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【摘 要】 在现代化的大型工厂中，随着堆取料机是不可或缺散料装卸机械设备。但是在当前的一些斗轮堆取料机的控制系统仍然存在着一些缺陷，影响到工作的效率。基于此，文章对某专业化煤炭码头的斗轮堆取料机为依托，对斗轮堆取料机控制系统的优化及应用进行分析，以期能够提供一个借鉴。
【关键词】 斗轮堆取料机；控制系统优化；应用
1.行走机构控制系统优化
行走电机制动器打开检测限位信号检测优化改造。在斗轮堆取料机行走左右两侧行走驱动处各布置一个中间接线箱；在中间接线箱内布置PLC远程模块；远程模块与电气室PLC模块通过现场总线相连；每台电机各通过一根3*1.5平方毫米的电缆将电机制动器限位打开信号（此信号已在行走两侧各四个箱体内，只需从此箱体端子排引到新加的箱体中）送至中间接线箱远程模块，远程模块通过现场总线将电机制动器打开信号统一送入电气室PLC内。
从斗轮堆取料机上部电气室PLC柜处引现场总线电缆经过回转上机电缆机构到达新添加大机行走两侧的中间接线箱，中间接线箱要添加相应的端子排，接线处要套规定标识的号码管，要求能穿电缆桥架的穿电缆桥架，不能穿的布置相应的镀锌管和软管。
在新添加的行走部位的中间接线箱内添加相应数量的继电器（每个继电器对应一个电机制动器限位信号），再将继电器打开、关闭信号送入接线箱远程I/O模块。
在PLC中对中间接线箱中模块进行组态添加；在PLC程序中对送入的每一个电机制动器打开信号都进行采集分析，并按照电机编号进行排列，一旦有电机制动器限位动作异常时，马上发出对应电机制动器未打开报警。
在上位机程序中将每台电机制动器工作情况单独做一个画面，并在报警信息中将每台电机制动器未打开报警分别列出，并与PLC相关程序进程连接，一旦PLC程序发出相关报警，上位机画面马上显示对应信息，并产生对应报警，提醒相关人员进行检修。
2.回转机构控制系统优化
回转电机散热强冷风机控制改造方案。通过对斗轮堆取料机硬线控制方面的改造和PLC程序的优化，添加控制继电器，使斗轮堆取料机在司机室模式下做回转动作时，两个回转电机上的散热风扇就开始运转。停止回转后，回转电机散热风扇延时5分钟停止，以达到充分散热的目的。调到手动模式后，两个散热风扇运转没有延时，大臂回转停止后散热风扇立刻停止。
回转电机散热风扇改造后，风扇只在回转动作时运行，有效的减少了回转系统不必要的能耗，延长回转风扇寿命。
此项技改成果具有改造成本低，节能效果显著，同时节省维修时间及采购资金等优点，对其他港区的港口设备存在类似问题的解决，起到了一定的借鉴作用。
3.俯仰机构控制系统优化
经过技术人员的多次测量及数据统计，按照堆场各垛位高度相差不规则，总体上是南高北低、东高西低的特点，鉴于此种状况，将改造设为三个阶段：
（1）第一阶段：加装4个俯仰限位，将其状态引入PLC中。在司机室的操作台上设置一个4档的旋钮，作为手动换挡的旋钮。通过旋钮选择所需的档位，从而改变不同的俯仰限位组。
如图1所示，LS202为原有的下极限，LS204、LS205、LS206、LS207为新加的俯仰限位。由于大臂现有俯仰限位安装处空间狭小，新加的俯仰限位均采用图尔克接近开关，型号BI25-G47SR-VP4X2。
（2）第二阶段：在堆场状况相对稳定，且对堆场各垛位进行详细的测量后，开始中期整改方案。方案主旨是在行走上安装若干限位，以探测大机所在垛位，据此选择适当的俯仰档位，由“手动”选择变为“自动”选择。
当斗轮堆取料机在堆场行走轨道上行走时，安装在斗轮堆取料机上的行走检测限位，会感应到安装到轨道上的感应体，根据不同位置的感应体，斗轮堆取料机的俯仰下极限会相应的调整，保证斗轮堆取料机在料场上取料作业过程中，能随时调整俯仰角度，保证生产的正常作业。
