皮帶運(yùn)輸機(jī)PLC自動控制的設(shè)計(jì)探析

胡啟林，高富有

（1.包鋼白云鐵礦，內(nèi)蒙古包頭 014080；2.包鋼集團(tuán)稀土鋼板材廠，內(nèi)蒙古集寧 014010）

皮帶運(yùn)輸機(jī)PLC自動控制的設(shè)計(jì)探析

胡啟林1，高富有2

（1.包鋼白云鐵礦，內(nèi)蒙古包頭 014080；2.包鋼集團(tuán)稀土鋼板材廠，內(nèi)蒙古集寧 014010）

現(xiàn)階段，隨著我國科技水平的不斷提高，我國自動化技術(shù)也在快速提升。皮帶運(yùn)輸機(jī)PLC自動控制技術(shù)不僅提高了工作效率，同時還提高了工作質(zhì)量，降低了勞動強(qiáng)度。

皮帶運(yùn)輸機(jī)；PLC；自動控制

進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著我國工業(yè)企業(yè)的快速發(fā)展，皮帶運(yùn)輸機(jī)在我國很多企業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，皮帶運(yùn)輸機(jī)在實(shí)際工組中主要是依靠摩擦驅(qū)動的方式來實(shí)現(xiàn)物料的運(yùn)輸，在一定的輸送線上，可以將物料從供應(yīng)點(diǎn)到卸料點(diǎn)之間的運(yùn)輸。皮帶運(yùn)輸機(jī)目前已經(jīng)在窩火的建材、化工、煤炭、碼頭、糧食等工業(yè)企業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的皮帶運(yùn)輸機(jī)在實(shí)際工作中主要是采用繼電接觸器控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)存在很大的落后性，不僅可靠性低，同時在設(shè)計(jì)中存在較大難度，且在后期故障維護(hù)時耗時耗力。

1 PLC自動控制技術(shù)概述

可編程邏輯控制器也簡稱PLC，是一種自動控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的電路開關(guān)的實(shí)現(xiàn)主要依靠半導(dǎo)體電路，PLC自動控制技術(shù)在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中需要考慮到不同的工作環(huán)境，從而可以確保PLC具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，從而提高工作的可靠性。PLC已經(jīng)系列化和模塊化，用戶在自己使用過程中可以結(jié)合自己的需求進(jìn)行靈活設(shè)置，此時的硬件部分不需要做出改動，只需要根據(jù)實(shí)際的要求設(shè)計(jì)出不同的程序。PLC采用梯形圖編程語言，這種形式和傳統(tǒng)接觸器控制電路類似，較為容易掌握。這種技術(shù)的輸出和輸入功能較為系統(tǒng)和完善，不僅可以實(shí)現(xiàn)對各個電路的控制和運(yùn)算，同時還可以邏輯化的控制大量開關(guān)，且可以更加方便的和各類接口相接。

2 控制系統(tǒng)的組成

皮帶運(yùn)輸機(jī)PLC自動控制系統(tǒng)主要包括量大系統(tǒng)：信號采集系統(tǒng)和信號處理過程。其中信號采集系統(tǒng)的主要功能是收集皮帶撕裂打滑、電機(jī)啟停狀態(tài)等信號，采集設(shè)備的模擬信息量和開關(guān)量，該功能主要是依靠各種傳感器和繼電器來實(shí)現(xiàn)。信號處理系統(tǒng)主要是負(fù)責(zé)信號的顯示和運(yùn)算，該系統(tǒng)主要是由人機(jī)界面、PLC、工控機(jī)等設(shè)備來完成。

本文以西門子公司生產(chǎn)的可控編程控制器為例進(jìn)行介紹，該設(shè)備的型號為S7-200，PLC在實(shí)際工作中可以適用不同的工作環(huán)境，且對其它用電設(shè)備具有較強(qiáng)的抗電磁干擾，在工組中具有配置靈活和可靠性高等特點(diǎn)。PLC采用的CPU型號為CPU226，該P(yáng)LC自動控制系統(tǒng)的擴(kuò)展模塊為EM231模擬量輸入模塊。PLC自動控制系統(tǒng)在實(shí)際工作中可以收集現(xiàn)場工作的各種信號，并通過程序的功能，對這些信號進(jìn)行處理和運(yùn)算，進(jìn)而依據(jù)計(jì)算的結(jié)果實(shí)現(xiàn)對設(shè)備啟停的自動控制，且可以將這些信號處理的結(jié)果傳輸給上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時監(jiān)控皮帶運(yùn)輸機(jī)的目的。控制系統(tǒng)的硬件主要有PLC、輸入模塊、工控機(jī)組成。控制系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)由組態(tài)軟件和PLC控制程序組成。軟件程序包括系統(tǒng)保護(hù)和系統(tǒng)控制兩個部分，系統(tǒng)控制主要是為了實(shí)現(xiàn)對皮帶的實(shí)時監(jiān)控。而系統(tǒng)保護(hù)主要功能是當(dāng)皮帶出現(xiàn)了跑偏、打滑及撕裂等情況時做出報(bào)警的處理。控制系統(tǒng)硬件組成見圖1。

