PL-2400排土机控制系统存在的问题与改造

江侣

摘要：分析了排土机在煤矿半连续系统生产过程中经常出现的故障点，通过联系生产实际情况对控制系统进行技术改造，重新选用控制产品，代替容易出故障的零部件，改造后在实际应用过程中排土机故障率降低，运行更加的稳定，更易维修。

关键词：排土机;故障;改造;运行稳定

引言：煤矿半连续生产工艺由挖掘机采剥土方装车后运至破碎机破碎后经胶带机长距离运输至排土场，最后由排土机排到规划好的位置。半连续系统经多年的生产实践证明具有效率高、成本低、生产集中、机械化自动化程度高等特点，因此半连续剥离系统在大型露天煤矿中得到大量的应用。

排土机作为排料设备在剥离半连续系统设备的最后一环，发挥着关键作用，目前还没有能够替代的设备。具有生产能力大、排土半径宽、移动性能灵活、辅助作业时间少、自动化程度高、能连续生产作业、操作简单等特点。

1排土机的结构及功能

排土机生产时通过卸料车实现和胶带输送机的连接，接受胶带机运送来的物料，把物料排到预定的位置。随着生产物料的堆积，可提升降低、回转排料臂到不同位置生产。排土机移动时主要通过履带行走装置来实现，支撑车配合移动受料臂，每天可排料2万多立方。主要由受料臂、排料臂 、行走装置 、回转装置、支撑车、变幅装置、控制室组成。

受料臂是接受前机胶带机输送物料的装置，由缓冲床，受料口，减速机，制动器，驱动滚筒，改向滚筒，增面滚筒，胶带组成;排料臂是向指定位置排物料的装置，由缓冲床，中心下料口，减速机，制动器，驱动滚筒，改向滚筒胶带组成，通过回转装置可实现不同角度水平面排料，通过变福装置可实现不同高度排料;回转通过减速机、齿轮环实现回转，实现不同水平生产;变幅装置由钢丝绳，龙门架，减速机，制动器构成，实现不同高度生产排料。

2排土机的控制系统存在问题

2.1  PLC老化、容易出故障、无备件

排土机由plc集中控制，属于上世纪60年代产品，由共用的底板、单块的输入输出模块、电源模块、cpu模块组成，属于插入式plc，占地面积大。

控制程序存储在EP螺母上，难读写和更改，出现故障时不能直观的看出问题。在市场上基本已买不到零配件，有时修理人员很快的发现故障点，但是由于这一原因导致很难处理故障恢复生产。

由于排土机生产过程中易抖动，PLC随之抖动也会使各输入输出点出现闪断现象，致使排料臂受料臂无故障停止运转发生堵料事故。还有闪断后排土機会自己重新启动，存在一定的安全隐患。

2.2受料臂驱动装置不能满足生产要求

生产过程中物料受天气情况影响湿度变化，雨后湿度增加，一定程度上会增加排土机运行负荷，导致受料臂软启动装置输出转矩随之增大，输出电流变大，当瞬间超过软启动装置的承受范围时，软启动会出现无功率输出受料臂停止运转堆满物料情况。

由于以上的原因，受料臂有时需要重载启动，由于原施耐德CQ45软启动属于轻载启动，转矩小，启动转矩、加减速时间，工作电流等参数可调整的范围小，导致不能满足受料臂在堆满物料时启动的要求。才能靠组织人力清开物料后轻载才能启动，而人工清开物料很费工费时。

2.3操作支撑车时存在盲区，容易拉断电缆

排土机在一个位置生产排满物料后需整体移动排土机转移生产，通过手柄操作，和现场有一定的距离。手柄控制电缆由排土机操作室供出，沿受料臂电缆槽后悬空到达现场控制柜。排土机司机在操作时视觉上有影响，在支撑车处还需另一工作人员现场指挥配合，现场环境在生产过程中灰尘大、噪音大，导致司机在操作支撑车行走时经常会发生拉断支撑车电缆的情况，由于断裂裸露电缆头带电，卸料车和支撑车又全部由钢结构组成会导电，存在安全隐患。

3排土机控制系统的改造

3.1更换成欧姆龙PLC

选用欧姆龙CS1W PLC，整体更换了PLC系统，根据原来的控制逻辑编写了梯形图。选用施耐德LC1D系列交直流接触器重新设计了控制柜。通过欧姆龙PLC集中处理让设计改造后的控制柜内元件动作控制不同的启停、报警、监控回路，满足排土机的各种生产工艺，保护排土机的各部分机械电气装置。

重新选用的欧姆龙PLC可靠，不会出现闪断的情况。结构严谨，在生产过程中不会抖动，查故障也更加的直观明了，各种程序也更加的容易读写更改，备件计划也更容易做。完美的替代了原来的PLC产品。

3.2用丹佛斯低压变频器代替原来软启动

丹佛斯变频器是一款多用途变频器，它具有高可靠性、简便易用、功能丰富、启动平滑等优点，能适应的恶劣环境，高启动转矩，运行稳定性。数字面板LCP 更易操作。

把受料臂软启动器更换成丹佛斯FC302变频器，它能满足受料臂的所有启停、监控要求，接线端子和控制接触器相接，能够接受处理控制柜发出的动作指令，由plc集中控制。

3.3使用遥控手柄代替控制手柄

卸料车支撑车控制手柄改为无线式遥控手柄，在控制柜内安装接收器。选用WXY-1型工业行车遥控器，它采用先进的无线数字传输技术和人体工程学设计，可在室外露天安装使用。接收器的电气接线方式与有线控制的接线方式保持一致，便于对有线控制的行车进行技术改造。考虑到操作的安全性和结构机械强度的可靠性，遥控发射器外观结构采用标准的控制按钮结构形式，使用者不易产生误操作。它具有工作可靠、无电磁干扰、开关速度快、抗干扰能力强、防潮、防腐蚀等优点。

更换后，操作不受位置的限制，可在接收器半径50米范围内操作，减少了视觉的盲区，可在现场操作，就不会出现拉断电缆的事故，操作更加的安全。

结论： 经改造后的排土机，在生产过程中故障率大大的降低。即使堵料事故出现时，也很方便就能把胶带输送机上的物料运走。排土机运行更加的稳定、安全、高效，减少了维修工作量，提高了生产效率。

参考文献：

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[2]李晓云 .浅谈德国露天采矿技术[J].煤矿机械，1993（2）：27-29.

[3]杨荣新.露天采矿学（下册）[M].徐州：中国矿业大学出版社，1990.