帶式輸送機(jī)拉緊裝置控制系統(tǒng)的研究

馬一銘 程亮

【摘要】帶式輸送機(jī)是一種在輸送帶的基礎(chǔ)上具有牽引和承載功能的運(yùn)輸型設(shè)備，因其可將物料進(jìn)行連續(xù)性的裝卸運(yùn)輸且其運(yùn)輸?shù)木嚯x比較長(zhǎng)和較大的輸送能力，在投資費(fèi)用方面比較低等優(yōu)勢(shì)，其主要在港口、礦山和碼頭、冶金、建材等多種領(lǐng)域進(jìn)行使用。帶式輸送機(jī)可提高生產(chǎn)率，增加輸送量，其消耗的能源比較少，其具有較好的經(jīng)濟(jì)性，所以在對(duì)散體物料運(yùn)輸過(guò)程中，帶式輸送機(jī)所應(yīng)用的范圍也越廣泛。

【關(guān)鍵詞】帶式輸送機(jī);拉緊裝置;控制系統(tǒng)

隨著社會(huì)的迅速發(fā)展，不同新技術(shù)和新方法更迭不窮，機(jī)械技術(shù)也隨之完善，因此，帶式輸送機(jī)得到嶄新的發(fā)展。其主要表現(xiàn)為：帶式輸送機(jī)所具備的功能呈現(xiàn)多元化和范圍廣的特點(diǎn)，如所使用的大傾角帶式、管狀帶式和空間轉(zhuǎn)彎帶式等輸送機(jī)逐漸具備長(zhǎng)運(yùn)距、大運(yùn)量以及高帶速等優(yōu)勢(shì)，使得帶式輸送機(jī)的運(yùn)行控制方面趨于智能化、穩(wěn)定化和界面化，其關(guān)鍵零件趨向高性能和高可靠性。

一、帶式輸送機(jī)拉緊裝置的發(fā)展現(xiàn)狀

在現(xiàn)實(shí)使用過(guò)程中，拉緊裝置的性能對(duì)帶式輸送機(jī)的整體性能產(chǎn)生直接的影響?，F(xiàn)階段國(guó)內(nèi)通常使用常用絞車?yán)o裝置、重錘拉緊裝置和液壓拉緊裝置等多種拉緊裝置。

第一，絞車?yán)o裝置包括自動(dòng)和固定兩種類型。自動(dòng)絞車?yán)o裝置在原理上是通過(guò)壓力傳感器并且依據(jù)帶式輸送機(jī)的具體運(yùn)行情況可自動(dòng)的對(duì)拉緊力度進(jìn)行有效控制，但自動(dòng)絞車?yán)o裝置會(huì)因?yàn)閴毫鞲衅鞯馁|(zhì)量以及由于機(jī)械系統(tǒng)的慣性和滯后信號(hào)等多種不利因素發(fā)生工作失誤。固定絞車?yán)o的工作原理是通過(guò)實(shí)際所用的拉緊力度進(jìn)行調(diào)整具有固定性的拉緊力度。絞車?yán)o裝置在絞車以及控制系統(tǒng)方面發(fā)生問(wèn)題時(shí)，帶式輸送機(jī)還未實(shí)現(xiàn)拉緊力處于平穩(wěn)狀態(tài)或拉緊力失效，安全性較低。

第二，重錘拉緊裝置包括重載車式拉緊裝置以及重錘拉緊裝置兩種類型。重載車式拉緊裝置的工作原理通過(guò)帶式輸送機(jī)機(jī)體上的重物拉緊車放置重物，可通過(guò)輸送機(jī)的地腳板坡度使得拉緊車下滑從而產(chǎn)生輸送機(jī)拉緊力。重錘拉緊裝置主要是指利用鋼絲繩將重錘懸掛起來(lái)從而產(chǎn)生拉緊力。重錘拉緊裝置均由重物作用產(chǎn)生一個(gè)處于恒定狀態(tài)的拉緊力，具有較高的安全性。但其無(wú)法調(diào)節(jié)拉緊力度。

第三，液壓拉緊裝置。其主要的工作原理是指通過(guò)液壓站所發(fā)生的壓力提高帶式輸送機(jī)的拉緊力，其可依據(jù)輸送機(jī)的運(yùn)行情況對(duì)拉緊力度進(jìn)行有效調(diào)節(jié)。因?yàn)橐簤赫疽约坝透鬃允贾两K均在進(jìn)行工作，當(dāng)輸送機(jī)的液壓和控制系統(tǒng)發(fā)生問(wèn)題時(shí)，未能產(chǎn)生具有恒定狀態(tài)的拉緊力或拉緊力失效，具有較低的安全性。

二、帶式輸送機(jī)拉緊裝置控制系統(tǒng)

現(xiàn)階段，PLC替代了繼電器控制系統(tǒng)中的大量器件，可有效降低控制柜在設(shè)計(jì)安裝方面的工作量。另外，其控制系統(tǒng)在接線方面極為簡(jiǎn)單且工作量小，在使用和維護(hù)方面比較方便。