（3）第三阶段：通过对斗轮堆取料机行走编码器进行整改，行走编码器的值十分可靠，行走校正也能够有效工作后，即可使用编码器的值来控制俯仰档位。在斗轮堆取料机行走时，设备根据行走距离和堆场的坡度，在程序上进行优化设计，斗轮堆取料机的俯仰高度会随着行走编码器数值的变化进行自动调整。从而实现斗轮堆取料机俯仰高度的自动调整，满足实际生产的需要。使之生产效率能够进一步的提升。
4.斗轮机构控制系统优化
控制优化改造的核心目的和作用就是去除或者错开斗轮液压马达系统的预热时间。使整条取装线流程各条皮带顺次启动完成后，斗轮液压马达系统也已经预热完成，斗轮马上开始转动，进行取料作业。
改造后的斗轮液压马达系统使用方式为：
（1）流程正常启动过程
①中控员根据船舶流程安排计划，在某条取装线流程要开始启动前一段时间（5分钟即可），在中控室的操作界面上，点击对应的一会流程要使用到的斗轮堆取料机的“斗轮开始预热”按钮，或者对应流程的堆取料机/取料机司机与中控员均将作业模式选择为“取料”，为流程启动做准备时，对应单机的斗轮液压马达系统冲洗泵即开始预热，系统同时开始进行预热计时。②当计时到时后，控制系统会在中控室给中控员两声蜂鸣提示，表明预热时间到，可以启动流程；控制系统在对应单机的司机室给司机两声蜂鸣提示，表明斗轮液压马达系统预热已经完成可以直接使用。当流程各条皮带启动完毕后，斗轮液压马达会在斗轮堆取料机悬皮启动后立即启动，不需要任何预热等待时间。
（2）流程因突发故障中断后的重新启动过程
流程因突发故障中断（以拉绳因素最多）导致下游流程皮带停止运行后，斗轮液压马达系统冲洗泵、主泵均不停机，只有液压马达连锁停止使斗轮停止转动；此时单机斗轮液压马达系统预热未被中止，因此流程重新启动后，斗轮液压马达系统也不需重新预热8分30秒即可在斗轮堆取料机悬皮启动后立即启动，继续作业。 （3）流程正常停止过程
当装船作业完毕，流程正常停止时，斗轮液压马达首先停机，然后主泵、冲洗泵逐次延时停机。这种停机过程，改变了原来斗轮液压马达系统停止运行时各机构同时立即停止运行的紧急停止方式，大大减轻了停机过程给液压马达系统带来的冲击，保护了液压马达系统。
5.悬臂皮带机构控制系统优化
（1）悬皮驱动控制存在缺陷
斗轮堆取料机悬皮在启动时，悬皮高压盘取料模式/堆料模式无运行信号超过7秒后，会报悬皮启动超时，悬皮不能运转，起到保护的作用。然而，堆取料机悬皮在运转过程中，悬皮高压盘取料模式/堆料模式运行信号出现瞬间异常时，悬皮并不能报故障停止，与高压盘运行信号连锁的其他部位会造成故障停止，就会发生上段时间一台设备高压盘运行信号瞬间异常，导致设备在取料过程中发生的斗轮停、悬皮不停的故障；堆料过程中，地面皮带机无故障显示停止的问题发生，给生产带来很大影响，同时也给维修人员排除设备故障带来困难。
（2）悬皮驱动控制优化改造方案
根据悬皮启动存在的控制缺陷，需要对斗轮堆取料机悬皮启动控制程序进行改动。当悬皮驱动控制程序优化改动后，就会避免斗轮堆取料机悬皮高压盘运行信号出现瞬间闪动时，悬皮出现停止的问题。高压盘运行信号发生瞬间异常，悬皮就会停止，报悬皮启动超时，有利于设备故障的排除。
从整体情况来看，对斗轮堆取料机程序进行优化改造，原理并不是很复杂，只是将高压盘悬皮取料模式运行信号和高压盘堆料模式运行信号进行优化改进，移动悬皮超时启动命令当中就可以避免当斗轮堆取料机悬皮高压盘运行信号出现瞬间闪动时，悬皮出现停止的问题。
6.洒水除尘机构控制系统优化
（1） 洒水机构控制优化的必要性
