（大唐国际发电股份有限公司下花园发电厂 河北 张家口 075300）
摘要：翻车机适用于电厂、港口、冶金、煤炭、化工等等企业。可编程逻辑控制器（PLC）是八十年代发展起来的新一代工业控制装置，是自动控制、计算机和通信技术相结合的产物，是一种专门用于工业生产过程控制的现场设备。由于控制对象的复杂性，使用环境的特殊性和运行的长期连续性，使PLC 在设计上有自己明显的特点。本文分析了翻车机PLC自动控制原理及应用。
关键词：翻车机；PLC自动控制原理；应用；
PLC（可编程序控制器）大大地加速了工厂控制系统的标准化，可使用各种视窗工具开发软件，而且视窗支持软件将提高从系统设计到调试、维护和操作的整个过程的效率。并且支持柔性化的网络，通过自由组合网络，创建传送信息的网络，使工厂信息应用更加方便。
1 翻车机系统自动控制原理
翻车机系统结构及工艺流程如图1 所示。翻车机采用液压缸和绳轮组合部件相配合的传动方式, 有效降低了冲击。翻车机采用PLC 来控制整个翻车系统的工作, 使操作简便, 降低了工人的劳动强度, 同时也减少了操作不当等人为因素产生的事故。翻车机由底座、支座、转臂、挡板、翻转液压缸、支承复位液压缸、内阻车器、液压站及操作台等组成。转臂是一段可回转的轨道, 由支座上的转轴支承, 可绕转轴旋转, 主要起承接和翻卸矿车的作用。翻车机和大型翻车机一样, 也需要配套设备的联动来保证卸载循环的进行。其配套设备包括:进车侧阻车器、出车侧阻车器及液压推车机。进车侧阻车器是将待翻卸矿车阻止在预定位置。出车侧阻车器是将待翻卸矿车准确地停在高位翻车机承接位置, 避免翻卸后的空矿车运动。液压推车机是将待翻卸矿车推进高位翻车机的推车装置, 并将卸载后的空矿车推出高位翻车机。翻车机不工作时, 阻车器传动轴处于被阻状态, 即进、出侧阻车器处于开启状态。此时, 液压推车机工作, 将待翻卸矿车推入高位翻车机内。当后面的待翻卸矿车到达进车侧阻车器位置, 卸载后的矿车被推出到达出车侧阻车器位置时, 车轮压住阻车器传动轴的摆杆, 使进、出车侧阻车器传动轴产生轴向位移, 即解除阻车器传动轴被阻状态, 使进、出车侧阻车器由开启变为关闭状态。此时, 进车侧阻车器阻住后面的矿车, 翻车机上停有待翻卸车, 出车侧阻车器阻住卸载后的空车, 液压推车机返回终点位置, 完成空、重矿车的置换过程。待翻卸车停稳后, 翻车机工作进行物料的翻卸, 实现物料的换装。此后, 翻卸一次矿车照此循环一次。为了实现上述的功能, 采用PLC 控制。整个工作行程不超过30 s , 其中上升过程不超过10 s ;设有过载、过压力保护以防发生事故;承载篮到达最高点必须可靠地停止,以免继续上升发生事故, 设有双重保护。为防止承载下降中油缸下腔变成真空,在承载篮回程时油缸下腔必须保持一定的压力, 系统准确可靠定位。控制系统所控制的各个运动机构均可以随时运行或停止以便于调试和应对突发事故。控制柜上还可以显示液压系统的压力。为了防止突发事故的扩大, 系统装有2 套急停按钮, 一套在室内控制柜上,另一套在安装工作现场的液压翻车机的旁边, 方便控制人员操作。通过利用PLC 控制, 方便地使配套设备联动起来, 在满足了工程顺序工作要求的同时又增加了系统的可靠性和操作简便性。
2 PLC 在翻车机系统中的应用
2.1 PLC 采用梯形图语言（LD）和功能模块图语言(FBD) 进行编程