圖1 控制系統(tǒng)硬件組成圖

3 軟件設(shè)計(jì)

控制系統(tǒng)的軟件主要有兩個部分組成：控制功能和人機(jī)界面。主要是通過PLC編程來實(shí)現(xiàn)對其控制功能，主要負(fù)責(zé)運(yùn)輸機(jī)的順序起動。同時，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時，可以及時發(fā)出警報(bào)，采取必要措施進(jìn)行處理。WINCC6.0組態(tài)軟件組成了人機(jī)界面。組態(tài)軟件可以將PLC采集到的信號進(jìn)行一定的處理，將信號轉(zhuǎn)變?yōu)閯赢嫛⒙曇簟D像等形式，進(jìn)而將這些信息傳遞給工作人員，不急提高了工作效率，同時也提高了控制力度，起到了一定的保護(hù)作用。

4 系統(tǒng)的工作原理

4.1 操作方式

主要有自動操作方式和手動操作方式兩種形式。①自動操作方式。自動控制方式的實(shí)現(xiàn)主要是依靠PLC程序和組態(tài)軟件，控制人員依靠工控機(jī)的功能，來實(shí)現(xiàn)對設(shè)備啟停的控制。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行自動控制操作時，可以按照預(yù)先設(shè)置好的程序進(jìn)行皮帶運(yùn)輸機(jī)的啟停控制，且可以自動實(shí)現(xiàn)信號的采集和處理，根據(jù)信號分析和計(jì)算的結(jié)果，實(shí)現(xiàn)報(bào)警或者互鎖的功能。當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障或者事故時，系統(tǒng)就可以進(jìn)行自動停止，進(jìn)而發(fā)出一定的警報(bào)。而組態(tài)系統(tǒng)可以將這些故障情況進(jìn)行存儲，后期技術(shù)人員可以根據(jù)存儲的結(jié)果，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備故障原因的分析。②手動操作方式。手動操作方式主要是利用人工操作的方式來對設(shè)備啟停的控制。該系統(tǒng)可以對皮帶運(yùn)輸機(jī)設(shè)置解鎖或者互鎖的狀態(tài)。工作人員根據(jù)實(shí)際需要實(shí)現(xiàn)對皮帶運(yùn)輸機(jī)的控制。

4.2 變頻控制

電機(jī)實(shí)行變頻控制可以極大提高皮帶運(yùn)輸機(jī)的工作穩(wěn)定性，可以利用變頻器實(shí)現(xiàn)對電機(jī)啟動和停止，進(jìn)而降低了電機(jī)在開啟過程中對電網(wǎng)的沖擊。從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)電網(wǎng)和皮帶運(yùn)輸機(jī)的目的。

4.3 檢測保護(hù)

為了提高實(shí)際工作的安全性和穩(wěn)定性，電機(jī)和皮帶運(yùn)輸機(jī)在工作過程中，系統(tǒng)可以對這兩個部分進(jìn)行保護(hù)和監(jiān)測。當(dāng)皮帶運(yùn)輸機(jī)出現(xiàn)故障或者事故時，造成緊急停車，此時應(yīng)該確保設(shè)備和人員的安全。通過變頻器和PLC實(shí)現(xiàn)對皮帶運(yùn)輸機(jī)溫度和運(yùn)輸機(jī)電流的監(jiān)測，當(dāng)溫度或者電流過大時，可以進(jìn)行及時停機(jī)操作，從而提高了系統(tǒng)工作的安全可靠性。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著我國科技水平的快速發(fā)展，皮帶運(yùn)輸機(jī)PLC自動控制技術(shù)也不斷進(jìn)步。全文主要分析了皮帶運(yùn)輸機(jī)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，不僅提高了工作效率和工作質(zhì)量，還提高了工作的安全性。

[1] 蘇云江.皮帶運(yùn)輸機(jī)PLC自動控制設(shè)計(jì)研究[J].能源與節(jié)能，2015，（7）：120-121.

Design of PLC Automatic Control for Belt Conveyor

Hu Qi-lin，Gao Fu-you

At the present stage，with the continuous improvement of China’s science and technology，China’s automation technology is also rising rapidly.Belt conveyor PLC automatic control technology not only improve the work eff i ciency，but also improve the quality of work and reduce the labor intensity.

belt conveyor；PLC；automatic control

TH45

：B

：1003–6490（2017）04–0080–02

2017–04–02

胡啟林（1982—），男，內(nèi)蒙古包頭人，工程師，主要從事電氣電工管理工作。