薛明

摘要： 本自動(dòng)布料控制系統(tǒng)以基于PLC及WinCC控制的多倉(cāng)位的粉礦自動(dòng)布料系統(tǒng)，結(jié)合檢測(cè)技術(shù)、電氣控制技術(shù)將現(xiàn)場(chǎng)所有控制設(shè)備構(gòu)建成分布式系統(tǒng)，控制系統(tǒng)包括布料皮帶位置檢測(cè)系統(tǒng)、礦倉(cāng)料位檢測(cè)系統(tǒng)、信號(hào)的處理及傳輸和布料皮帶連鎖控制系統(tǒng)。通過(guò)以上系統(tǒng)控制布料皮帶運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)多倉(cāng)位布料，該系統(tǒng)有效的解決了傳統(tǒng)的人工布料不均勻、效率低的問(wèn)題。

Abstract： The automatic burden distribution control system is based on PLC and WinCC controlled multi-position powder mining automatic burden distribution system， combined with detection technology and electrical control technology to construct all the control equipment into a distributed system. The control system includes burden distribution belt position detection system， mine bin level detection system， signal processing and transmission and burden distribution belt chain control system. By controlling the burden distribution belt operation with the system above， multi-position burden distribution can be achieved， which effectively solves the traditional artificial burden distribution problems such as uneven distribution and low efficiency.

關(guān)鍵詞： 料位檢測(cè)；自動(dòng)布料；PLC；電氣控制

Key words： material level detection；automatic burden distribution；PLC；electrical control

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）24-0183-02

0 引言

選礦廠中間礦倉(cāng)的卸料需要人工操作電動(dòng)滾筒皮帶前進(jìn)/后退到需要卸料礦倉(cāng)，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)倉(cāng)的卸料。礦倉(cāng)環(huán)境惡劣，卸料時(shí)，粉塵大，對(duì)工人的身心健康極為不利；由于卸礦作業(yè)是連續(xù)作業(yè)，崗位工人需要在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)控制皮帶運(yùn)行，保證礦倉(cāng)料位的均衡，勞動(dòng)強(qiáng)度大，一旦對(duì)料位控制不合理，就會(huì)發(fā)生空倉(cāng)或滿倉(cāng)現(xiàn)象?；谝陨显颍枰獙?duì)礦倉(cāng)卸料進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)卸料，達(dá)到崗位無(wú)人職守。目前先進(jìn)的自動(dòng)布料控制系統(tǒng)采用了先進(jìn)的控制系統(tǒng)：自動(dòng)、手動(dòng)的切換功能使控制系統(tǒng)更加方便管理；高可靠的儀表配置使系統(tǒng)運(yùn)行更準(zhǔn)確；系統(tǒng)更具智能化；高效的控制使操作更簡(jiǎn)單方便也節(jié)約了生產(chǎn)成本。自動(dòng)布料控制系統(tǒng)通過(guò)對(duì)礦倉(cāng)料位的檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)礦倉(cāng)的優(yōu)先布料和均勻布料，以達(dá)到粉礦合理分布的目的。

1 方案設(shè)計(jì)

1.1自動(dòng)布料控制系統(tǒng)的工藝流程

本自動(dòng)布料控制系統(tǒng)采用PLC軟件編程和winCC軟硬件組態(tài)技術(shù)，控制系統(tǒng)包括布料皮帶位置檢測(cè)系統(tǒng)、礦倉(cāng)料位檢測(cè)系統(tǒng)、信號(hào)的處理及傳輸和布料皮帶連鎖控制系統(tǒng)。礦倉(cāng)料位計(jì)將檢測(cè)信號(hào)傳給PLC，PLC經(jīng)過(guò)運(yùn)算處理將行動(dòng)指令傳給布料皮帶電機(jī)，皮帶通過(guò)可逆電機(jī)運(yùn)動(dòng)到達(dá)指定位置并將料放到指定礦倉(cāng)中。集控室通過(guò)設(shè)定相應(yīng)的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)布料系統(tǒng)設(shè)備的自動(dòng)連鎖和礦倉(cāng)上的布料皮帶的自動(dòng)行走控制，有效的實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)布料控制，提高了生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工藝流程，我們需實(shí)現(xiàn)：①布料皮帶的位置檢測(cè)；②待卸料礦倉(cāng)的確定；③布料皮帶的自動(dòng)控制。

為實(shí)現(xiàn)上述要求，本自動(dòng)布料控制系統(tǒng)是用繼電器-接觸器控制與PLC控制結(jié)合。裝料信號(hào)，經(jīng)PLC運(yùn)算處理將行動(dòng)指令傳給布料皮帶，布料皮帶通過(guò)可逆電機(jī)運(yùn)動(dòng)到達(dá)指定位置并將料放到指定礦倉(cāng)中。

1.2 自動(dòng)布料原理的設(shè)計(jì)

本自動(dòng)布料控制系統(tǒng)的組成包括布料皮帶位置檢測(cè)系統(tǒng)、布料皮帶行走控制系統(tǒng)、礦倉(cāng)料位檢測(cè)系統(tǒng)等。布料皮帶位置檢測(cè)系統(tǒng)將皮帶位置信號(hào)傳給PLC系統(tǒng)，同時(shí)裝料檢測(cè)系統(tǒng)將裝料信號(hào)也傳給PLC系統(tǒng)，PLC通過(guò)運(yùn)算再將運(yùn)行指令發(fā)給布料皮帶控制系統(tǒng)，如此順序的邏輯控制。系統(tǒng)的原理圖如圖1。

