【正文】 堆積，繼而堆完最后一小堆。取料是通過臂架回轉(zhuǎn)和斗輪旋轉(zhuǎn)連 續(xù)實現(xiàn)的。如韓國浦項制鐵就計劃采購該種斗輪堆取料機，印度巴西等用戶也有使用無人斗輪堆取料機的意向。國外的 iSAM AG 和西門子公司是從事料場設(shè)備無人化集成較早的公司。在國外，斗輪堆取料機作為散狀物料裝卸機械的使用是從上世紀初期開始的，它是由斗輪挖掘機演變而來的。因此提高產(chǎn)品細節(jié)方面的設(shè)計是國內(nèi)產(chǎn)品制造商需要迫切解決的問題。尤其受國民經(jīng)濟固定資產(chǎn)投資的影響，國內(nèi)的需求量增長比較大，是近十幾年來少有的，主要表現(xiàn) 在港口、電廠、鋼鐵企業(yè)的煤炭和鐵礦石的料場增長迅速，能源、原材料行業(yè)的發(fā)展也給斗輪堆取料機的產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了十分良好的發(fā)展環(huán)境。 2020 年后，國內(nèi)斗輪堆取料機發(fā)展到了一個新階段。 20 世紀 60 年代、70 年代，國內(nèi)開始設(shè)計小型斗輪堆取料機，典型機型有 302 8030 等，取料出力分別為 300t/h、 800t/h，回轉(zhuǎn)半徑分別為 25m 和 30m。國際市場對斗輪堆取料機需求量大。在現(xiàn)代化的港口散貨裝卸作業(yè)中，斗輪堆取料機是生產(chǎn)過程中組成有節(jié)奏的流水作業(yè)運輸線所不可缺少的組成部分。降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的質(zhì)量及經(jīng)濟效益是企業(yè)生產(chǎn)所必須面臨的重大問題。經(jīng)過系統(tǒng)分析設(shè)計要求，設(shè)計開發(fā)了斗輪堆取料機的 PLC 控制系統(tǒng)。這次設(shè)計對斗輪堆取料機的 PLC 控制系統(tǒng)進行了詳細的研究。 1 畢業(yè)設(shè)計（論文） 題 目 斗輪堆取料機的 PLC 設(shè)計 2 斗斗 輪輪 堆堆 取取 料料 機機 的的 PLC 設(shè)設(shè) 計計 摘要 本次畢業(yè)設(shè)計的題目是斗輪堆取料機的堆料和取料部分的 PLC 設(shè)計。 PLC 集成控制技術(shù)發(fā)展迅速，應(yīng)用于斗輪堆取料機能夠大大提高工作效率，減少勞動成本。了解斗輪堆取料機的工作原理。以往的人工操作已經(jīng)無法滿足社會的發(fā)展。 PLC 集成自動控制技術(shù)、新傳感器技術(shù)、計算機管理技術(shù)于一體的機電一體化產(chǎn)品；充分利用計算機技術(shù)對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視、控制管理和分散控制；充分吸收了控制系統(tǒng)和集中控制系統(tǒng)的有點，采用標準化、模塊化、系統(tǒng)化設(shè)計。其生產(chǎn)能力顯著提升，造型得到了改進，產(chǎn)品向大型化、多樣化、無人化、環(huán)保和配套國際化方向發(fā)展。 國內(nèi)斗輪堆取料機的發(fā)展基本經(jīng)歷了三個階段。受當時國內(nèi)條件的限制，這些料場輸送設(shè) 備的建設(shè)多是合作制造或者整機進口的，甚至整套散料輸送系統(tǒng)都是引進國外的。 國內(nèi)斗輪堆取料機的發(fā)展在近五六年里發(fā)展非常迅速。在斗輪堆取料機的整體上，設(shè)備的設(shè)計和制造的細節(jié)需要改進，尤其在產(chǎn)品的機構(gòu)設(shè)計的細節(jié)處理上，與國外先進的公司 產(chǎn)品存在較大的差距。 國外斗輪堆取料機發(fā)展狀況 世界上研究和開發(fā)斗輪堆取料機最早的國家是德國，研究始于 19 世紀 30年代，第一臺于 19 世紀 80 年代問世，真正投入世紀應(yīng)用是在 20 世紀初期。所謂斗輪堆取料機全自動無人化，概要的講就是由操控人員在中控室選擇堆料位置、按啟動按鈕，堆取料機自動尋位進行自動堆取料作業(yè)。 目前，西方發(fā)達國家港口用的斗輪堆取料機，大部分實現(xiàn)了全自動無人化運行，其他國家也在計劃和準備訂購全自動無人化的斗輪堆取料機。通過整機的運行，臂架的回轉(zhuǎn)、俯仰可使料堆形成梯形斷面的整齊形狀。 堆料分數(shù)層、數(shù)列進行斷續(xù)行走定點堆積。該工藝特點是，這樣堆放出的煤場形狀較好，便于碾壓，但所需存煤場地要求較大。 斗輪堆取料機取料過程 取料方法分為旋轉(zhuǎn)分層取料和定點斜坡取料。把斗輪置于第二段最頂層的作業(yè)開始點上，重復(fù)進行取料。 斗輪沿堆料的斜坡按照一定的進給量由上往下逐層旋轉(zhuǎn)上煤，斗輪大臂每下降一次，大車都要后退一個距離，當取料達到要求的取料深度后，行走機構(gòu)再向前走一個斗深，同時大臂抬起，進行第二個斜坡取料。因此，總體設(shè)計時必須在保證現(xiàn)已定方案的基礎(chǔ)上，盡可能考慮與人、機、環(huán)境、加工裝配、運行管理等外部系統(tǒng)的聯(lián)系，使機械內(nèi)部系統(tǒng)與外部系統(tǒng)相協(xié)調(diào)和適應(yīng)，以求設(shè)計更加完善。 ④ 斗輪堆取料機工作機制為重型工作制，主要鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計壽命為 30 年。且保持在垂直位置。 ⑨ 電纜卷筒裝置。行走時，夾軌器動力缸電機得電，液力推桿提起重錘，夾軌器在彈簧力作用下打開；停車時，夾軌器動力缸電機失電，在重錘作用下，夾緊軌道。