基于PLC皮帶傳輸系統的研究

王澤平

（淮陰工學院，淮安 223002）

0 引言

皮帶傳輸機是企業當中很常見的一種傳輸設備。由于其經濟適用輸送量大等特點被廣泛應用于輕工業、化工、機械等各個行業。隨著很多的控制元件的不斷出現，有著突飛猛進的發展。其中應用最多的數PLC即可編程控制器。PLC控制系統以其可靠性高、穩定性好、電路簡單靈活等特點被廣泛的應用的于工業生產的自動化設備中。隨著PLC技術的發展，已經成為一個智能控制大大的超出了過去的繼電器電路，而且價格相對而言也便宜不少。被大量應用于各種的企業做出了很大的貢獻。本文中就使用PLC控制系統來實現對皮帶的控制。

傳統的由繼電器系統控制的皮帶傳輸系統電路復雜，而且出現的故障較多，PLC控制的皮帶傳輸系統可以很好的簡化電路，提高自動化的程度，可以實現對皮帶傳輸機進行多種控制和保護。PLC才用的循環掃描的工作方式，PLC的CPU每次只能進行一個操作，而且是按照順序執行，從第一條指令開始執行直到最后一條，然后進行循環執行。PLC通過用戶編寫的梯形圖進行工作，系統按照一定的頻率掃描各個輸入點，再進行運算后向各個輸出點進行輸出控制信號。

1 方案比較

首先選取PLC型號，才能對系統的控制方案做出研究。對于輸入、輸出也就是我們常說的I/O口的選擇，應該盡量比實際需要的總點數多出20%左右，對于以后改造系統才有幫助。而對于PLC存儲容量只能作出估算。

PLC控制的皮帶傳輸系統的被控制部分由強電電路組成，控制部分由PLC和部分按鍵組成，系統的工作由PLC進行程序實現。本文所設計的PLC控制的皮帶傳輸系統，要求的是對四段皮帶傳輸機的控制即由四臺電動機帶動四條皮帶的傳輸機。達到的效果的是在啟動系統時，最后一臺皮帶傳輸機第一個工作，在5s之后其他依次工作；在停止時，第一皮帶傳輸機和前面的皮帶立即停止，然后依次停止其他皮帶；在故障時，先停止故障的皮帶傳輸機，在傳完料后其它的傳輸機也停止工作。

如采用傳統的繼電器接觸器控制系統時，由4個接觸器KM1、KM2、KM3、KM4來分別對A、B、C、D這4段皮帶傳輸機進行控制。為了滿足啟動時要求各個接觸器的工作順序應為：KM4吸合經過KT1延時5s后，KM3吸合經過KT2延時5s之后，KM2吸合經過KT3延時5s后，KM1吸合。為了滿足停止時的要求：KM1動作經KT4延時后，KM2動作經過KT5延時后，KM3動作經過KT6延時后，KM4動作。

可以看出傳統的繼電器接觸器系統使用很多的接觸器和時間繼電器，又有很多的觸點，多達幾十個。電路很復雜，接線也比較麻煩。對于傳統的系統維修起來很不方便，一旦發生故障，就對生產造成了一定的影響。綜上分析PLC控制系統有一定的優勢。

2 PLC控制系統硬件組成

由按鈕SB1和SB2來作為皮帶傳輸機控制裝置的輸入器件，作為啟動和停止的信號，KM1、KM2、KM3、KM4作為輸出器件，連接主機輸入點0.01——0.04作為故障或重載設定。系統進行順序控制，我們結合輸入輸出來選用歐姆龍的系統，選用CPU22的CPU型號,CJ1M的設備類型，SYSMAC WAY的網絡類型。PLC控制皮帶傳輸系統中I/O口如圖1和表1的分配。

圖1 I/O口的分配與接線

表1 I/O口分配

3 PLC控制皮帶傳輸系統的軟件設計

要設計好一個軟件控制系統，首先就要認識PLC控制系統是如何進行控制的，而且要設計出一些常規問題的解決辦法的程序，最后才能準確的設計出該控制系統。

3.1 PLC控制系統的相關運行狀態

3.1.1 正常運行過程

按下啟動按鈕SB1時，皮帶系統開始工作，PLC輸出1.04置位，皮帶D開始工作。然后線圈M1得電，常開觸點閉合。定時器TIM00開始工作，5s延時結束后，常開觸點T0000閉合，皮帶C開始工作。線圈M2得電，M2線圈的常開觸點閉合，TIM01開始工作，延時5s后，常開觸點M3閉合，皮帶B開始工作。線圈M3得電，M3線圈的常開觸點閉合，TIM02開始工作，延時5s后。線圈T0002的常開觸點閉合，A皮帶開始工作。

按下停止按鈕SB2時，A皮帶輸出為1.01時，停止工作。M4線圈得電，常開觸點閉合。定時器TIM03開始工作，5s延時后，線圈T0003的常開觸點閉合，皮帶B輸出1.02停止工作。線圈M5得電，M5的常開觸點閉合，TIM04開始延時，5s后，TIM04停止工作。線圈T0004常開觸點閉合，C皮帶輸出1.03開始工作。線圈M6得電，常開觸點閉合，TIM05開始工作，延時5s后，線圈T0005閉合，D皮帶輸出1.04停止工作。