斗轮堆取料机洒水机构控制优化前，启动吸水洒水装置时需要操作人员在司机室操作按钮进行吸水洒水操作。由于为人为操作，个别情况难免会发生忘记打开洒水除尘系统，同样当水箱水位偏低时，也需操作人员再次操作按钮进行操作，操作十分繁琐。
（2） 洒水机构控制优化改造及应用
对洒水控制进行优化改造，主要是将斗轮堆取料机上安装的洒水除尘系统实现与其悬臂上安装的皮带秤系统的瞬时量数据相连接，将斗轮堆取料机的洒水除尘系统的PLC控制程序进行了改动及优化。洒水泵、吸水泵分别根据悬臂皮带秤系统瞬时量数据、水箱高低水位在PLC程序系统中自动判断运转条件。当洒水系统运转条件满足时，PLC系统输出运转指令；当运转条件不满足时，PLC系统输出停止命令，进而实现运转洒水除尘系统自动化控制。
当堆取料机启动悬臂皮带机取料或堆料时，将洒水的操作模式打到“自动模式”即可，当皮带秤系统煤流瞬时量大于等于200吨/小时（斗轮堆取料机效率为6500吨/小时），延时3秒后洒水泵自动启动，相应洒水电磁阀自动打开，进行洒水作业。当煤流瞬时量小于200吨/小时，延时20秒后洒水泵自动关闭，更好的保证了除尘效果，同时解决了作业过程中因煤流中断洒水泵反复起动的弊病。当出现水箱超低水位报警时洒水泵自动关闭。
当水箱低水位报警时，吸水泵自动启动，对水箱进行充水，水箱高水位报警时，吸水泵自动停止。由于吸收泵在水箱低水位时开始启动，洒水泵在超低水位时停止运转，低水位与超低水位与一定的水位差，避免了洒水泵吸空的可能性。
7.结束语
通过上述的分析，可以发现，通过对斗轮堆取料机控制系统进行优化，对堆取料机整体性能大大提高，从而有效的保障了生产的稳定性。
参考文献：
[1]万正喜，易春光，瞿吉利.斗轮堆取料机回转电缆上线方法的探讨[J].起重运输机械，2013，02：75-77.
[2]李品，张庭亮.浅析菲律宾门式斗轮堆取料机控制系统技术应用[J].中国新技术新产品，2013，12：15.
[3]曲志江.斗轮堆取料机行走机构组成及安装调试[J].科技创新与应用，2013，24：116.
[4]孙庆武.斗轮堆取料机电控系统的改造[J].黑龙江科技信息，2013，23：119.
【关键词】 斗轮堆取料机；控制系统优化；应用
1.行走机构控制系统优化
行走电机制动器打开检测限位信号检测优化改造。在斗轮堆取料机行走左右两侧行走驱动处各布置一个中间接线箱；在中间接线箱内布置PLC远程模块；远程模块与电气室PLC模块通过现场总线相连；每台电机各通过一根3*1.5平方毫米的电缆将电机制动器限位打开信号（此信号已在行走两侧各四个箱体内，只需从此箱体端子排引到新加的箱体中）送至中间接线箱远程模块，远程模块通过现场总线将电机制动器打开信号统一送入电气室PLC内。
从斗轮堆取料机上部电气室PLC柜处引现场总线电缆经过回转上机电缆机构到达新添加大机行走两侧的中间接线箱，中间接线箱要添加相应的端子排，接线处要套规定标识的号码管，要求能穿电缆桥架的穿电缆桥架，不能穿的布置相应的镀锌管和软管。
在新添加的行走部位的中间接线箱内添加相应数量的继电器（每个继电器对应一个电机制动器限位信号），再将继电器打开、关闭信号送入接线箱远程I/O模块。
在PLC中对中间接线箱中模块进行组态添加；在PLC程序中对送入的每一个电机制动器打开信号都进行采集分析，并按照电机编号进行排列，一旦有电机制动器限位动作异常时，马上发出对应电机制动器未打开报警。
在上位机程序中将每台电机制动器工作情况单独做一个画面，并在报警信息中将每台电机制动器未打开报警分别列出，并与PLC相关程序进程连接，一旦PLC程序发出相关报警，上位机画面马上显示对应信息，并产生对应报警，提醒相关人员进行检修。
2.回转机构控制系统优化