1.3 檢測(cè)及設(shè)備的選擇設(shè)計(jì)

布料皮帶的位置檢測(cè)，本系統(tǒng)采用的行程開(kāi)關(guān)來(lái)確定，在該程序中，6個(gè)礦倉(cāng)的行程開(kāi)關(guān)分別用數(shù)字1-6來(lái)表示，布料皮帶所在位置與之相對(duì)應(yīng)的礦倉(cāng)，在PLC控制系統(tǒng)獲得皮帶位置信號(hào)以后，通過(guò)PLC處理成相應(yīng)的礦倉(cāng)信號(hào)，并根據(jù)皮帶位置和裝料礦倉(cāng)位置的關(guān)系，控制布料小車(chē)的自動(dòng)行走至相應(yīng)礦倉(cāng)的卸料位置。

待卸料礦倉(cāng)的確定，本設(shè)計(jì)選用VEGA雷達(dá)料位計(jì)，雷達(dá)料位計(jì)是基于時(shí)間行程原理的測(cè)量?jī)x表，雷達(dá)脈沖信號(hào)從發(fā)射到接收的運(yùn)行時(shí)間與傳感器到介質(zhì)表面的距離以及物位成比例。即：L=E-C×T/2， 其中L為料位；E為槽高； C為雷達(dá)波速度；T為雷達(dá)波發(fā)射到接收的間隔時(shí)間。

布料皮帶的自動(dòng)控制，布料皮帶由一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，布料皮帶前行，電機(jī)反轉(zhuǎn)，布料皮帶向后退，皮帶運(yùn)行由PLC控制系統(tǒng)控制，如圖2所示。

1.4 布料皮帶控制流程

布料皮帶在自動(dòng)布料控制系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng)的控制要求如下：

①按下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)開(kāi)始工作，按下停止按鈕，系統(tǒng)停止工作；②當(dāng)皮帶當(dāng)前所處礦倉(cāng)?？奎c(diǎn)的編碼小于待卸料礦倉(cāng)編碼時(shí)，皮帶前行到礦倉(cāng)所對(duì)應(yīng)的行程開(kāi)關(guān)時(shí)停止；③當(dāng)皮帶當(dāng)前所處礦倉(cāng)?？奎c(diǎn)的編碼小于待卸料礦倉(cāng)編碼時(shí)，皮帶后退到礦倉(cāng)所對(duì)應(yīng)的行程開(kāi)關(guān)時(shí)停止；④當(dāng)皮帶當(dāng)前所處礦倉(cāng)?？奎c(diǎn)的編碼小于待卸料礦倉(cāng)編碼時(shí)小車(chē)保持不動(dòng)?？刂屏鞒倘鐖D3所示。

1.5 最低料位的程序設(shè)計(jì)

通過(guò)PLC模擬量輸入模塊，采集現(xiàn)場(chǎng)6個(gè)礦倉(cāng)料位計(jì)的數(shù)據(jù)，對(duì)料位值進(jìn)行比較，找出料位最低的料倉(cāng)。通過(guò)PLC指令讓最低料位料倉(cāng)的犁式卸料器下落到卸料位置，同時(shí)也讓其余卸料器上升到打開(kāi)位置，最低料位倉(cāng)開(kāi)始卸料并計(jì)時(shí)。計(jì)時(shí)到一定時(shí)間T后（時(shí)間可根據(jù)輸送效率設(shè)定），隨著粉礦消耗，各料倉(cāng)的料位都發(fā)生變化，程序再循環(huán)一次料位比較過(guò)程。這樣，每隔時(shí)間T，程序就會(huì)找出最低料位的倉(cāng)，進(jìn)行卸料，從而達(dá)到自動(dòng)卸料。最低料位程序設(shè)計(jì)流程如圖4所示。

2 結(jié)束語(yǔ)

本自動(dòng)布料控制系統(tǒng)將PLC技術(shù)、電氣控制技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)結(jié)合起來(lái)實(shí)現(xiàn)了整個(gè)布料系統(tǒng)設(shè)備的自動(dòng)連鎖和料倉(cāng)上的布料皮帶的自動(dòng)行走控制，提高了生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)實(shí)現(xiàn)了崗位的無(wú)人值守，而且比人工卸料更準(zhǔn)確合理，杜絕了空倉(cāng)斷料或滿倉(cāng)溢料現(xiàn)象，避免了設(shè)備事故的發(fā)生，達(dá)到了減員增效的目的。此自動(dòng)布料控制系統(tǒng)在卸料點(diǎn)多、卸料位置固定的料倉(cāng)卸料流程中有極大的推廣應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]李明河.可編程控制器原理與應(yīng)用[M].合肥：合肥工業(yè)大學(xué)出版社，2010.

[2]秦虹.PLC控制系統(tǒng)的編程方法簡(jiǎn)述.機(jī)床電氣[J].2002.

[3]楊長(zhǎng)能，張興毅.可編程控制器基礎(chǔ)及應(yīng)用[M].重慶：重慶大學(xué)出社，2000.

[4]寥常初.PLC編程及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005，1.

[5]常斗南.可編程控制器原理、應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2001.