斗轮堆取料机在工作中，出现翻板不到位，导致斗轮堆取料机无法正常启动悬臂皮带，对装卸作业效率造成影响。而且在装卸过程中，存在斗轮堆取料机悬臂皮带突然停车的现象，造成后端水平运输皮带急停，使大量物料堆积将皮带压停，后端水平运输皮带过载无法正常启动，只能靠人工清理物料之后，才能重启，影响装卸作业效率，增加工作量，增加物料损耗率。为此，需要对斗轮堆取料机的电控系统进行系统排查，并对控制程序进行优化。

1斗轮堆取料机概述

斗轮堆取料机是一种兼具堆料、取料和连续运输功能的装卸机械，目前主要用于港口码头、钢铁冶金、储煤发电等场合中的煤、砂石、矿石、焦炭等散料的堆取作业，一般情况下由金属结构、斗轮机构、悬臂皮带机、俯仰机构、行走机构、回转机构、电控系统、尾车等构成。在堆料环节，物料会从中心料斗上方进入下落至悬臂皮带，处于堆料限位状态的翻板会促使电机驱动皮带沿着堆料方向运行，直至物料被卸至堆场。在取料环节，则是在斗轮机构的作用下将物料勾取至悬臂皮带，并沿着取料方向运行直至翻板处于取料限位状态，此时物料会经料斗斗罩下落至地面皮带进而用于装车。故斗轮堆取料机作业具有规律性强、装卸效率高、易实现自动化的特点。

2斗轮堆取料机功能及机构

2.1斗轮堆取料机主要功能

斗轮堆取料机装卸作业，即堆料作业和取料作业。堆料作业，物料从中心料斗上方进入中心料斗并下落到悬臂皮带，此时中心料斗翻板处于堆料限位位置状态，电机驱动滚筒悬臂皮带朝堆料方向运行，将物料卸到堆场;取料作业，斗轮机勾取物料到悬臂皮带上，悬臂皮带往取料方向运行(与堆料方向相反)，此时中心料斗翻板打开到取料限位位置状态，物料进入中心料斗斗罩，下到地面皮带，物料被运转到装车楼。

2.2中心料斗机构说明

中心料斗翻板在中心料斗尾部，通过铰点与中心料斗导料槽连接，翻板的升降通过翻板两边的液压驱动。液压油缸一端焊接在中心料斗导料槽上，另一端安装在中心料斗翻板上。中心料斗翻板上安装有行程开关的限位挡块。中心料斗翻板的位置控制，分别由堆料到位限位开关和取料到位限位开关控制，两个行程开关分别安装在中心料斗斗罩上。堆料作业时，液压油缸缩回动作，将中心料斗翻板拉回，堆料到位限位开关动作，液压油缸停止缩回动作，翻板下降贴合中心料斗导料槽，防止物料从尾车头部料斗下落时不洒落到中心料斗导料槽外;取料作业时，液压油缸动作，将中心料斗翻板推开，取料到位限位开关动作，液压油缸停止伸出动作，升高离开中心料斗导料槽，高于悬臂皮带面约50cm，与堆料状态时位置形成90°，使物料顺利通过，进入中心料斗罩落下地面皮带。

3斗轮堆取料机电控系统故障分析

3.1故障表现及其影响

通常斗轮堆取料机翻板通过铰点连接料斗导槽，并经两侧的液压驱动装置控制完成升降，同时其带有的行程开关设于料斗斗罩上，并分别在堆料和取料到位限位开关的作用下控制位置。具体而言，在堆料时液压油缸的缩回动作促使翻板拉回触发堆料限位开关发生动作，待油缸缩回动作停止时翻板下降与导料槽贴合以免物料洒落至槽外；而在取料时则会在液压油缸伸出动作的作用下推开翻板促使取料限位开关发生动作，此时翻板会升高离开导料槽，与堆料位置保持90°的同时高于悬臂皮带50cm左右，以此保证物料顺利通过斗罩下落至地面皮带。可是在长期运行过程中，斗轮堆取料机可能会因翻板不到位导致悬臂皮带难以正常启动，如此一来，后续作业会受到干扰，装卸效率自然受到影响；有时也会因悬臂皮带突然停车造成大量物料堆积而压停皮带，最终导致后端的水平运输皮带因荷载超限不能正常启动，只能借助人工清理方可解决问题，但这不仅产生了额外的工作量，降低了作业效率，还在一定程度上增加了物料损耗，显然不利于斗轮堆取料机的安全运行和高效作业。所以需要系统排查斗轮堆取料机电控系统，并对其控制程序加以优化。

3.2悬臂皮带出现突停故障

当悬臂皮带出现突停故障时，可借助PLC编程软件对故障点进行合理的排查。具体应该参考故障记录确认悬臂皮带突停时是否出现了报警，经检验触摸屏上并无报警记录，说明故障与外部保护开关动作无关，随后借助STEP7对变量的监控功能明确故障所在。当斗轮堆取料机堆料作业为3000t/h的装卸流量时，悬臂皮带未发生突停问题，影响条件也无异常；但随着装卸流量的增大，悬臂皮带状态有所变化，尤其是当流量增至6000t/h时，下落的成块粘接物料瞬间达到了10000t/h的装卸流量，悬臂皮带随即发生突停。结合变量监控得知，除了堆料到位“M120.0”由最初的状态1突然变为状态0外其余变量均无明显变化。由于过大的装卸流量致使中心料斗翻板被推开并离开限位开关，加之增大的瞬间流量持续时间一般小于2s，所以在悬臂皮带尚未完全停止时大量物料已经脱离料斗，翻板随之复位至堆料位置。显然操作人员难以及时发现故障所在，这也说明悬臂皮带突停故障是由“M120.0”堆料到位造成的。

