采样机采样车限位开关防撞技术的设计与实施朱哿

采样机采样车限位开关防撞技术的设计与实施朱哿

朱哿

（大唐河北发电有限公司马头热电分公司河北省邯郸市056046）

摘要：本文根据我公司采样机采样车运行时经常撞坏限位开关的情况进行分析，对采样车限位方式进行设计改造，将原有接点式限位型式改进为脉冲式，避免了采样车对限位开关的碰撞，解决了采样机运行中最常见故障，降低采样机故障率，促进采样机稳定运行。

关键词：采样车；限位开关；法兰盘；脉冲记数

1前言

随着我国经济的不断发展，对环境保护要求的不断增高，国家对企业环境污染治理也不断严格。作为发电企业，不仅要规划好企业的生产形势，更要响应国家环保政策，将污染影响降到最低。所以，多数发电企业从煤质燃烧上着手，采用配煤掺烧方式，调配煤质达到燃烧标准和减少污染物排放含量，以此保障企业生产效益的同时减少对环境造成的污染。其配煤掺烧工作的首要环节就是煤样的采集工作，而采集工作的重要工具就是采样机。采样机作为煤样采集的主要工具，期可靠稳定运行直接关乎到配煤掺烧工作的顺利进行。

2采样车脉冲限位方式的设计与实施

2.1改造背景

我厂采样机采样小车的控制回路，使用的是接近式限位开关，由于采样小车在收集煤样过程中时常发生煤样掉出采样斗的情况，导致采样通道中经常积煤，致使采样车行走时颠簸、晃动严重，时常碰到限位开关，将其撞坏。由于感应式限位开关感应距离有限，无法将其安装位置与采样车保持足够安全距离。距离略远，限位开关时常感应不到小车位置，距离较近，又经常会被晃动的小车碰撞。因此限位开关被撞歪、撞坏或感应不到的情况经常出现，使PLC程序检测不到采样车位置，无法对小车进行控制，进而报故障，停止采样系统运行。而且限位开关的损坏，还会导致小车不被控制，无法及时停车，使出行程范围，直接行进皮带机落煤口并故障停车，造成煤流的堵塞，导致堵煤，溢煤的情况发生，直接影响到整个输煤系统的正常运行。

为了解决限位开关感应距离有限的问题，我们考虑将感应式限位开关更换为摇臂式限位开关。因为该限位开关的臂长比感应式开关感应距离较长，且是限位开关的拐臂与采样的接触，避免了对限位开关本身的碰撞，增加了限位开关的使用寿命。但由于现场工作环境粉尘较大，开关动作又频繁，运行一段时间摇臂转动部分就会出现卡涩现象，导致无法正确动作。又因采样车的驱动是靠链条牵引，小车在行走时经常晃动，连带驱动链条也会跟着颤动，时常会碰到限位开关，导致回路误动作。有时小车行走不顺畅，顿挫较为严重，造成驱动链条的大幅的摆动，链条就像鞭子似的抽打在限位开关拐臂上，时间长了就会将摇臂碰弯、碰坏甚至直接打断，使限位开关无法正确动作，同样出现采样车故障的情况导致采样系统停止运行。

2.2设计构想

根据以上原因进行总结，若要减少限位开关的碰撞，就要减少限位开关与采样车的接触。感应式限位开关的感应距离毕竟有限，较大感应距离的限位开关成本较高，况且现场工作环境复杂，采样车运行也不稳定，同样会出现误动或拒动的情况。根据现场观察，发现采样车牵引结构中的链条轮与采样车的行走同步转动，而且平稳无碰撞也不会因为采样车的晃动出现波动，可以实时准确的反映出采样车的行走情况。通过对从动轮的进一步观察，发现采样车行走周期中转动圈数基本一致，如果在其端部固定一铁片，并在旁边安装一个感应开关，完全可以根据感应开关的通断次数计算出采样车行走位置，从而对采样车进行控制，也不会出现限位开关被撞坏得可能。

2.3改造的实施

按照以上的设想我们进行了施工，并开启采样车进行调试观察，观察中发现，铁片转动一周采样车行走距离较大，无法对采样车进行精确细致的控制，需要在轴承转动一周中多加几个感应点。经过商讨，将原有铁片更换为带孔法兰盘。法兰盘开孔大小应略大于感应开关头部直径，开孔距离要适中，保证法兰盘转动一周中限位开关准确感应孔洞数量且法兰盘整体不会过大。

考虑到法兰盘的强度，我们选用45#10mm厚的钢板，截取直径是200mm圆盘，在圆盘的边侧圆周上均匀开8个孔，孔径30mm，将做好的法兰盘固定在链条轮的输出轴上。再使用扁铁制作限位开关底座，固定高频感应开关到合适位置对准轮盘的正面开孔处，感应空间距离为8mm。

经统计，采样车启动到采到煤样过程中一共有81个脉冲，将其编写如PLC程序中。PLC发启动指令，接收到81个脉冲后延时两秒发后退指令，再接收到81个脉冲后停止。考虑到采样行走时链条轮可能出现丢转现象，或采样车由于抱闸松等原因偏离初始位置，而影响脉冲数的计算，决定采样车在停止时再加入后限位开关指令，确保采样车能停在初始位置。并且每次启动时都要监测后限位开关状况，若后限位未动作，将发后退指令，至后限位接通后才会再次执行采样指令，这样可以确保采样过程中脉冲数的准确性。

在PLC程序中编写每个脉冲时间的间隔，当一定时间内没有感应到脉冲数将发报警指令，并将采样车退回零位，如此可以有效反映出采样车行走中出现卡涩、卡住或者感应开关故障等故障现象，加强了现场设备的监视，避免故障进一步扩大。

运行中发现，因为链条略松，采样车在后退时由牵引力导致链条紧绷，当采样车退回到零位停止后，牵引力消失链条会自然下垂，带动小车下滑一段距离，有时会是小车偏离初始位置。为改善此情况，在PLC程序发停指令时延迟0.2秒发出，既能改善采样车偏离情况的发生，又不会对初始位置及脉冲计算造成过多影响。同时也解决了改造前采样机经常报采样头故障的情况。

3总结

此次改造后，限位开关的碰撞或外在原因损坏基本降低为零，相比较之前每月需要更换3~4个限位开关的情况，不仅减少了人员工作量，减少了设备损耗，为公司节省了资金，还降低了采样机的故障率，增加了采样机的投运率，促进了配煤掺烧工作顺利的顺利实施，提高了公司对煤质检测的效率，为公司经济有效的发展奠定基础。

参考文献：

[1]黄晓红工厂电气控制与可编程控制器中国科学出版社2003年

[2]廖常初可编程控制器应用技术2002