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关于自动采样系统的设计研究

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摘要：文章分析目前煤矿生产中采样系统的应用现状以及采样系统的基本构成和功能，详细分析此自动采样系统的控制系统的组成以及设计内容，并针对主电路和控制电路的设计思路进行介绍，以供参考。

关键词：自动采样系统；设计

1引言

在目前我国经济快速发展以及对煤炭等资源的需求量不断增加的形势下，由于煤矿企业的生产量在不断增加，每天都需要进行大量产品的生产和运输，这也增加了使用火车或者汽车对煤矿资源进行运输的压力。目前煤矿企业中对煤矿运输和生产采用的是流水线作业的方式，而且需要对所生产的产品进行分批混合均匀之后再进行检验的方法，其目的就是对混合之后产品的特性进行检验和确定之后再对其进行销售或者是再加工。目前大多数的煤矿企业通常还是采用人工的方式进行采样和检验。此种方式不仅浪费人力和时间，而且对于所选择试样的质量也难以保证，且不可避免出现人为主观性上的弄虚作假的问题。这就会对煤矿企业的正常运行产生影响，且可能会对煤矿企业的经济效益产生损害。因此就需要采用一种自动采样的自动控制系统来实现散装物料的取样，实现劳动强度的降低以及工作效率的提高，还能保证取样的可信度以及准确性。

2采样系统简介

本文所介绍的自动采样系统主要就是由机械部分、行车部分、支架以及采样器、提升装置等组成。其中本采样系统中的机械部分则主要就是采用行车式的结构组成的，其主要的组成部分有行车的大车、行车的小车以及采样头和行车支架等，而且由上述几个部分共同组成一个可以三维运行的系统。其中的行车部分则主要有大车和小车组成，就是类似于一般起重设备的行车。大车运行的轨道则在支架上进行安装，并且将小车安装在大车的上面，随着大车的运行轨道来共同进行移动。其中的采样器则主要是在小车的下方进行安装，其主要的设计原理就是钻削以及螺旋输送器的原理，而且通过与提升机构进行连接实现在提升机构的拖动作用之下进行升降运动。此系统中所采用的提升装置则主要是电动绞车，这主要是由于此种提升装置不仅具有较为简单的结构，而且可以采用配重的方式来对采样器上升时所需要的动力来进行减轻。此外，在绞车的鼓轮轴的模段上有方向，这样可以在极端情况之下采用手动的方式来对绞车进行摇动来确保采样器进行提升，也便于后期对其进行维修。

3控制系统的设计

此自动采样系统中的控制系统在主要是由PLC也就是可编程控制器与工控机组成。其中前者的主要作用就是对此系统中的按钮、行程开关以及其他开关量的信号输入进行控制，而且还需要将信号发送出去来实现对接触器、继电器以及变频器等电气元件进行控制，最终目的就是对各个电机的运行以及相应指示灯的显示进行控制。而后者的主要作用就是修改和设定相关的运行参数以及实现全自动控制、在线监测和传送信息等作用。也就是说，在此控制系统中，主要的控制元件就是PLC，而且主要是由采样头、破碎机以及缩分器等部件组成，而且传送带在其中起到试样运输的作用。因此整个系统作为一个行车结构就可以进行三维动作，在车上进行自由动作。

在此系统的控制系统中，PLC的主要工作可以分为以下几个阶段：首先就是进行采样的输入。在此过程中，CPU的主要作用就是将全场中的输入信号向PLC的输入端子进行输入，然后对映像寄存器进行读入，这就是进行输入采样或者扫描的阶段。经过此阶段可以在进行下一个阶段也就是进行程序执行的过程中，即便是在输入信号发生变化时，输入映像寄存在也可以不予理睬而是等待在以下一个扫描周期的时候进行更新，也就是采用集中输入的方式。而第二个阶段就是程序执行阶段。就是CPU从第一个地址的第一条指令开始来对各个指令进行依次执行的过程，而且在此过程中，需要对输入映像寄存器以及其他编程软件的状态进行读出。而且除了输入继电器以外，还需要其他的编程软件来跟着指令的执行情况来进行更新。在CPU按照事先制定的逻辑来进行运算之后就会将运算结果存入相应的元件寄存器中，还要将向外输出的信号也存入输入寄存器中，并且由输出寄存器进行保存。最后一个阶段就是输出处理阶段。CPU将输出寄存器的状态经过输出锁存器以及PLC的输出端子向外部进行传送，实现对接触器、电磁阀以及指示灯等负载进行驱动，也就是采用集中输出的方式来等到下一个扫描周期的输出阶段才对输出锁存器进行刷新。

3.1主电路的设计

主电路在硬件上主要是A或B线一个线运行，同时带宽式给料采样机3、缩分器、带式给料机2，破碎机、带式给料机1、采样头一次启动，而且不同采样头之间的启动间隔为20s。在上述缩分器进行运行时就会表现在漏斗在右边，而且在不运行的时候就会在左边的现象，同时在上述装置依次启动完成之后就会存在物料由头部采样器向带式给料机落入的现象。此时落入破碎机中的物料就会被粉碎并落到带式给料机上面，通过其运输而落入缩分器中，也就是在缩分器的漏斗中收集了料粒的样品。如果所收集