PLC在履帶行走式液壓支架電液控制中的應(yīng)用

摘 要：在當(dāng)前的工業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中，履帶行走式液壓支架是一種重要的設(shè)備。在實(shí)際應(yīng)用中，為了確保其能夠高效的運(yùn)行，并且更好的發(fā)揮作用，其電液控制十分重要。其中，PLC是一種應(yīng)用較為廣泛的系統(tǒng)，能夠?qū)β膸凶呤揭簤褐Ъ茈娨嚎刂瓢l(fā)揮出良好的作用。文章首先介紹了履帶行走式液壓支架的液壓系統(tǒng)，然后分析了PLC控制系統(tǒng)的硬件構(gòu)成及軟件設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：PLC；履帶行走式液壓支架；電液控制

前言

在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域當(dāng)中，履帶行走式液壓支架能夠結(jié)合采煤機(jī)、鏟車、破碎機(jī)、運(yùn)煤車等共同應(yīng)用，形成斷臂機(jī)械化采煤系統(tǒng)，并且發(fā)揮出重要的支護(hù)作用。一般來(lái)說(shuō)，履帶行走式液壓支架結(jié)合連續(xù)采煤機(jī)共同運(yùn)行，能夠?qū)Σ擅簷C(jī)的頂板起到良好的支護(hù)作用，確保采煤機(jī)和操作人員的安全。在履帶行走式液壓支架當(dāng)中，主要包括控制系統(tǒng)、支護(hù)系統(tǒng)、行走系統(tǒng)等部分。

1 履帶行走式液壓支架的液壓系統(tǒng)

1.1 行走液壓系統(tǒng)

在履帶行走式液壓支架的行走液壓系統(tǒng)中，系統(tǒng)在連通比例電磁換向閥左側(cè)之后，高壓油進(jìn)入馬達(dá)中，然后返回油箱，以此帶動(dòng)馬達(dá)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)履帶向前運(yùn)動(dòng)。如果撤銷外力，閥芯返回原位。系統(tǒng)在連接比例電磁閥右側(cè)的時(shí)候，高壓油從反方向流入馬達(dá)，然后再流回油箱，帶動(dòng)馬達(dá)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)履帶向后運(yùn)動(dòng)[1]。當(dāng)左右兩側(cè)履帶運(yùn)行方向相同時(shí)，行走支架向前或向后運(yùn)動(dòng)。如果二者運(yùn)行方向相反，則行走支架向左或向右轉(zhuǎn)彎。在履帶行走式液壓支架行走液壓系統(tǒng)中，有兩個(gè)的溢流閥，負(fù)責(zé)發(fā)揮緩沖的作用。

1.2 支護(hù)液壓系統(tǒng)

在履帶行走式液壓支架的支護(hù)液壓系統(tǒng)中，如果系統(tǒng)連通比例換向閥左側(cè)，高壓油經(jīng)過(guò)單向閥流入立柱下腔，立柱上腔的油流回油箱。此時(shí)活塞桿會(huì)伸出來(lái)，液壓支架的頂梁接觸煤層頂板，從而產(chǎn)生支撐力。當(dāng)支撐力達(dá)到設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)，活塞桿就會(huì)停止伸出，這一設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)主要是由溢流閥所確定的。如果系統(tǒng)連通比例換向閥右側(cè)，高壓油流入油缸上腔。當(dāng)油缸上腔中的油壓達(dá)到開啟壓力之后，其中的油會(huì)通過(guò)單向閥流回油箱。此時(shí)活塞桿會(huì)回收，液壓支架與煤層頂板之間脫離。如果系統(tǒng)連通比例換向閥的中間位置，單向閥將會(huì)關(guān)閉，此時(shí)由于回油道不通，將會(huì)定位立柱。

2 PLC控制系統(tǒng)的硬件

對(duì)于履帶行走式液壓支架液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)，PLC電氣控制系統(tǒng)能夠進(jìn)行有效的控制，例如液壓站的開啟和停止、液壓支架的行走功能、鏟煤功能、加油功能、卷纜功能、支護(hù)功能等動(dòng)作。在PLC控制系統(tǒng)中，主要包括了工控機(jī)、觸摸屏、中間繼電器、交流接觸器、行程開關(guān)、PLC控制器等硬件部分。在各個(gè)硬件部分的選擇當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)盡量選擇質(zhì)量可靠、信譽(yù)良好的產(chǎn)品，從而最大限度的確保PLC控制系統(tǒng)作用的正常發(fā)揮，保證履帶行走式液壓支架的良好運(yùn)行[2]。

