皮帶機液壓自動張緊裝置的優(yōu)化

盧智峰

摘 要：張緊裝置是皮帶機的重要組成部分，保證張緊力的穩(wěn)定是皮帶機穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)，對張緊裝置的優(yōu)化能夠保證輸送機的正常工作。主要介紹了PLC在皮帶機自動張緊裝置中的應(yīng)用，利用PLC通過外部液壓泵站等執(zhí)行部件動態(tài)調(diào)節(jié)膠帶運行過程中的張力，以節(jié)約能耗，延長膠帶的使用壽命。

關(guān)鍵詞：PLC；皮帶機；結(jié)構(gòu)配置；程序化

中圖分類號：TH222 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.19.100

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，皮帶機的應(yīng)用越來越廣泛。張緊裝置作為皮帶機的重要組成部分，是保證皮帶機正常運轉(zhuǎn)必不可少的重要部件，它的性能直接影響皮帶機整機的工作能力。而液壓張緊是當下比較常用的調(diào)節(jié)運行皮帶張力的裝置，它是由液壓泵站、測力傳感器、油缸、滑輪和膠管等部件組成。利用PLC編程可以高效、快速地為液壓張緊裝置提供自動化平臺，實現(xiàn)無人操作和遠程通信，進而為實現(xiàn)無人化工作創(chuàng)造條件。

1 基本配置和控制要求

整個液壓張緊系統(tǒng)功能主要是靠泵站的調(diào)節(jié)運行來實現(xiàn)的，而泵站主要是由電機、油泵、電磁閥和液控單向閥等組成。在系統(tǒng)正常工作時，皮帶機集控系統(tǒng)向張緊裝置提供“啟車”和“正常運行”2個接點信號，待張緊裝置反饋“可以啟動主機”信號后才能啟動主電機。當主電機啟動，皮帶機達到正常運行狀態(tài)后，要向張緊裝置發(fā)出“正常運行”信號；當張緊裝置發(fā)生故障后，要向皮帶機集控系統(tǒng)發(fā)出“故障”信號，這時皮帶機應(yīng)停車檢査。

在皮帶機運行的過程中，需要依靠PLC編程實現(xiàn)以下控制要求：①皮帶機啟動和正常運行時，可在膠帶特性參數(shù)范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)張力。機器啟動時，張緊力應(yīng)為正常運行時的1.2～1.5倍；工作穩(wěn)定后，液壓自動張緊裝置即按預(yù)定程序自動工作，保證膠帶在理想狀態(tài)下運行。②快速響應(yīng)膠帶張力變化緩沖，有效消除膠帶啟動張力峰值，降低膠帶疲勞損壞程度，延長膠帶使用壽命，避免斷帶事故的發(fā)生。③在膠帶正常工作拉力下，油栗不頻繁啟動。④設(shè)置檢修和正常運行時的操作按鈕，既可以自動控制，也可以手動實現(xiàn)對外圍設(shè)備的啟?？刂啤＂菖c集控系統(tǒng)及時通信，既可實現(xiàn)對液壓自動張緊裝置的遠程控制，又可單獨工作實現(xiàn)自檢和緊急停機。

2 電控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

電控系統(tǒng)主要是由隔爆電控箱、拉力傳感器、電磁閥、真空電磁起動器和油泵等組成。PLC作為核心控制原件，通過編程實現(xiàn)系統(tǒng)功能，并與皮帶機綜保系統(tǒng)通信。根據(jù)運行和系統(tǒng)輸入、輸出控制點數(shù)的要求，選用美國通用的GE90-30 PLC控制系統(tǒng)，包含12點輸入、8點輸出，額定電壓為AC100～240 V。這樣既可以滿足張緊裝置電控箱127 V的工作電壓，又可以在調(diào)試外饋DC24 V的傳感器電源時使用220 V工頻電壓。因為外部需要將拉力傳感器的模擬量信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字量信號，所以，選用KX1N-2AD-BD模擬量模塊輸入板，其轉(zhuǎn)換精度為12位。

PLC需要接收拉力傳感器采集的信號，通過比較判斷，為液壓泵站上的電機、電磁閥發(fā)出指令。而PLC作為電控系統(tǒng)的核心控制模塊，在編寫程序時，需要考慮設(shè)置電源開關(guān)的啟停顯示、手動和自動切換，以及油栗、電磁閥的啟停顯示。最后，

將輸出端設(shè)置為：Y0—電磁閥，Y1—油泵，Y2—主機啟動，Y3—故障，Y4—自動張緊，Y5—正常運行。根據(jù)實際情況，如果液壓張緊裝置本身是由液壓絞車和油缸共同完成張緊動作，則栗站上應(yīng)有多組電磁閥，輸出設(shè)置相應(yīng)增加電磁閥組的控制。圖1為FX1N-2AD-BD的接線示意圖，拉力傳感器采集的模擬量信號選擇2通道以4～20 mA標準電流方式送人，通過編程實現(xiàn)輸出控制。

3 模塊程序化

要處理拉力傳感器信號，如果采用0～10 V電壓信號輸入，則編程時選用M8112通道；如果采用4～20 mA標準電流信號輸入，則編程時選擇M8113通道，具體程序如圖2所示。

PLC接收的信號是以0～2 000為基本范圍，如果系統(tǒng)中的數(shù)字量為4 000～20 000，則需要程序轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換方法如圖3所示。

根據(jù)設(shè)備所控制的皮帶機參數(shù)特性，設(shè)定K1為膠帶預(yù)張緊后至少需要達到的最小拉力值，K2為正常運行時膠帶可以承受的張力最小值，K3為正常運行時膠帶可以承受的張力最大值，拉力傳感器的反饋范圍選擇0～K4（kN），因此，0K4時，拉力傳感器范圍超限，提示故障。

綜合考慮以上條件后，再加人手動操作旋鈕的輸入控制。這樣，PLC的程序編寫就基本完成了，即可進入具體調(diào)試階段。

4 結(jié)束語

綜上所述，在皮帶機液壓張緊裝置中，PLC發(fā)揮著很重要的作用。在皮帶機運行過程中，依靠PLC編程可實現(xiàn)液壓張緊裝置的手動和自動控制，為系統(tǒng)提供啟動、運行、停機時不同張力的變化反饋，做到動態(tài)調(diào)節(jié)皮帶張力，使膠帶在理想狀態(tài)下運行，從而節(jié)約能耗，延長膠帶的使用壽命，降低意外事故發(fā)生的概率。與此同時，PLC也能夠提高皮帶機張緊裝置的效率，實現(xiàn)無人操作和遠程通信功能。于是，將PLC更廣泛地應(yīng)用到皮帶機張緊裝置中，可以進一步提高我國的工業(yè)發(fā)展水平。

參考文獻

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〔編輯：白潔〕