馮程威 管輝 邢亮 褚衍剛 高玉軍 劉浩 董勝波

摘要：根據(jù)雙尾車堆取料機尾車升降轉(zhuǎn)換與地面皮帶液壓張緊人工配合操作的操作流程，通過遠程通訊建立，數(shù)據(jù)鏈接，堆取料機PLC、觸摸屏與地面張緊PLC、觸摸屏程序的升級等實現(xiàn)堆取料機尾車與地面皮帶機的一鍵聯(lián)動控制。

關鍵詞：雙尾車，數(shù)據(jù)鏈接，PLC，聯(lián)動控制

0? 引言

董家口礦石碼頭有限公司堆取料機是雙尾車設計，利用尾車升降可實現(xiàn)地面皮帶機雙向運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)地面皮帶的多功能工作模式，增加設備利用率。但尾車升降一直是工作模式轉(zhuǎn)化過程中的一項難點問題，由于尾車轉(zhuǎn)換需要堆取料機作業(yè)人員與地面皮帶作業(yè)人員協(xié)同完成，這樣就受到了多方面因素（人員、時間等）影響，阻礙尾車升降的順利進行，增加了尾車轉(zhuǎn)換的時間，影響作業(yè)效率，同時單組皮帶機作業(yè)人員巡視多組皮帶機，轉(zhuǎn)化過程也會給皮帶機作業(yè)人員也增加

作業(yè)勞動強度。

1、系統(tǒng)介紹

雙尾車堆取料機的主要機構(gòu)包含俯仰機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、行走機構(gòu)、斗輪機構(gòu)、臂架皮帶、中繼尾車皮帶、地面尾車皮帶（見圖1）。

傳統(tǒng)尾車升降需要兩個或兩個以上人員分別在堆取料機及地面張緊的固定部位進行配合操作，正常情況下尾車升降與張緊的松緊操作不能同時進行且不能連續(xù)操作，操作過程復雜。為了解決堆取料機尾車升降帶來的多方面問題，需要研究實現(xiàn)尾車、地面一鍵自動聯(lián)動控制，由堆取料機作業(yè)人員收到轉(zhuǎn)換命令，一鍵啟動尾車的升、降模式，同時給地面皮帶張緊發(fā)送轉(zhuǎn)換指令，通過通訊的協(xié)同配合自動完成尾車升降操作。

地面張緊及堆取料機尾車自動作業(yè)的配置較低、張緊的液壓油缸及鋼絲繩絞車的配合作業(yè)模式，都給改造造成一定的困難。因此，完成外部設備硬件、控制模式的改造是尾車升降聯(lián)動控制首要解決的問題。

2、設備外部硬件改造

2.1地面張緊設備硬件改造

1）張緊油缸控制方式改造。皮帶機張緊原有的控制模式手動轉(zhuǎn)換模式，液壓站換向閥為手動換向閥，張緊的松、緊轉(zhuǎn)換需要人工進行操作，無法進行換向閥的自主換向操作。將對換向閥進行改造，將手動換向閥更改為電磁換向閥，從傳輸距離及抗干擾能力方面考慮，我們優(yōu)先考慮選擇220V交流電磁閥，保證電磁閥動作的穩(wěn)定性。

將液壓站閥體上的手動換向閥更換成電磁換向閥，通過PLC內(nèi)部編程輸出電磁閥控制指令，并由中間繼電器作為電氣隔離控制電磁換向閥的換向動作，從而完成液壓張緊的松緊操作。

2）鋼絲繩絞車的控制及定位改造。①地面張緊鋼絲繩絞車控制是硬件接線的電氣控制方式，整體控制未經(jīng)過PLC，無法對鋼絲繩絞車進行集中控制。②絞車鋼絲繩無檢測裝置，鋼絲繩運行的長度無法測量。首先對絞車控制方式進行改造，利用原有的PLC輸出控制指令實現(xiàn)絞車運行控制，其次絞車安裝模擬量編碼器通過PLC模擬量傳輸模塊來檢測鋼絲繩的運行范圍，同時增加一組接近開關檢測裝置，利用檢測鐵片來定位檢測位置，同時作為編碼器位置校準限位及位置同步比較限位。