回转电机散热强冷风机控制改造方案。通过对斗轮堆取料机硬线控制方面的改造和PLC程序的优化，添加控制继电器，使斗轮堆取料机在司机室模式下做回转动作时，两个回转电机上的散热风扇就开始运转。停止回转后，回转电机散热风扇延时5分钟停止，以达到充分散热的目的。调到手动模式后，两个散热风扇运转没有延时，大臂回转停止后散热风扇立刻停止。
回转电机散热风扇改造后，风扇只在回转动作时运行，有效的减少了回转系统不必要的能耗，延长回转风扇寿命。
此项技改成果具有改造成本低，节能效果显著，同时节省维修时间及采购资金等优点，对其他港区的港口设备存在类似问题的解决，起到了一定的借鉴作用。
3.俯仰机构控制系统优化
经过技术人员的多次测量及数据统计，按照堆场各垛位高度相差不规则，总体上是南高北低、东高西低的特点，鉴于此种状况，将改造设为三个阶段：
（1）第一阶段：加装4个俯仰限位，将其状态引入PLC中。在司机室的操作台上设置一个4档的旋钮，作为手动换挡的旋钮。通过旋钮选择所需的档位，从而改变不同的俯仰限位组。
如图1所示，LS202为原有的下极限，LS204、LS205、LS206、LS207为新加的俯仰限位。由于大臂现有俯仰限位安装处空间狭小，新加的俯仰限位均采用图尔克接近开关，型号BI25-G47SR-VP4X2。
（2）第二阶段：在堆场状况相对稳定，且对堆场各垛位进行详细的测量后，开始中期整改方案。方案主旨是在行走上安装若干限位，以探测大机所在垛位，据此选择适当的俯仰档位，由“手动”选择变为“自动”选择。
当斗轮堆取料机在堆场行走轨道上行走时，安装在斗轮堆取料机上的行走检测限位，会感应到安装到轨道上的感应体，根据不同位置的感应体，斗轮堆取料机的俯仰下极限会相应的调整，保证斗轮堆取料机在料场上取料作业过程中，能随时调整俯仰角度，保证生产的正常作业。
（3）第三阶段：通过对斗轮堆取料机行走编码器进行整改，行走编码器的值十分可靠，行走校正也能够有效工作后，即可使用编码器的值来控制俯仰档位。在斗轮堆取料机行走时，设备根据行走距离和堆场的坡度，在程序上进行优化设计，斗轮堆取料机的俯仰高度会随着行走编码器数值的变化进行自动调整。从而实现斗轮堆取料机俯仰高度的自动调整，满足实际生产的需要。使之生产效率能够进一步的提升。
4.斗轮机构控制系统优化
控制优化改造的核心目的和作用就是去除或者错开斗轮液压马达系统的预热时间。使整条取装线流程各条皮带顺次启动完成后，斗轮液压马达系统也已经预热完成，斗轮马上开始转动，进行取料作业。
改造后的斗轮液压马达系统使用方式为：
（1）流程正常启动过程
①中控员根据船舶流程安排计划，在某条取装线流程要开始启动前一段时间（5分钟即可），在中控室的操作界面上，点击对应的一会流程要使用到的斗轮堆取料机的“斗轮开始预热”按钮，或者对应流程的堆取料机/取料机司机与中控员均将作业模式选择为“取料”，为流程启动做准备时，对应单机的斗轮液压马达系统冲洗泵即开始预热，系统同时开始进行预热计时。②当计时到时后，控制系统会在中控室给中控员两声蜂鸣提示，表明预热时间到，可以启动流程；控制系统在对应单机的司机室给司机两声蜂鸣提示，表明斗轮液压马达系统预热已经完成可以直接使用。当流程各条皮带启动完毕后，斗轮液压马达会在斗轮堆取料机悬皮启动后立即启动，不需要任何预热等待时间。
（2）流程因突发故障中断后的重新启动过程
流程因突发故障中断（以拉绳因素最多）导致下游流程皮带停止运行后，斗轮液压马达系统冲洗泵、主泵均不停机，只有液压马达连锁停止使斗轮停止转动；此时单机斗轮液压马达系统预热未被中止，因此流程重新启动后，斗轮液压马达系统也不需重新预热8分30秒即可在斗轮堆取料机悬皮启动后立即启动，继续作业。 （3）流程正常停止过程