对翻车机来说，只需要提供“输入（DI）”“输出（DO）”给PLC 就可以了，自动控制及连锁保护都可以通过PLC 编程来实现。梯形图语言与电气原理图相对应，编程人员可以很方便的根据设计要求来进行编程。PLC 还提供了一些标准功能块，用来实现复杂的控制功能。内部虚拟的中间变量和功能块取代了中间继电器和数字逻辑电路，使得PLC 外部控制系统变得简单，对PLC 进行编程可以很容易的实现复杂的自动控制和联锁保护功能。程序具有很强的可修改性。在输入输出点不变的情况下可通过修改程序实现不同的功能。PLC 各种变量的状态可通过上位机软件反映在操作员站上，方便运行人员监控翻车机系统的运行。处理缺陷时，检修人员可通过下位机软件监视PLC 的各个输入输出及中间变量的状态，大大提高了检修效率。
2.2 位置检测装置凸轮控制器
翻车机在翻转过程中需要多个角度检测信号如0°、27°、135°、165°等，它们作为其他动作的连锁条件。这些角度信号的检测使用了凸轮控制器装置。原设计凸轮控制器的电源为24 V，信号直接输入PLC 输入模块。在实际使用过程中，经常会有角度信号检测不准确的情况发生，结果可能导致翻车机不翻车，不返回，不加速等故障。经过分析根本原因在于长时间使用其内部角度。接点表面产生氧化膜，看似闭合的接点，直流24 V 电流却不能通过，再加上凸轮控制器安装位置直接与翻车机相连，振动较大，更不利于接点的良好闭合。改造后，将电源改为交流220 V，各角度接点闭合驱动220 V 中间继电器，通过中间继电器隔离输入PLC 角度信号。这样做，其一，由于高电压交流电的冲击使凸轮控制器角度接点闭合时可以良好地通过电流，相对振动也不会影响电流的传输，实现了角度信号的准确输入。其二，通过中间继电器的隔离，也杜绝了外部噪音对PLC 的干扰。改造后翻车机运行更加可靠。
2.3 线路故障及解决办法
翻车机机上线路走向不合理，分线盒小，而且它的位置正好在液压台下面，液压台漏油，使线路接头处被油浸泡; 线路接头多、乱，部分电缆、电线在穿管中受损，至使翻车机接地事故比较频繁。为此加大了机上分线箱，安装端子板，并且在走线方式上，采取两路走线方式，车台上配管，增加八个线盒; 压车梁检测信号线路从车台走，其它线路( 电磁阀等)从原来管中走; 沿翻车机轨道铺一根管子，使需要串联的线路直接串联，不需折返。为了减少接头，在穿线时，尽量采取一步到位的原则，象油泵电机、加热器、两个溢流阀、温度、滤油器、液位、空气调节器、靠车电磁阀、靠车终点原位极限都是从机旁箱开始一步到位。这样共用了11 根线路取代了原来的线路。使得线路接头减少了一半，并增加了线路的机械强度，使线路走向非常明了。实践证明，改造后的线路，事故率大为降低，出现事故时也易于查找。翻车机操作电源与PLC 电源，在设计上混线，输出模块直接去现场控制靠车电磁阀，在调试期间，造成输出模块的损坏，改造后，加入四个中间继电器隔离，由输出模块驱动继电器，继电器的一对常开点去控制现场一、二溢流阀、靠车电磁阀，这样就杜绝了输出模块的损坏。PLC 输出与机旁转换开关控制振动器，设计上也已混线，我们把输出点Q4． 5 通过翻车机K2继电器隔离。采取这些措施后，PLC 电源就能常送，从而可以实现单机自动控制（图2）。
在翻车机中采用PLC 控制系统，可以很方便的设计多重联锁保护，降低了人为操作失误造成事故的概率，减轻了运行人员的操作负担，提高了生产效率。PLC 取代了继电器控制，减少了电气二次接线，通过程序可迅速的找到故障点，提高了检修效率。PLC 系统在翻车机控制系统里的应用，克服了恶劣的环境条件，提高了设备的可靠性、安全性。给检修人员对设备的维护提供了更大的方便。
参考文献
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论文作者:杨建滨
论文发表刊物:《电力设备》2017年第7期
论文发表时间:2017/7/4
标签：翻车论文; 矿车论文; 线路论文; 继电器论文; 自动控制论文; 液压论文; 接点论文; 《电力设备》2017年第7期论文;