鄒六省

取料機(jī)限位開(kāi)關(guān)的改造

鄒六省

1　系統(tǒng)概述

某水泥廠堆場(chǎng)規(guī)格為148m×32m，均化庫(kù)取料機(jī)用于將堆場(chǎng)混合料輸送至生料系統(tǒng)。設(shè)計(jì)時(shí)將堆場(chǎng)劃分為3個(gè)區(qū)域：1堆、2堆和障礙區(qū)。為識(shí)別取料機(jī)的位置信號(hào)，共使用了7個(gè)限位拐臂開(kāi)關(guān)（圖1中A～G），分別是：1堆極限位D、1堆端限位E、1堆堆限位A、2堆極限位G、2堆端限位F、2堆堆限位C、障礙區(qū)限位B。其中，極限位用于端限位失效時(shí)的自動(dòng)停車(chē)保護(hù)，避免無(wú)人值守自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，端限位信號(hào)失效而導(dǎo)致的取料機(jī)和撞塊相撞；端限位用于取料機(jī)在堆場(chǎng)兩個(gè)端頭側(cè)的停車(chē)控制；堆限位用于確定取料機(jī)所在堆位以便采取相應(yīng)的行走驅(qū)動(dòng)方向。當(dāng)取料機(jī)和堆料機(jī)需要錯(cuò)堆時(shí)，需人為錯(cuò)車(chē)，將兩車(chē)同時(shí)調(diào)到障礙區(qū)，采集到交叉信號(hào)，才可以進(jìn)行，以保證堆、取料機(jī)不同堆，這一功能是通過(guò)障礙區(qū)限位拐臂開(kāi)關(guān)完成的。之所以采取人為錯(cuò)車(chē)，不僅是因?yàn)槎选⑷×蠙C(jī)在工作完成時(shí)間上存在差異，更是為了安全著想，避免取料機(jī)耙車(chē)限位開(kāi)關(guān)或者堆料機(jī)懸臂料位開(kāi)關(guān)損壞而導(dǎo)致取料機(jī)耙車(chē)和堆料機(jī)懸臂相撞（錯(cuò)堆時(shí)，取料機(jī)耙車(chē)需在離堆料機(jī)最遠(yuǎn)的位置，堆料機(jī)懸臂需在最高位置，避免兩車(chē)相撞；并且兩車(chē)同時(shí)進(jìn)入障礙區(qū)，保證兩車(chē)不同堆）。在PLC中，限位開(kāi)關(guān)輸入點(diǎn)位信號(hào)占用7個(gè)，堆場(chǎng)概貌及取料機(jī)限位開(kāi)關(guān)位置如圖1所示。

2　問(wèn)題討論

（1）在PLC的程序控制中，堆場(chǎng)區(qū)域的劃分和圖1并不一樣。在程序中，取料機(jī)在1堆向2堆行進(jìn)中，至堆限位A時(shí)，取料機(jī)沒(méi)有采集到障礙區(qū)信號(hào)，所以程序上仍定義取料機(jī)在1堆，只有碰觸到限位開(kāi)關(guān)B時(shí)，才定義取料機(jī)進(jìn)入障礙區(qū)，然后取料機(jī)繼續(xù)行進(jìn)接觸到限位開(kāi)關(guān)C，定義取料機(jī)進(jìn)入2堆。因此程序上當(dāng)取料機(jī)從1堆進(jìn)入2堆時(shí)，區(qū)域劃分DB為1堆，BC為障礙區(qū)，CG為 2堆；取料機(jī)從2堆進(jìn)入1堆時(shí)，區(qū)域BG為2堆，AB為障礙區(qū)，AD為1堆。這種情況下，當(dāng)發(fā)生故障討論問(wèn)題時(shí)，就不容易分析清楚。

（2）取料機(jī)使用拐臂式限位開(kāi)關(guān)，拐臂開(kāi)關(guān)安裝在取料機(jī)上，大車(chē)錯(cuò)堆時(shí)，拐臂開(kāi)關(guān)經(jīng)過(guò)堆限位撞板和障礙區(qū)限位撞板時(shí)，拐臂在撞板上拖動(dòng)行走，頻繁造成拐臂損壞。

3　改造限位開(kāi)關(guān)

3.1一次改造

為統(tǒng)一堆場(chǎng)堆位的定義，通過(guò)修改PLC程序?qū)θ×蠙C(jī)限位開(kāi)關(guān)的控制進(jìn)行了初次改造。拆除障礙區(qū)拐臂限位開(kāi)關(guān)B，程序中將行走驅(qū)動(dòng)和相應(yīng)的堆信號(hào)串聯(lián)作為進(jìn)入障礙區(qū)的信號(hào)。改造后，DA區(qū)域?yàn)?堆，AC區(qū)域?yàn)檎系K區(qū)，CG區(qū)域?yàn)?堆，區(qū)域劃分得以明確化。

