取料機限位開關(guān)的改造

鄒六省

取料機限位開關(guān)的改造

鄒六省

1　系統(tǒng)概述

某水泥廠堆場規(guī)格為148m×32m，均化庫取料機用于將堆場混合料輸送至生料系統(tǒng)。設計時將堆場劃分為3個區(qū)域：1堆、2堆和障礙區(qū)。為識別取料機的位置信號，共使用了7個限位拐臂開關(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的自動停車保護，避免無人值守自動運行時，端限位信號失效而導致的取料機和撞塊相撞；端限位用于取料機在堆場兩個端頭側(cè)的停車控制；堆限位用于確定取料機所在堆位以便采取相應的行走驅(qū)動方向。當取料機和堆料機需要錯堆時，需人為錯車，將兩車同時調(diào)到障礙區(qū)，采集到交叉信號，才可以進行，以保證堆、取料機不同堆，這一功能是通過障礙區(qū)限位拐臂開關(guān)完成的。之所以采取人為錯車，不僅是因為堆、取料機在工作完成時間上存在差異，更是為了安全著想，避免取料機耙車限位開關(guān)或者堆料機懸臂料位開關(guān)損壞而導致取料機耙車和堆料機懸臂相撞（錯堆時，取料機耙車需在離堆料機最遠的位置，堆料機懸臂需在最高位置，避免兩車相撞；并且兩車同時進入障礙區(qū)，保證兩車不同堆）。在PLC中，限位開關(guān)輸入點位信號占用7個，堆場概貌及取料機限位開關(guān)位置如圖1所示。

2　問題討論

（1）在PLC的程序控制中，堆場區(qū)域的劃分和圖1并不一樣。在程序中，取料機在1堆向2堆行進中，至堆限位A時，取料機沒有采集到障礙區(qū)信號，所以程序上仍定義取料機在1堆，只有碰觸到限位開關(guān)B時，才定義取料機進入障礙區(qū)，然后取料機繼續(xù)行進接觸到限位開關(guān)C，定義取料機進入2堆。因此程序上當取料機從1堆進入2堆時，區(qū)域劃分DB為1堆，BC為障礙區(qū)，CG為 2堆；取料機從2堆進入1堆時，區(qū)域BG為2堆，AB為障礙區(qū)，AD為1堆。這種情況下，當發(fā)生故障討論問題時，就不容易分析清楚。

（2）取料機使用拐臂式限位開關(guān)，拐臂開關(guān)安裝在取料機上，大車錯堆時，拐臂開關(guān)經(jīng)過堆限位撞板和障礙區(qū)限位撞板時，拐臂在撞板上拖動行走，頻繁造成拐臂損壞。

3　改造限位開關(guān)

3.1一次改造

為統(tǒng)一堆場堆位的定義，通過修改PLC程序?qū)θ×蠙C限位開關(guān)的控制進行了初次改造。拆除障礙區(qū)拐臂限位開關(guān)B，程序中將行走驅(qū)動和相應的堆信號串聯(lián)作為進入障礙區(qū)的信號。改造后，DA區(qū)域為1堆，AC區(qū)域為障礙區(qū)，CG區(qū)域為2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)動信號連鎖，使得人為送堆信號無效。如圖2b所示，改造前M字頭線圈為普通中間線圈，PLC斷電時自動復位，復位后堆位的生成需要人為撥動堆限位開關(guān)的拐臂送上（圖2a中，西行驅(qū)動和東行驅(qū)動均為取料機快行驅(qū)動）。

圖1　堆場概貌及取料機限位位置圖

3.2二次改造

通過對取料機限位開關(guān)實行二次改造，又拆除一個限位開關(guān)。

原系統(tǒng)將堆場分為3個區(qū)域，現(xiàn)改為1堆和2堆兩個區(qū)域。具體做法是：恢復一次改造時拆除的障礙區(qū)拐臂開關(guān)B，拆除A、C兩個堆信號限位開關(guān)，將B限位以西定義為1堆，B限位以東定義為2堆。錯堆時，使用快行驅(qū)動和B限位信號串聯(lián)作為堆信號。

3.3三次改造

由于錯堆時限位開關(guān)的拐臂在撞板上拖動且堆場環(huán)境惡劣，導致限位開關(guān)B經(jīng)常損壞，因此進行第三次改造，去除限位開關(guān)B。從安全角度考慮，由于必須采用人為錯車，所以使用具有左右兩個位置的主令開關(guān)替代限位開關(guān)，接線時僅接主令開關(guān)的一條通路，而另一條通路不接線。定義采集到主令開關(guān)通路信號時為1堆，斷開時為2堆，這樣在硬件上就可以完成互鎖。錯堆后，人為送堆信號即可。

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，因此使用了四個限位開關(guān)。若撞板高度相同，還可進一步減少限位開關(guān)。改造方法為：保留D、E兩限位開關(guān)并使兩限位開關(guān)在取料機車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。取料機在1堆時，若至端限位，使兩限位同時接觸E撞板；在2堆時，D、E兩限位同時作用于F撞板。在PLC程序中，只要限位開關(guān)收到信號即停車，之所以保留兩個限位開關(guān)，是為了增加安全性。

3.5五次改造

實際上，根據(jù)堆料機的堆料情況，堆場兩側(cè)物料成斜坡狀，物料較少，若取料機取料至端限位錯堆時，是不能滿足生料磨供料需求的，這時，崗位人員往往在耙車不能滿耙時（圖3中AB線）錯堆，端限位、極限位開關(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，因此，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，摘除全部限位開關(guān)。

圖3　耙車取料情況

4　結(jié)語

限位開關(guān)從7個到全部取消，是基于取料機行走速度緩慢的基礎，否則至少應保留D、E兩個限位開關(guān)。改造后，取料機自動工作的功能未改變，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模塊點位得到節(jié)省。另外，也降低了維護成本和維護人員的工作量，提高了工作效率。

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