jiān)控器三大部分，上位機顯示相關(guān)數(shù)據(jù)，現(xiàn)場監(jiān)視器采集翻車機工況數(shù)據(jù)，下位機利用事先編制好的程序?qū)崿F(xiàn)整個翻車機工作的自動控制，并根據(jù)各類故障數(shù)據(jù)發(fā)出相應(yīng)的控制動作。

3.4 PLC應(yīng)用效益分析

應(yīng)用PLC對翻車機進行改造，實現(xiàn)翻車機的自動化控制，能有效的提高生產(chǎn)安全和生產(chǎn)效率。首先在編制PLC程序時可以在設(shè)計復(fù)雜的條件以避免人為操作失誤現(xiàn)象，避免人為操作造成事故；其次可以降低現(xiàn)場作業(yè)人員的投入和勞動強度，并降低現(xiàn)場作業(yè)可能造成的人身傷害機率；再次利用PLC對翻車機的各項動作進行控制，能使翻車機整個工作過程中速度穩(wěn)定過渡平緩，降低對設(shè)備造成沖擊的現(xiàn)象，減少設(shè)備磨損；此外，利用PLC還能有效的取代繼電器，減少電氣系統(tǒng)的二次接線，使故障查找和維修更為容易。

4 結(jié)束語

翻車機是港口生產(chǎn)的重要機械設(shè)備，傳統(tǒng)的翻車機在生產(chǎn)過程中，極容易因為人工操作產(chǎn)生各類安全事故，也不利于翻車機工況的監(jiān)測。利用PLC對翻車機進行改造，能簡化翻車機電氣系統(tǒng)的接線，更好的控制翻車機生產(chǎn)動作，降低設(shè)備磨損和不必要的沖擊，能有效減少現(xiàn)場作業(yè)人員的投入和工作強度，并能及時對翻車機各部件工作狀態(tài)和設(shè)備工作能力進行監(jiān)測，能有效的提高生產(chǎn)效率，具有極高的實踐應(yīng)用價值。

參考文獻

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