翻车机PLC控制及典型故障分析

翻车机PLC控制及典型故障分析

刘永凯

山西大唐国际运城发电有限责任公司044602

摘要：翻车机是一种重要的运输装备，对于煤炭、电厂、冶金等行业具有重要作用。本文对翻车机系统做了简单的概述，对翻车机的PLC自动控制系统原理做了详细介绍，并针对运行中常见的故障进行了分析，提出有效解决方案，以为专业人士提供参考。

关键词：翻车机；PLC控制；原理；典型故障

翻车机是一种适用于电厂、港口、冶金、煤炭、化工等企业的大型机械设备，对企业物料的运输起着至关重要的作用。由于翻车机一般会工作在不良环境中，为此其安全性能非常重要。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：可靠性高，抗干扰能力强；编程方便，结构模块化；通用性强，控制程序可变，使用方便。

一、翻车机系统概述

我公司翻车机为武汉电力设备制造厂制造的C型转子型，由四大部套组成：翻车机、重车调车机、迁车台、空车调车机。这四大部套通过PLC（可编程序控制器）集中控制，将其连为一个有机的整体，按设定程序运行。PLC（可编程序控制器）采用MODICON公司Concept编程软件。上位机采用的软件为iFIX，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。控制方式严格说来有四种，其中：不常用的一种，即调试操作；常用的为三种，即：就地手动、集中手动和自动。

二、翻车机系统自动控制原理

该系统由机车牵引一列重车送至重车线夹轮器附近，这时用重调机牵挂重车退至原位，用夹轮器将第一节夹住，然后将夹轮器投入自动，同时空调机、迁车台也相继投入自动方式，接着将重调机投入自动方式并按下自动运行按钮，这时通过外部信号输入，由PLC自动控制系统的运行。

首先，夹轮器自动松开，PLC检测到松开信号，重调机马上牵引重车以正向中速前行，行驶11m时转为正向低速前行，重调机行进位置由接近开关和PLC共同判断。当行驶一个车长时，光电接通PLC控制重调机停止，同时夹轮器夹紧第二节，人工摘钩，并按下允许重调机前行按钮，重调机继续以低速牵引第一节车前行17.48m。这时如果满足这些连锁条件（翻车机在原位I1.0、翻车机的压车梁在原位I11、靠车板在原位I1.2、迁车台的推车器在原位I3.0、迁车台在重车线对准I3.2、重调机轻钩舌闭合I21）重调机马上转为正向中速行驶，行驶至30m时，改为正向低速，行至32m时，重调机停车（第一节车不存在对准问题），PLC输出自动提轻销，轻钩舌开，轻钩销自动落下，然后重调机退后4m，提重销，重车钩开，重销又自动落下，重调机又正向低速前行0．5m，停车升大臂至90°。然后重调机高速返回至12.7m，停车降大臂至0°，高速返回离原位1．5m时（这时翻车机投入自动）重调机转为反向低速，挂第二节重车。重钩舌闭合后，夹轮器自动松开，重调机按第一节程序前行至17.48m时，轻钩挂上前面一节重车，以正向中速前行到达减速值时转为正向低速，直到目标值时停车，重调机停车抬大臂时，翻车机压车梁自动压车，压车终点信号一有，马上自动靠车。等重调机退后4m，停止时表明重调机已离开翻车机[1]；翻车机入口和出口光电接通（表明入口、出口无人员及设备），以上信号均输入后，PLC输出控制翻车机开始自动翻车，翻至155°时，振动器开始振动，到达165°，翻车机停车，振动继续振动，10s后翻车机返回，振动器停止，返回至20°，涡流制动器投入，使翻车机达到1/6额定转速平稳回到零位，翻车机回到零位，压车梁、靠车板同时自动返回到原位，当重调机牵引第三节车皮时要完成牵推、顶的动作，将翻车机内车皮顶到迁车台上，迁车台上的入口处接近开关检测四下，运用PLC内部的计数器控制得到一个条件，证明车皮已完全上了迁车台，再运用PLC内部的定时器延时10s后迁车台自动向空车线移动。到达空车线，迁车台对轨信号一来，5s后，迁车台上的推车器开始自动推车，将车皮推出迁车台，推车器行至终点极限，3s后自动返回，车皮向前滑行14m，地面接近开关检测两下，迁车台自动返回重车线。车皮继续向前滑行，越过牛坑，地面的接近开关检测四下，空调机电机旋转，并挂离合器，空调机出牛坑自动推车至终点极限停止，3s后电机旋转带动空调机返回。

三、常见故障分析及解决对策

1.线路故障

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Q5.2－Q5.7直接去现场控制靠车电磁阀，易造成输出模块的损坏，加入中间继电器隔离，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，把输出点Q4.5通过翻车机K2继电器隔离[2]。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。

2.迁车台、空调机故障

为保证迁车台、空调机自动控制的可靠性，在硬件、软件上同时采取了措施。硬件上：在迁车台机旁位置加急停开关，并引进PLC，可以在迁车台、空调机有事故时，由运行人员及时停车；在迁车台入口处和空调机推车位置分别加装了一对光电开关。光电开关的检测信号通过继电器隔离，在迁车台走行回路和空调机推车返回回路中，加入该条件，即满足光电接通，才能使迁车台，空调机动作。光电保护与继电隔离设计的加入，有效杜绝了因干扰造成的设备误动故障的发生。软件上：迁车台程序改动的思想是：当迁车台转换开关打到自动位置并启动自动运行按钮，这时数器C1、C2都复位。当车皮开始进入迁车台，光电开关从通到断满足了一个阶跃信号，这时允许计数器C1开始计数，四个车轮通过检测装置，计数器C1计满四下得电，此时若光电接通，即整个车皮上了车台，15s后，开始重车线向空车线移动[3]。程序如图2、3所示。空车线向重车线移动同理，只是使用计数器C2计两下。通过对这几个典型问题的分析与解决，大大提高了系统的可靠性，降低了事故率。避免因各种原因造成车皮掉到迁车台坑里，以及空调机顶车皮肚子的事故发生。

图2计数功能实现

图3.自动运行的实现

四、结语

总之，PLC控制系统在翻车机中的应用，使翻车机的使用更加的便捷，大大提高了其整体安全性能，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。但机械始终会有故障的出现，对于出现的故障，工作人员一定要开展针对性的分析，只有深入研究，才能找到原因根本，改善问题。相信在技术的不断提升下，翻车机的技术会更加先进，为工作的开展提供更大便利。

参考文献

[1]杨丽丽.胜利发电厂翻车机系统PLC控制程序优化[D].中国石油大学，2011.

[2]吕春龙.基于PLC的翻车机系统改造[D].天津大学，2012.

[3]才东.基于PLC与组态王的翻车机自动控制系统[J].烧结球团，2012，03：49-51.