2.2堆取料機尾車設備改造：

1）堆取料機尾車推桿更換及推桿控制方式改造：原有堆取料機尾車插銷推桿是電動推桿，經(jīng)過改造改為電液推桿，增加推桿的推力及增強過載保護能力，將推桿的控制方式進行改進，由一路控制改為兩個推桿分路控制，增強推桿的可控性能。

2）尾車位置檢測方式改造：在尾車鉸軸處安裝4-20mA模擬量編碼器，通過模擬量數(shù)字量光纖轉(zhuǎn)換器由下電氣房通過光路直通上電氣房，再接到PLC模擬量模塊，完成尾車位置的監(jiān)測。

3、地面張緊與堆取料機通訊配置

3.1控制系統(tǒng)間的通訊配置：

如下圖，使用KEPserverEX軟件配置設備，通過網(wǎng)絡通訊方式，利用光纜作為傳輸媒介，建立堆取料機AB-PLC及地面液壓張緊皮帶機西門子PLC之間的通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的交換，完成設備之間的聯(lián)鎖控制（見圖2）。

3.2通過中央控制室過度的硬線交互信號配置：

利用港區(qū)中央控制室作為信號傳輸?shù)闹修D(zhuǎn)站，使用硬線交互信號的方式，將部分重要開關量信號利用硬線相互傳輸，保障通訊連接不暢或故障情況下完程基本信號的傳輸，保障作業(yè)模式的正常進行。

4、尾車與張緊聯(lián)動控制的實現(xiàn)：

4.1系統(tǒng)架構(gòu)及流程

設備現(xiàn)場的控制架構(gòu)包括集中控制、聯(lián)鎖控制、外部監(jiān)測等，當系統(tǒng)CPU收到尾車的升、降指令后系統(tǒng)內(nèi)部會根據(jù)外部檢測設備傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行自檢，判斷無誤后進行自動升、降尾車作業(yè)，隨著作業(yè)的不斷推進，外部檢測設備的檢測同步進行對運行狀態(tài)實時檢測

外部監(jiān)測過程是一個尾車升、降的全過程監(jiān)測，它包含了整個運動周期（包括自檢、過程控制、轉(zhuǎn)換結(jié)束），確保轉(zhuǎn)換過程的安全可靠運行。

4.2系統(tǒng)控制操作過程

尾車升、降與地面皮帶的張、緊動作是緊密協(xié)作的。升尾車則帶來張緊拉力增大，降尾車則帶來張緊的拉力減小。根據(jù)尾車升降拉力變化，將地面張緊力參數(shù)作為主要控制參數(shù)，張緊小車、鋼絲繩卷筒、尾車液壓缸位置為輔助控制參數(shù)。

設定張緊緊到位及張緊松到位參數(shù)，操作步驟設計如下：1、尾車上升：堆取料機的給出尾車上升指令，地面皮帶接收指令，開始松鋼絲繩卷筒，到達張緊松到位，張緊動作停，尾車上升開始，直至地面張緊到位信號到，開始進行下一步張緊動作，鋼絲繩卷筒到設定停止位置開始利用油缸動作松張緊，尾車上升到位信號到位后，聯(lián)動結(jié)束，張緊自動調(diào)整到位，尾車上升結(jié)束。2、尾車下降：堆取料機的給出尾車下降指令，尾車開始下降，至地面皮帶張緊松到位，尾車動作停，鋼絲繩卷筒動作，至張緊到位信號到位，循環(huán)動作，至鋼絲繩卷筒到設定停止位置，利用油缸動作拉緊張緊，尾車下降到位信號到位后，聯(lián)動結(jié)束，張緊自動調(diào)整到位，尾車下降結(jié)束。

5、結(jié)語

隨著港口行業(yè)對自動化發(fā)展需求的不斷提升，各港口對單機自動化的要求也在不斷提高，對于不同作業(yè)模式的港口機械，自動化的模式會有不同的操作要求，散貨碼頭的堆取料機尾車與地面聯(lián)動控制作為堆取料機自動化作業(yè)的一個組成部分，在堆取料機的自動化作業(yè)中起重要的作用。完善各機構(gòu)的自動化作業(yè)模式，實現(xiàn)整機自動化性能的穩(wěn)步提升。