基于WINCC flexible技术的装船机系统优化设计

摘要

秦皇岛港股份有限公司第六港务分公司装船队拥有四台取料机(R)，一台堆取料机(SR)和三台装船机(SL)，是六公司的主要生产设备，使用非常复杂，作为港口装船任务的主体，担负着重要的使命。其中装船机的主要功能是用于货物（如煤炭、铁矿石等）装船作业的持续式传输机器，与后面的皮带传输机相连接。货物由皮带传输机从堆料场传送到装船机上，再经过装船机上皮带传输机运输到臂架头部，经过溜筒或其他装置传送到船舱中，完成整个装船作业。主要结构分为：行走机构、俯仰机构、皮带机机构、臂架伸缩机构、溜筒机构、电缆卷筒机构、尾车体系和喷雾防尘设备。在设计的时候各部分机构都具有安全装置，其中俯仰机构针对特殊的天气下的设备保证采取了风钩设计，用于在极端灾害天气下实现装船机臂架与机身主体钢结构实现钢性连接的一种安全保护装置，但只有手动的一种控制方式实现风钩的挂摘，对人的生命安全没有保障。
　　为了进一步提高装船机的安全性能，所以对装船机的系统进行优化设计，实现自动挂摘风钩的功能。该系统对原有系统中的硬件和软件进行了改造，通过增加各类限位实现对臂架与风钩位置的确定。然后，根据各限位反馈的信号和司机操作手柄的信号进入PLC实现对风钩的自动控制。考虑到现场的安全性，本系统对于关键功能部位的限位增加了冗余设计，即使某个限位发生故障也不会引起误动作，避免发生碰撞类的机损事故。为防止人机交互指示灯的损坏，将风钩相关状态显示通过司机室触摸屏呈现，对挂钩、摘钩过程及司机需要的操作进行指示。
　　本系统经过相关人员的实际操作，证明通过触摸屏反馈的信息，可以帮助操作员安全简单的操作，实现风钩功能的自动摘挂。该项目的投入使用可以显著提高设备及人员的安全，投入少效果好，间接增加企业的经济效益。

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第1章 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2装船机的研究现状

1.3 课题的主要研究内容

第2章 装船机的介绍

2.1 结构组成

2.2 主要参数介绍

2.3 运动形式介绍

2.4本章小结

第3章 装船机俯仰机构的优化设计

3.1 装船机俯仰控制系统的构成及基本功能

3.2 装船机俯仰机构各部分的设计

3.3 装船机自动挂风钩功能的设计

3.4 本章小结

第4章 装船机风钩自动控制系统的实现

4.1 STEP7 编程软件介绍

4.2 控制系统的流程

4.3 检测控制系统组态软件设计

4.4 控制系统程序设计

4.5 本章小结

结论

参考文献

附录

致谢