大車回轉(zhuǎn)速度為 ~，旋 轉(zhuǎn)角度為177。 臂架俯仰機構(gòu)主要用于調(diào)節(jié)堆料或取料時臂架的高度，配合其它機構(gòu)，以滿足生產(chǎn)要求。 本設(shè)計題目為斗輪堆取料機的 PLC 控制設(shè)計，主要目的是，應(yīng)用 PLC 實現(xiàn)斗輪堆取料機的自動控制，提高斗輪堆取料機工作效率，減少勞動力。具體分為以下步驟： 1） 接觸器種類的選擇：根據(jù)接觸器控制的負載性質(zhì)來相應(yīng)選擇直流接觸器還是交流接觸器；一般場合選用電磁式接觸器，對頻繁操作的帶交流負載的場合，可選用帶直流線圈的交流接觸器。 3） 接觸器額定電壓的確定：接觸器主觸點的額定電壓應(yīng)根據(jù)主觸點所控制負載電路的額定電壓來確定，接觸器的額定電壓應(yīng)等于負載電路的額定電壓。但如果控制電路比較簡單，所用的接觸器數(shù)量較少時，為省去控制變壓器，可選用 380V、 220V 電壓。一般應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)控制要求確定所需的觸點數(shù)及種類，同時應(yīng)注意觸點的通斷能力和其他額定參數(shù)。線圈電壓、電流應(yīng)滿足控制線路的要求。當延時范圍大，精度要求高時，可選用電動式和和晶體管式時間繼電器。對于三角形接法的電動機或電源對稱性不夠好的情況則應(yīng)選用三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器。 [12] 熔斷器的選擇 熔斷器的選擇主要內(nèi)容是其類型、額定電壓、熔斷器額定電流等級與溶體額定電流。 輕載及啟動時間短時，系數(shù)取 ，啟動負載較重及啟動時間長，啟動次數(shù)又 3 較多的情況，則取 。按鈕產(chǎn)品有多種結(jié)構(gòu)形式、多種觸頭組合及多種顏色，供不同使用條件選用。刀開關(guān)選用時，主要是依據(jù)電源種類、電壓等級、斷流容量及需要極數(shù)。當采用組合開關(guān)來控制 5KW 以下容量異步電動機時，其額定電流一般為（ ~） IN，接通次數(shù)小于（ 15~20）次 /小時。自動開關(guān)的種類很多，有框架式、塑料外 殼式、限流式、手動操作式和電動操作式。 根據(jù)要求萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)選取 LW2W 型，額定電壓為交流 220V，允許最大分段電流正 常情況為 30A，故障情況為 40A。 在 PLC 系統(tǒng)設(shè)計時，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是 PLC 工程設(shè)計選型。 I/O 點數(shù)的估算 I/O 點數(shù)估算時應(yīng)考慮適當?shù)挠嗔浚ǔ８鶕?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù)，再增加10%～ 20%的可擴展余量后，作為輸入輸出點數(shù)估算數(shù)據(jù)。設(shè)計階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。隨著開放系統(tǒng)的出現(xiàn)，目前在 PLC 中都已具有通信功能，有些產(chǎn)品具有與下位機的通信，有些產(chǎn)品具有與同位機或上位機的通信，有些 產(chǎn)品還具有與工廠或企業(yè)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信的功能。 2）控制功能： 控制功能包括 PID控制運算、前饋補償控制運算、比值控制運算等，應(yīng)根據(jù)控制要求確定。通信協(xié)議應(yīng)符合 ISO/IEEE通信標準，應(yīng)是開放的通信網(wǎng)絡(luò)。 為減輕 CPU 通信任務(wù)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)組成的實際需要，應(yīng)選擇具有不同通信功能的（如點對點、現(xiàn)場總線、工業(yè) 以太網(wǎng)）通信處理器。在線編程方式： CPU 和編程器有各自的 CPU，主機 CPU 負責現(xiàn)場控制，并在一個掃描周期內(nèi)與編程器進行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機，下一掃描周期，主機就根據(jù)新收到的程序運行。 5)診斷功能： PLC 的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。 斗輪堆取料機自動堆取料設(shè)計 PLC 軟件的編程，主要是根據(jù)堆取料工藝進行的。當料位傳感器檢測到料位時（即料堆達到懸臂高度時），懸臂上升 T1 時間，并且計數(shù)一次。如上面次序往復(fù)堆料，當大車后退次數(shù)達到指定次數(shù)后，自動堆料結(jié)束。懸臂開始左回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn) T5 時間后停止。當取完最后一層（即懸臂下降次數(shù)到指定次數(shù)）后，取料結(jié)束。 通過這次畢業(yè)設(shè)計的完成，使我的自主學(xué)習(xí)能力和解決問題的能力得到了很大的提高。 在我做畢業(yè)論文期間我的同學(xué)給予了我很大的幫助，在我遇到困難的時候，總是不斷給我提出許多有價值的意見，并且經(jīng)