3.1.2 故障狀態

當皮帶A出現輸入為0.01高電平時，為故障。此時A皮帶立即停止工作。線圈M7得電，線圈的常開觸點閉合，TIM06開始延時，定時5s后，線圈T0006閉合，B皮帶輸出1.02，停止工作。線圈M8得電，線圈的常開觸點閉合，TIM07開始工作，延時5s后，線圈T0007常開觸點閉合，C皮帶輸出1.03停止工作。線圈M9得電，線圈的常開觸點閉合，TIM08開始工作，延時5s后，線圈T0008觸點閉合，D皮帶輸出1.04停止工作。

當輸入為0.02高電平時，皮帶B出現故障。此時A皮帶首先輸出1.01停止工作，同時B皮帶輸出1.02停止工作。此時線圈M10得電，線圈常開觸點閉合，TIM09開始延時，延時5s后，線圈T0009常開觸點閉合，皮帶C輸出1.03后停止工作。線圈M11得電，其常開觸點閉合，TIM10開始延時，延時5s后，線圈T0010常開觸點閉合，皮帶D輸出為1.04停止工作。

當皮帶C輸出為0.03高電平時，皮帶C出現故障。皮帶A輸出1.01、皮帶B輸出1.02、皮帶C輸出1.03后停止工作。線圈M12得電，線圈M12常開觸點閉合，定時器TIM11開始工作，延時5s后，線圈T0011常開觸點閉合，皮帶D輸出1.04停止工作。

當皮帶輸出為1.04高電平皮帶D出現故障。皮帶A輸出1.01，皮帶B輸出1.02，皮帶C輸出1.03，皮帶D輸出1.04停止工作。

3.1.3 重載狀態

當皮帶A輸入為0.01高電平時，皮帶A開始工作。此時定時器TIM06開始工作，延時5s后，線圈T0006常開觸點閉合，皮帶A輸出1.01停止工作。線圈M7得電，常開觸點閉合，TIM07開始延時，5s后延時結束。線圈T0007常開觸點閉合，皮帶B輸出1.02停止工作。線圈M8得電同時常開觸點閉合，定時器TIM08開始延時，5s后延時結束。線圈T0008常開觸點閉合，皮帶C輸出1.03停止工作。線圈M9得電，其常開觸點閉合，TIM09開始延時，5s后延時結束。線圈T0009閉合，皮帶D輸出1.04停止工作。

當皮帶B載物時，輸入為0.02高電平時，皮帶A同時停止工作。線圈M10得電，其常開觸點閉合，定時器TIM10延時5s后結束，線圈T0010常開觸點閉合，皮帶B輸出1.02停止工作。此時線圈M11得電，其常開觸點閉合，定時器TIM11延時5s后結束。線圈T0011常開觸點閉合，皮帶C輸出為1.03停止工作。此時線圈M12得電，其常開觸點閉合，定時器TIM12開始延時，5s后結束，TOO12線圈的常開觸點閉合，皮帶D停止工作。

當輸入為0.03時，皮帶C開始載物。皮帶A輸出1.01，皮帶B輸出1.02皆停止工作。此時線圈M13得電，其常開觸點閉合，定時器TIM13開始延時5s后，線圈T0013閉合，皮帶C輸出1.03停止工作。此時線圈M14得電，其常開觸點閉合，定時器TIM14延時5s后停止工作，線圈T0014閉合，皮帶D輸出1.04停止工作。

3.2 程序設計

PLC程序基本的要求是能夠正常的運轉，正確的進行各個部件的分配。程序也要具有一定的可靠性，PLC能在不同的條件下進行工作。為了保證PLC在很多突發事件的情況下，也能正常工作，所以在實際的現場，具有一定的可靠性的PLC系統

很重要。程序應盡可能的短，掃描周期也應縮短。

編程是我們利用PLC進行控制皮帶傳輸系統的核心內容，基于對工作流程圖的分析。我們可以利用兩種方法進行編程，一是設計好梯形圖后，先將編好的梯形圖轉換為指令助記符，然后利用PLC的輔助編程軟件通過電纜來將程序下載到PLC當中去。二是直接利用指令助記符進行編程，然后直接下載到PLC當中去。輸入PLC的程序先要進行測試工作，為了排除程序設計過程中的疏漏的地方。一切正常時，我們可以制作PLC硬件好，進行現場的整個系統的調試，將問題一一排除。

4 結束語

以上是基于PLC皮帶傳輸系統的設計，可以說整個設計核心的是軟件的設計。相較于繼電器接觸器系統沒有復雜的硬件電路，改變控制狀態時也不需要重新設計和安裝，只需要改變程序設計。使更新的周期縮短了，加大了硬件的使用效率。PLC目前在工業上有著很重要的應用，很多的企業都加以使用，大大提高了生產效率減小了投入資金。

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