4故障处理

4.1中心料斗翻板不到位处理

对于挡块无法接触到行程开关的问题，要从机械结构方面进行处理，应该尽量让行程开关的安装支架跟随液压油缸，越接近液压油缸，中心料斗翻板对行程开关的影响就越小。针对工况恶劣，将机械式行程开关更换为电感式接近开关。接近开关是一种无需与运动部件进行机械直接接触而可以操作的位置开关，它既有行程开关、微动开关的特性，同时具有传感性能，且动作可靠，性能稳定，频率响应快，应用寿命长，抗干扰能力强等、并具有防水、防震、耐腐蚀等特点。

4.2采取针对性的处理措施

针对斗轮堆取料机电控系统翻板不到位、悬臂皮带突停等故障，可立足实际采取措施进行针对性的解决。如当中心料斗翻板出现不到位问题时，需明确故障原因，即挡块不能触及行程开关，然后从机械结构特点着手，在不影响正常功能的前提下保证液压油缸动作变化时行程开关支架与其距离较小，换句话说就是尽可能的将支架安装在距离油缸较近的位置，以期通过缩小两者之间的距离减少翻板对行程开关的影响。如果工况较为恶劣，可用电感式接近开关替代传统的机械式行程开关。这里提及的接近开关不仅具有微动开关、行程开关的特点，而且传感性好，具有性能稳定、动作可靠、反应快速、防水耐腐蚀、抗干扰等特点，无需直接接触运动构件，只要物体与接近开关感应面的距离达到动作距离便可进行动作进而提供控制指令。这一点是普通的机械式行程开关无法比拟的，如果条件允许可推广使用。针对悬臂皮带突停故障，可在确认与堆料到位“M120.0”状态异常有关后，结合操作人员无法及时发现故障的难题，对既有的控制程序加以适当的改进和优化，确保翻板达到堆料位置后设定手动操作，即除非手动控制否则“M120.0”始终处于置位状态，以此防止大物料推开翻板而引发悬臂皮带突停故障。

4.3皮带突停的故障处理

在现场观察可看出，皮带突停是由于中心料斗翻板在堆料作业过程中，中心料斗翻板被大物料推开，导致“M120.0”堆料到位异常。大物料段过去后，液压油缸再次回到原位。操作人员将中心料斗翻板下降到堆料位置后，液压油缸不会长时间离开限位位置，需要对原来的控制程序进行优化，实现中心料斗翻板到达堆料位置后，除非手动操作，不然保持M120.0一直处于置位状态。

4.4必要时加以适当的改造

考虑到斗轮堆取料机在众多行业领域中作用突显，为更好地保证其安全可靠的作业，可结合实际需求进行适当的改造，使其朝着智能化方向发展。如某发电厂现有的斗轮堆取料机堆料和取料出力分别为1200t/h和1500t/h，电控系统主要包括悬臂皮带减速机、轮斗减速机、行走机构、动力电缆卷筒、回转结构、液压电磁阀等驱动电机构成，在运行一段时间后时常发生故障，不仅故障频率高、维修耗时长，而且更换数量大、维护工作量多，严重制约了斗轮堆取料机装卸优势的发挥，因此必须加以现代化改造。经过综合考虑和慎重分析，确定选用现场分布式I/O结构和PLC作为电控系统的核心，保留原有变频器的同时优化行走控制方式，并以软起动方式启动悬臂皮带和轮斗电动机，配以旁路系统提升控制的可靠性；为保证PLC能够准确高效的进行时信号传输和交换，煤场悬臂皮带与翻板等重要部件的运行状态实时呈现在操作台，还应用了先进可靠的电感式接近开关，既消除了机械式行程开关的弊端，又能保证开关动作的灵敏性和准确性，大大降低了中心料斗翻板不到位的概率。改进后的PLC控制程序使得悬臂皮带突停故障得到了有效控制，其他故障也有明显减少。总体上来说，该厂的斗轮堆取料机不仅安全性和作业效率得到了显著改善，还延长了使用寿命。斗轮堆取料机电控系统还应进行不断的创新和完善，如基于激光扫描技术实时对料堆动态进行建模、借助先进的传感技术精确定位斗轮位置以便进行全自动堆料取料等，这些均有利于斗轮堆取料机性能的提升和电控系统故障的降低。

5结论

通过对斗轮堆取料机故障进行分析，采用硬件和软件相结合的方式处理故障。硬件主要是改造限位开关安装机架的结构，使感应开关能感应到挡块，并将机械式行程开关更换为感应开关，提高可靠性。软件方面主要是对PLC程序进行优化，从而根本上解决问题。

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