摘 要：本文所介紹的金屬?gòu)U料自卸車主要用途是將標(biāo)準(zhǔn)集裝箱中的金屬?gòu)U料傾瀉于金屬?gòu)U料池，便于后序金屬溶煉工藝處理。以往的金屬?gòu)U料是通過(guò)中型翻斗車運(yùn)載和傾瀉廢料的，但隨著料材重量的增加，翻斗車在傾瀉料時(shí)容易發(fā)生整體翻過(guò)事故，同時(shí)由于不能控制翻斗速度和保持一定的角度，那么一旦裝箱的料材過(guò)重就不能正常傾瀉。根據(jù)用戶需要，西北機(jī)器有限公司研制開(kāi)發(fā)出針對(duì)大型集裝箱金屬?gòu)U料傾瀉的集裝箱式自卸車，它來(lái)往于標(biāo)準(zhǔn)火車軌道上，能自由運(yùn)行，安全傾翻，自由回復(fù)，滿足了生產(chǎn)需求。

關(guān)鍵詞：PLC控制；電液比例控制器

1 自卸車控制系統(tǒng)機(jī)械部件

車體，金屬框架式結(jié)構(gòu)，由槽鋼和鋼板焊接組成，裝載集裝箱；行走電機(jī)，控制自卸車行走，由電機(jī)、減速機(jī)組成；液壓站，主泵和輔泵，主泵為比例閥傾翻缸提供動(dòng)力，輔泵為鎖緊缸、支撐缸提供動(dòng)力，配溢流閥；比例閥傾翻缸，控制箱體傾翻動(dòng)作，完成廢料的傾瀉工作；鎖緊缸，當(dāng)車體停止在軌道上時(shí)，鎖緊缸控制鎖緊機(jī)構(gòu)將車體與軌道鎖緊，防止移動(dòng)，當(dāng)車體移動(dòng)時(shí)，鎖緊機(jī)構(gòu)脫開(kāi)；支

撐缸，當(dāng)車體到達(dá)傾翻位置時(shí)，鎖緊缸控制鎖緊機(jī)構(gòu)與軌道鎖緊，車體上支撐缸向下伸出，到達(dá)軌道地面，防止廢料傾瀉時(shí)，車體翻倒。

2 自卸車控制系統(tǒng)電氣原理

2.1 可編程控制器

金屬?gòu)U料自卸車電氣控制選用臺(tái)達(dá)PLC可編程控制器。

2.2 系統(tǒng)動(dòng)作 ①旋動(dòng)電源開(kāi)關(guān)ON/OFF，系統(tǒng)通電，控制指示燈亮，旋動(dòng)油泵開(kāi)關(guān)ON/OFF，油泵工作，指示燈亮。②旋動(dòng)手動(dòng)/聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)，可手動(dòng)控制鎖緊缸鎖緊/脫開(kāi)，手動(dòng)控制支撐缸支撐/縮回；聯(lián)動(dòng)控制由可編程控制器控制。③聯(lián)動(dòng)控制：按下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)檢測(cè)當(dāng)前狀態(tài)，檢測(cè)鎖緊缸壓力大小，判斷鎖緊缸控制鎖緊機(jī)構(gòu)脫開(kāi)，行走電機(jī)脫開(kāi)制動(dòng)，正向運(yùn)轉(zhuǎn)，車體前進(jìn)，到達(dá)傾瀉地點(diǎn)，由光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)位置，行走電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，制動(dòng)，鎖緊缸控制鎖緊機(jī)構(gòu)將車體與軌道鎖緊，車體上支撐缸向下伸出，到達(dá)軌道地面，系統(tǒng)檢測(cè)當(dāng)前狀態(tài)，檢測(cè)鎖緊缸壓力大小，檢測(cè)支撐缸壓力大小，確認(rèn)達(dá)到傾翻前狀態(tài)，開(kāi)始傾翻。④聯(lián)動(dòng)控制：傾翻完成后，系統(tǒng)檢測(cè)當(dāng)前傾翻缸位置，當(dāng)?shù)竭_(dá)行程位置時(shí)，支撐缸退回，鎖緊缸控制鎖緊機(jī)構(gòu)脫開(kāi)，系統(tǒng)檢測(cè)當(dāng)前狀態(tài)，檢測(cè)鎖緊缸壓力大小，檢測(cè)支撐缸壓力大小，確認(rèn)達(dá)到可返回狀態(tài)，行走電機(jī)脫開(kāi)制動(dòng)，反向運(yùn)轉(zhuǎn)，返回起始位置，檢測(cè)關(guān)電開(kāi)關(guān)位置，行走電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，制動(dòng)，鎖緊缸控制鎖緊機(jī)構(gòu)將車體與軌道鎖緊。