第一，PLC的基本構(gòu)造。（1）CPU模塊：CPU模塊主要是包括微處理器以及存儲(chǔ)器兩部分。在PLC控制系統(tǒng)中不斷地對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行有效采集，用于用戶程序的執(zhí)行，使得系統(tǒng)輸出不斷更新。（2）信號(hào)模塊：輸入和輸出模塊又稱為I/O模塊，其主要包括開(kāi)關(guān)量輸入和輸出以及模擬量輸入和輸出。其主要成為外部現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備以及CPU模塊的鏈接。（3）功能模塊：PLC中的不同功能模塊提高了PLC功能，有效的降低了CPU的重?fù)?dān)。其主要發(fā)揮實(shí)時(shí)性和有效控制存儲(chǔ)容量。（4）接口模塊：CPU模塊位于中央機(jī)架中，接口模塊可使得中央機(jī)架和擴(kuò)展性機(jī)架間進(jìn)行通信，部分接口模塊還可為擴(kuò)展機(jī)架進(jìn)行供電。（5）通信處理器：通信處理器是應(yīng)用于PLC間、PLC與遠(yuǎn)程I/O間以及PLC與計(jì)算機(jī)等其他智能設(shè)備間的通信方面，可將PLC接入MPI、PROFIBUS-DP和AS-i以及工業(yè)以太網(wǎng)中，或達(dá)到點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的目的。（6）電源模塊：電源模塊將傳統(tǒng)輸入電壓轉(zhuǎn)為DC24V電壓以及背板總線上的DC5V電壓，可有效向其他模塊提供電源。（7）編程設(shè)備：將具有編程軟件STEP7的個(gè)人計(jì)算機(jī)作為一套編程設(shè)備應(yīng)用于S7-300/400中，使得各種編程語(yǔ)言可進(jìn)行不同的轉(zhuǎn)換。將編譯后的程序轉(zhuǎn)載到PLC中，也將PLC中所含有的程序轉(zhuǎn)到計(jì)算機(jī)上。程序可利用網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行遠(yuǎn)程編程以及傳送。編程軟件可在網(wǎng)絡(luò)以及硬件組態(tài)和參數(shù)設(shè)置、監(jiān)控以及故障診斷等方面產(chǎn)生影響。

第二，PLC的特點(diǎn)和應(yīng)用。PLC的特點(diǎn)為：（1）編程方法具有簡(jiǎn)單易學(xué)性。（2）具有較強(qiáng)的功能，性價(jià)比高。（3）具有齊全的硬件配套，使用較為方便，具有較高的適應(yīng)性。（4）具有較高的安全性和抗干擾能力。（5）在設(shè)計(jì)和安裝以及調(diào)試方面的工作量比較少。（6）維修方面工作量較少，具有便利性。（7）體積小，損耗少。PLC主要應(yīng)用于：（1）對(duì)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行邏輯控制。（2）運(yùn)動(dòng)控制。（3）控制閉環(huán)期間。（4）對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。（5）進(jìn)行通信聯(lián)網(wǎng)。

第三，PLC程序的設(shè)計(jì)方法。（1）經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法：其主要利用對(duì)繼電器電路圖設(shè)計(jì)方法對(duì)較為簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)梯形圖。（2）繼電器電路轉(zhuǎn)換法：將繼電器電路圖轉(zhuǎn)變?yōu)镻LC控制時(shí)，將繼電器電路圖轉(zhuǎn)換為具有相同功能的PLC的外部接線圖以及梯形圖。（3）順序控制設(shè)計(jì)法：順序控制設(shè)計(jì)法是對(duì)控制系統(tǒng)的控制過(guò)程和功能以及具有特性的圖形進(jìn)行設(shè)計(jì)，有效的對(duì)PLC的順序控制程序進(jìn)行設(shè)計(jì)。

綜上所述，帶式輸送機(jī)拉緊裝置控制系統(tǒng)，現(xiàn)階段主要使用利用數(shù)字運(yùn)算操作的一種電子系統(tǒng)，其主要應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境下，它利用具有可編程序性的存儲(chǔ)器進(jìn)行邏輯運(yùn)算和順序控制，同時(shí)進(jìn)行定時(shí)和計(jì)算以及算術(shù)運(yùn)算等一系列操作，并利用數(shù)字模擬的輸入以及輸出操作，對(duì)不同類型的機(jī)械生產(chǎn)進(jìn)行控制。可編程序控制器和與其相關(guān)的整套外圍設(shè)備，都可與工業(yè)系統(tǒng)形成一個(gè)的完整體系，極大地發(fā)揮其功能。

參考文獻(xiàn)：

[1]揭施軍，熊曉燕，武兵，等.帶式輸送機(jī)拉緊裝置及其張力控制系統(tǒng)研究[J].工礦自動(dòng)化，2018，44（2）：90-95.

[2]李冬梅，趙士明.帶式輸送機(jī)拉緊裝置啟動(dòng)過(guò)程動(dòng)態(tài)仿真分析[J].機(jī)械傳動(dòng)，2017，40（2）：100-103.

[3]焦黎棟.李家樓煤礦主斜井帶式輸送機(jī)改造設(shè)計(jì)[J].煤炭工程，2018，50（1）：19-21.