当装船作业完毕，流程正常停止时，斗轮液压马达首先停机，然后主泵、冲洗泵逐次延时停机。这种停机过程，改变了原来斗轮液压马达系统停止运行时各机构同时立即停止运行的紧急停止方式，大大减轻了停机过程给液压马达系统带来的冲击，保护了液压马达系统。
5.悬臂皮带机构控制系统优化
（1）悬皮驱动控制存在缺陷
斗轮堆取料机悬皮在启动时，悬皮高压盘取料模式/堆料模式无运行信号超过7秒后，会报悬皮启动超时，悬皮不能运转，起到保护的作用。然而，堆取料机悬皮在运转过程中，悬皮高压盘取料模式/堆料模式运行信号出现瞬间异常时，悬皮并不能报故障停止，与高压盘运行信号连锁的其他部位会造成故障停止，就会发生上段时间一台设备高压盘运行信号瞬间异常，导致设备在取料过程中发生的斗轮停、悬皮不停的故障；堆料过程中，地面皮带机无故障显示停止的问题发生，给生产带来很大影响，同时也给维修人员排除设备故障带来困难。
（2）悬皮驱动控制优化改造方案
根据悬皮启动存在的控制缺陷，需要对斗轮堆取料机悬皮启动控制程序进行改动。当悬皮驱动控制程序优化改动后，就会避免斗轮堆取料机悬皮高压盘运行信号出现瞬间闪动时，悬皮出现停止的问题。高压盘运行信号发生瞬间异常，悬皮就会停止，报悬皮启动超时，有利于设备故障的排除。
从整体情况来看，对斗轮堆取料机程序进行优化改造，原理并不是很复杂，只是将高压盘悬皮取料模式运行信号和高压盘堆料模式运行信号进行优化改进，移动悬皮超时启动命令当中就可以避免当斗轮堆取料机悬皮高压盘运行信号出现瞬间闪动时，悬皮出现停止的问题。
6.洒水除尘机构控制系统优化
（1） 洒水机构控制优化的必要性
斗轮堆取料机洒水机构控制优化前，启动吸水洒水装置时需要操作人员在司机室操作按钮进行吸水洒水操作。由于为人为操作，个别情况难免会发生忘记打开洒水除尘系统，同样当水箱水位偏低时，也需操作人员再次操作按钮进行操作，操作十分繁琐。
（2） 洒水机构控制优化改造及应用
对洒水控制进行优化改造，主要是将斗轮堆取料机上安装的洒水除尘系统实现与其悬臂上安装的皮带秤系统的瞬时量数据相连接，将斗轮堆取料机的洒水除尘系统的PLC控制程序进行了改动及优化。洒水泵、吸水泵分别根据悬臂皮带秤系统瞬时量数据、水箱高低水位在PLC程序系统中自动判断运转条件。当洒水系统运转条件满足时，PLC系统输出运转指令；当运转条件不满足时，PLC系统输出停止命令，进而实现运转洒水除尘系统自动化控制。
当堆取料机启动悬臂皮带机取料或堆料时，将洒水的操作模式打到“自动模式”即可，当皮带秤系统煤流瞬时量大于等于200吨/小时（斗轮堆取料机效率为6500吨/小时），延时3秒后洒水泵自动启动，相应洒水电磁阀自动打开，进行洒水作业。当煤流瞬时量小于200吨/小时，延时20秒后洒水泵自动关闭，更好的保证了除尘效果，同时解决了作业过程中因煤流中断洒水泵反复起动的弊病。当出现水箱超低水位报警时洒水泵自动关闭。
当水箱低水位报警时，吸水泵自动启动，对水箱进行充水，水箱高水位报警时，吸水泵自动停止。由于吸收泵在水箱低水位时开始启动，洒水泵在超低水位时停止运转，低水位与超低水位与一定的水位差，避免了洒水泵吸空的可能性。
7.结束语
通过上述的分析，可以发现，通过对斗轮堆取料机控制系统进行优化，对堆取料机整体性能大大提高，从而有效的保障了生产的稳定性。
参考文献：
[1]万正喜，易春光，瞿吉利.斗轮堆取料机回转电缆上线方法的探讨[J].起重运输机械，2013，02：75-77.
[2]李品，张庭亮.浅析菲律宾门式斗轮堆取料机控制系统技术应用[J].中国新技术新产品，2013，12：15.
[3]曲志江.斗轮堆取料机行走机构组成及安装调试[J].科技创新与应用，2013，24：116.
[4]孙庆武.斗轮堆取料机电控系统的改造[J].黑龙江科技信息，2013，23：119.