在履帶行走式液壓支架當(dāng)中，具有能夠滿足不同驅(qū)動(dòng)速度要求，進(jìn)行無(wú)極調(diào)速操作的液壓缸。履帶行走式液壓支架PLC控制系統(tǒng)具有0V到10V的模擬量輸出電壓范圍。伺服放大板被電液比例閥、輸出模塊電壓輸出等聯(lián)合使用，其能夠?qū)δM電壓進(jìn)行放大，從而得到恒流源。通過(guò)這種方式，就能夠有效的驅(qū)動(dòng)閥兩端的控制線圈。履帶行走式液壓支架PLC控制系統(tǒng)產(chǎn)生的模擬輸出電壓為0V到10V，在經(jīng)過(guò)伺服放大板之后，會(huì)產(chǎn)生0A到2A之間的輸出電流，從而及時(shí)改變電液比例閥閥芯的開度，控制液壓缸入口的油液流量，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。此外，PLC控制系統(tǒng)能夠輸出數(shù)字量信號(hào)，從而更為有效的控制電磁閥，實(shí)現(xiàn)氣缸的驅(qū)動(dòng)。

3 PLC控制系統(tǒng)的軟件

3.1 程序

在履帶行走式液壓支架當(dāng)中，PLC控制系統(tǒng)軟件是利用組態(tài)王設(shè)計(jì)上位機(jī)的軟件平臺(tái)，并將編制的組態(tài)應(yīng)用軟件替代硬件功能，來(lái)控制履帶行走式液壓支架的液壓系統(tǒng)。對(duì)于PLC控制運(yùn)行狀態(tài)，會(huì)通過(guò)計(jì)算機(jī)界面進(jìn)行展示。在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)軟件方針界面的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際要求，對(duì)組態(tài)軟件界面、子圖連接等進(jìn)行應(yīng)用。根據(jù)相關(guān)需求，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行二次開發(fā)，在PLC控制系統(tǒng)的仿真界面中應(yīng)用音頻技術(shù)和動(dòng)畫技術(shù)，從而使履帶行走式液壓支架的控制操作更為簡(jiǎn)單。此外，利用仿真軟件將PLC控制系統(tǒng)的仿真畫面設(shè)計(jì)、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)等聯(lián)系在一起，從而更為有效的進(jìn)行仿真分析[3]。

3.2 觸摸屏

在履帶行走式液壓支架的PLC控制系統(tǒng)中，采用了觸摸屏的操作界面。當(dāng)PLC與觸摸屏建立通信連接之后，會(huì)在觸摸屏上顯示起始界面、模式選擇等內(nèi)容。在軟件當(dāng)中，主要有復(fù)位模式、自動(dòng)循環(huán)模式等選擇模式。其中，復(fù)位模式能夠復(fù)位系統(tǒng)中的部件，例如氣缸、液壓缸、數(shù)字量輸出、模擬量輸出的復(fù)位等，還能夠?qū)ο到y(tǒng)中執(zhí)行元件的工作情況進(jìn)行監(jiān)控。自動(dòng)循環(huán)模式主要包括行走、產(chǎn)煤、加油、卷纜、支護(hù)等自動(dòng)循環(huán)。在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)相應(yīng)的工作任務(wù)，可在觸摸屏上直接選擇相應(yīng)的模式，從而使履帶行走式液壓支架正常的運(yùn)行工作。

4 結(jié)束語(yǔ)

履帶行走式液壓支架是當(dāng)前社會(huì)中的一種重要設(shè)備，在工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域當(dāng)中，發(fā)揮出了非常良好的作用，因而得到了十分廣泛的應(yīng)用。在履帶行走式液壓支架的電液控制中，PLC是重要的控制系統(tǒng)，它能夠?qū)β膸凶呤揭簤褐Ъ艿囊簤合到y(tǒng)進(jìn)行有效的控制，從而確保其穩(wěn)定的運(yùn)行和工作。

參考文獻(xiàn)

[1]周凱，李剛，趙帥.短壁開采用履帶行走式液壓支架研制及應(yīng)用[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2013，4：85-88.

[2]郭衛(wèi)，李績(jī).PLC在礦用液壓支架電液控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].煤礦機(jī)械，2015，1：3-5.

[3]黃愛文.履帶行走式液壓支架機(jī)械仿真研究[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2015，5：77-78.