如圖2a所示，K字頭線圈為保持線圈，PLC由斷電接通后，不改變線圈斷電前的狀態(tài)，并且由于加入了行走驅(qū)動(dòng)信號(hào)連鎖，使得人為送堆信號(hào)無(wú)效。如圖2b所示，改造前M字頭線圈為普通中間線圈，PLC斷電時(shí)自動(dòng)復(fù)位，復(fù)位后堆位的生成需要人為撥動(dòng)堆限位開(kāi)關(guān)的拐臂送上（圖2a中，西行驅(qū)動(dòng)和東行驅(qū)動(dòng)均為取料機(jī)快行驅(qū)動(dòng)）。

圖1　堆場(chǎng)概貌及取料機(jī)限位位置圖

3.2二次改造

通過(guò)對(duì)取料機(jī)限位開(kāi)關(guān)實(shí)行二次改造，又拆除一個(gè)限位開(kāi)關(guān)。

原系統(tǒng)將堆場(chǎng)分為3個(gè)區(qū)域，現(xiàn)改為1堆和2堆兩個(gè)區(qū)域。具體做法是：恢復(fù)一次改造時(shí)拆除的障礙區(qū)拐臂開(kāi)關(guān)B，拆除A、C兩個(gè)堆信號(hào)限位開(kāi)關(guān)，將B限位以西定義為1堆，B限位以東定義為2堆。錯(cuò)堆時(shí)，使用快行驅(qū)動(dòng)和B限位信號(hào)串聯(lián)作為堆信號(hào)。

3.3三次改造

由于錯(cuò)堆時(shí)限位開(kāi)關(guān)的拐臂在撞板上拖動(dòng)且堆場(chǎng)環(huán)境惡劣，導(dǎo)致限位開(kāi)關(guān)B經(jīng)常損壞，因此進(jìn)行第三次改造，去除限位開(kāi)關(guān)B。從安全角度考慮，由于必須采用人為錯(cuò)車(chē)，所以使用具有左右兩個(gè)位置的主令開(kāi)關(guān)替代限位開(kāi)關(guān)，接線時(shí)僅接主令開(kāi)關(guān)的一條通路，而另一條通路不接線。定義采集到主令開(kāi)關(guān)通路信號(hào)時(shí)為1堆，斷開(kāi)時(shí)為2堆，這樣在硬件上就可以完成互鎖。錯(cuò)堆后，人為送堆信號(hào)即可。

3.4四次改造

如圖1所示，限位撞板D、E、F、G并不在同一高度上，因此使用了四個(gè)限位開(kāi)關(guān)。若撞板高度相同，還可進(jìn)一步減少限位開(kāi)關(guān)。改造方法為：保留D、E兩限位開(kāi)關(guān)并使兩限位開(kāi)關(guān)在取料機(jī)車(chē)身上下排列且在一條直線上；與之相關(guān)聯(lián)的，保留E、F兩限位撞板并使兩撞板高度相同，其他限位和撞板全部拆除。取料機(jī)在1堆時(shí)，若至端限位，使兩限位同時(shí)接觸E撞板；在2堆時(shí)，D、E兩限位同時(shí)作用于F撞板。在PLC程序中，只要限位開(kāi)關(guān)收到信號(hào)即停車(chē)，之所以保留兩個(gè)限位開(kāi)關(guān)，是為了增加安全性。

3.5五次改造

實(shí)際上，根據(jù)堆料機(jī)的堆料情況，堆場(chǎng)兩側(cè)物料成斜坡?tīng)?，物料較少，若取料機(jī)取料至端限位錯(cuò)堆時(shí)，是不能滿足生料磨供料需求的，這時(shí)，崗位人員往往在耙車(chē)不能滿耙時(shí)（圖3中AB線）錯(cuò)堆，端限位、極限位開(kāi)關(guān)也就用不到了。從建廠至第五次改造前，端限位、極限位從未使用過(guò)，因此，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，摘除全部限位開(kāi)關(guān)。

圖3　耙車(chē)取料情況

4　結(jié)語(yǔ)

限位開(kāi)關(guān)從7個(gè)到全部取消，是基于取料機(jī)行走速度緩慢的基礎(chǔ)，否則至少應(yīng)保留D、E兩個(gè)限位開(kāi)關(guān)。改造后，取料機(jī)自動(dòng)工作的功能未改變，而控制原理更加明確，PLC程序更加通俗易懂，電氣元件得以減少，DI模塊點(diǎn)位得到節(jié)省。另外，也降低了維護(hù)成本和維護(hù)人員的工作量，提高了工作效率。

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