西門子PLC在皮帶機連鎖控制的應用

王志杰

摘 要：隨著生產要求的不斷提升，在很多能源化工企業中，已經開始廣泛運用皮帶運輸機。鐵礦開采過程中所運用的皮帶運輸系統具有類型雜、設備多、物料量大、距離遠等特點，一旦在運行過程中一條皮帶出現問題，就會對整個系統的運行造成影響，所以在對機器進行自動化改造的過程中，需要應用連鎖控制。文章以自動化改造為研究基點，提出以西門子PLC技術為依托的鐵礦皮帶連鎖控制系統，以期能夠提升鐵礦運輸系統的穩定性與可靠性。

關鍵詞：西門子PLC；鐵礦；皮帶機；連鎖控制

前言

PLC技術在很大程度上解決了傳統工業領域中存在的很多問題，所以，在絕大多數自動化控制領域中，PLC技術都得到了應用和發展。該技術在編程方面相對方便，且具有很強的抗干擾能力，能夠在比較惡劣的環境中正常使用。與傳統的控制系統相比，具有操作簡單、可拓展性強、維護便利等優勢。

1 西門子PLC的優勢

PLC技術在不同領域中應用會展現出不同的應用優勢，在鐵礦皮帶機連鎖控制系統中，具有以下幾方面的優勢：

第一，編程簡單。運用該技術，相關的操作人員能夠更容易對梯形圖語言進行掌握，表現的相對直觀，只需要簡單培訓，便能夠掌握最基礎的編程方法，在很大程度上節約了企業人才培訓的成本[1]。另外，該技術的模塊化與系列化特征非常明顯，還擁有多個軟件，用戶可以根據自身需求進行自由組合，最后將輸入與輸出信號接在端子上即可。

第二，可靠性強。鐵礦生產過程中會產生大量粉塵，且與高壓的距離相對較大，皮帶機裝置的中心如果運用PLC控制器，便能夠克服設備因連續工作而產生的相關故障。該技術在應用過程中可以克服各種惡劣環境，極大的提升了設備運行的穩定性與可靠性。

第三，靈活配置。PLC具有非常靈活的系統組態，且處理能力很強，在實際情況出現變化時，只需要有針對性的對程序進行改變，便可以完成組態。

第四，拓展性強。PLC的組網能力與擴網能力也非常強，有利于在皮帶控制系統中加入新的設備，與傳統控制系統相比，能夠節省大量人力與財力。

2 系統設計過程中的要求

本研究中所運用的皮帶系統由六條皮帶組成，將其描述為1*-6*。鐵礦中的皮帶機連鎖系統在啟動時是從6*-1*依次啟動的，也就是說，系統從物料目的地一端先啟動，而停機時則相反，順序是從1*-6*。在傳統的操作系統中，工作人員只是單純的以實際現象信號為依據，進行皮帶的啟動與關閉，在這個過程中，需要嚴格掌握時間間隔，一但出現失誤，便會對整個系統產生影響，系統的穩定程度相對較低。

應用西門子PLC技術以后，將鐵礦皮帶機升級為連鎖控制，啟動機器時，主變頻器與從變頻器同時啟動，停機時也一同停止，如果其中任何一臺變頻器出現問題，其他變頻器也會立即停止工作[2]。在應用傳統繼電器進行系統控制的情況下，如果一條皮帶的開關或拉繩出現偏差，就會直接導致整個系統故障。為了避免出現電機帶負荷啟動的現象發生，只能通過人工鏟除皮帶上殘留的物料，這種方式不僅延長了生產時間，還耗費了人力成本，非常不利于生產。而在PLC的控制下，系統安裝了中間繼電器，可以實現一條皮帶保護開關工作，皮帶機上游皮帶一旦出現故障，就會立即啟動停機系統，而下游皮帶則可以正常運轉，直到物料全部運輸完畢。這時再將系統停止，查看故障，之后清除皮帶上游物料即可。這種方法在很大程度上節省了物料清除時間與人力，如果應用于相對復雜的傳送系統中，會有更加良好的效果。

3 硬件裝置的組成

以系統控制要求為基礎，我們可以知道，該系統需要十個輸入端口，而輸出端可以顯示出皮帶電機的主回路，也可以顯示出皮帶在傳送過程中出現的故障。因此，輸出端口需要十二個。所以，該系統硬件需要選擇輸入端口18、輸出端口12的西門子PLC[3]。

在具體輸入/輸出端口接線過程中，輸入端的子接線中，SBO輸入端的啟動按鈕為00編號端，而01-06編號端則分別對應1*-6*皮帶的保護開關，保護開關主要包括皮帶偏移、拉繩、電機熱繼電保護等，在一個皮帶中，可以將這些開關線進行并聯，之后再與輸入端相接。07作為SB7的停止按鈕，08為復位按鈕，09為關閉保護開關。除此之外，06端對應的是1*故障顯示輸出，07端對應的是2*故障顯示輸出，00-03則對應的是3*-6*。

4 系統操作流程

在系統操作以前，需要先進行復位，之后觀察所有皮帶的故障指示燈，如果沒有顯示出現故障，便可以啟動。按下啟動按鈕之后，以事先設定好的啟動順序與延長時間為基礎進行啟動，運輸完成后，按下停止按鈕，設備便會依照設定順序與延長時間依次停止。

運行過程中，如果有皮帶出現保護開關現象，那么該皮帶與其上游的所有皮帶都會停止，其故障指示燈也會顯示，而該皮帶下游的皮帶還會繼續運轉，完成物料運輸[4]。這時如果操作人員按下停止按鈕，運轉中的皮帶會以事先設定好的延遲時間依次停止，再按下復位按鈕，可以同時停止運行皮帶，在工作人員將故障皮帶以及上游物料清理干凈以后，便可以再次啟動設備。

而關閉保護開關的作用是解除系統中的保護開關功能，在鐵礦運輸的過程中，一般是嚴禁閉合該開關的，以保證各個皮帶的保護開關擁有其應具備的保護功能。

5 結束語

以PLC技術為基礎的鐵礦皮帶機連鎖控制系統具有體積小、安裝便捷、穩定性高、安全性強等優勢，另外，該系統擁有非常方便的拓展功能。在實際運行過程中。可以根據具體情況加減系統所使用的皮帶數量，軟件部分也可以以相應的規律與程序為基礎進行合理修正，在間隔時間的修改上也非常方便，只需要調整*之后的數字便可以完成。如果單條皮帶的運輸線路比較長，需要適當增加保護開關的數量，而這一過程只需要并聯原保護開關即可。

參考文獻

[1]高雷.PC-584可編程序控制器在高爐上料系統中的應用[J].儀器儀表與分析監測，2011，22（12）：98-101.

[2]劉洲峰，趙立銀，杜俊俐，等.乳化瀝青生產線自動控制系統的研制[J].鄭州紡織工學院學報，2013，9（5）：132-134.

[3]馮星華，張海洪，談士力，等.PLC與個人計算機間串行通訊及程序設計[J].機電工程，2012，2（11）：247-248.

[4]張定全.故障診斷專家系統實時數據庫獲取現場實時數據的方法[J].自動化儀表，2014，11（16）：155-156.