3 自卸車控制系統(tǒng)核心點(diǎn)設(shè)計(jì)

金屬?gòu)U料自卸車在傾翻和回落過(guò)程中，要求缸體在伸出和回落的過(guò)程中必須采用不同的運(yùn)行速度，才能安全快速完成傾瀉廢料工作，所以系統(tǒng)核心設(shè)計(jì)點(diǎn)是選用比例閥傾翻缸來(lái)控制動(dòng)作完成。比例閥傾翻缸可以根據(jù)負(fù)載體的重量不同，由電液比例控制器控制缸體伸縮速度的快慢，以達(dá)到預(yù)期的傾瀉效果，本系統(tǒng)中選用VT-3006BS30型電液比例控制器。其主要工作原理是通過(guò)內(nèi)部控制電路，按輸入電壓呈線性比例來(lái)控制輸出電流，以實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓閥的比例控制。即通過(guò)對(duì)電的比例控制達(dá)到對(duì)液壓的比例控制，以實(shí)現(xiàn)電液比例控制。

3.1 電液比例控制器內(nèi)部原理圖 如圖所示指令信號(hào)有4路輸入，電壓±9V，通過(guò)控制繼電器K1、K2、K3和K4，可以選擇1、2、3和4路輸入端。若設(shè)定值輸入接+9V，則電磁鐵B動(dòng)作；若設(shè)定值輸入-9V，則電磁鐵A動(dòng)作。當(dāng)使用外部電位器輸入控制電壓0-9V變化時(shí)，比例電磁鐵產(chǎn)生100-800ma電流，驅(qū)動(dòng)電磁鐵，控制缸體伸縮速度的快慢。

3.2 外部控制原理

3.2.1 油缸缸體在伸縮過(guò)程中有三個(gè)不同位置，第一位置：由原點(diǎn)到高點(diǎn)位置，稱為傾翻動(dòng)作；第二位置：高點(diǎn)到油缸伸出最大行程位置；第三位置：油缸伸出最大行程到原點(diǎn)位置。高點(diǎn)位置由傳感器信號(hào)到PLC確定，大概在油缸伸出的3/4位置。

3.2.2 傾翻速度設(shè)定：第一位置伸出過(guò)程中的油缸速度；回位速度設(shè)定：第三位置縮回過(guò)程中油缸速度；高點(diǎn)速度設(shè)定：第二位置油缸伸出的速度。

3.2.3 首先根據(jù)傾翻廢料的重量，外部旋鈕調(diào)節(jié)傾翻速度、回位速度和高點(diǎn)速度，保證傾翻過(guò)程中設(shè)備運(yùn)行安全，廢料可以完全傾瀉。然后啟動(dòng)運(yùn)行，PLC程序控制傾翻動(dòng)作允許，傾翻電磁鐵動(dòng)作，控制油缸按照給定速度伸出，集裝箱慢慢傾斜，當(dāng)?shù)竭_(dá)高點(diǎn)位置時(shí)，傳感器檢測(cè)信號(hào)輸入到PLC，程序控制高點(diǎn)允許動(dòng)作，油缸繼續(xù)伸出，但速度降低到高點(diǎn)設(shè)定速度，集裝箱傾斜由于速度突然變化，產(chǎn)生抖動(dòng)，集裝箱內(nèi)廢料被震動(dòng)，有利于傾瀉。當(dāng)?shù)竭_(dá)油缸最大行程時(shí)，行程開(kāi)關(guān)檢測(cè)信號(hào)輸入到PLC，程序控制回位允許動(dòng)作，回位電磁鐵動(dòng)作，控制油缸按照回位設(shè)定速度快速縮回，直至集裝箱回位，油缸到原點(diǎn)位置，行程開(kāi)關(guān)檢測(cè)信號(hào)輸入到PLC，程序控制油缸停止工作。

金屬?gòu)U料自卸車操作簡(jiǎn)單，易于控制，人員在操作臺(tái)前可以遠(yuǎn)程控制自卸車行走、卸料，保證了人員的安全和健康，尤其在重載荷廢料的傾瀉工作中，由于結(jié)構(gòu)合理，控制精準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)一年的使用，用戶反映設(shè)備使用安全可靠，滿足生產(chǎn)需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]臺(tái)達(dá)PLC手冊(cè)及可編程控制器的原理.

[2]華德VT-3006BS30型電液比例控制器原理及簡(jiǎn)介.

作者簡(jiǎn)介：

呂杰（1977-），男，工程師，從事專用設(shè)備研發(fā)與制造工作。