皮帶運輸機PLC自動控制的設計探析

胡啟林，高富有

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

皮帶運輸機PLC自動控制的設計探析

胡啟林1，高富有2

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

現階段，隨著我國科技水平的不斷提高，我國自動化技術也在快速提升。皮帶運輸機PLC自動控制技術不僅提高了工作效率，同時還提高了工作質量，降低了勞動強度。

皮帶運輸機；PLC；自動控制

進入21世紀以來，隨著我國工業企業的快速發展，皮帶運輸機在我國很多企業中得到了廣泛應用，皮帶運輸機在實際工組中主要是依靠摩擦驅動的方式來實現物料的運輸，在一定的輸送線上，可以將物料從供應點到卸料點之間的運輸。皮帶運輸機目前已經在窩火的建材、化工、煤炭、碼頭、糧食等工業企業中得到了廣泛應用。傳統的皮帶運輸機在實際工作中主要是采用繼電接觸器控制系統，這種系統存在很大的落后性，不僅可靠性低，同時在設計中存在較大難度，且在后期故障維護時耗時耗力。

1 PLC自動控制技術概述

可編程邏輯控制器也簡稱PLC，是一種自動控制系統。該系統的電路開關的實現主要依靠半導體電路，PLC自動控制技術在實際設計過程中需要考慮到不同的工作環境，從而可以確保PLC具有很強的適應性，從而提高工作的可靠性。PLC已經系列化和模塊化，用戶在自己使用過程中可以結合自己的需求進行靈活設置，此時的硬件部分不需要做出改動，只需要根據實際的要求設計出不同的程序。PLC采用梯形圖編程語言，這種形式和傳統接觸器控制電路類似，較為容易掌握。這種技術的輸出和輸入功能較為系統和完善，不僅可以實現對各個電路的控制和運算，同時還可以邏輯化的控制大量開關，且可以更加方便的和各類接口相接。

2 控制系統的組成

皮帶運輸機PLC自動控制系統主要包括量大系統：信號采集系統和信號處理過程。其中信號采集系統的主要功能是收集皮帶撕裂打滑、電機啟停狀態等信號，采集設備的模擬信息量和開關量，該功能主要是依靠各種傳感器和繼電器來實現。信號處理系統主要是負責信號的顯示和運算，該系統主要是由人機界面、PLC、工控機等設備來完成。

本文以西門子公司生產的可控編程控制器為例進行介紹，該設備的型號為S7-200，PLC在實際工作中可以適用不同的工作環境，且對其它用電設備具有較強的抗電磁干擾，在工組中具有配置靈活和可靠性高等特點。PLC采用的CPU型號為CPU226，該PLC自動控制系統的擴展模塊為EM231模擬量輸入模塊。PLC自動控制系統在實際工作中可以收集現場工作的各種信號，并通過程序的功能，對這些信號進行處理和運算，進而依據計算的結果實現對設備啟停的自動控制，且可以將這些信號處理的結果傳輸給上位機，實現了實時監控皮帶運輸機的目的。控制系統的硬件主要有PLC、輸入模塊、工控機組成。控制系統的軟件系統由組態軟件和PLC控制程序組成。軟件程序包括系統保護和系統控制兩個部分，系統控制主要是為了實現對皮帶的實時監控。而系統保護主要功能是當皮帶出現了跑偏、打滑及撕裂等情況時做出報警的處理。控制系統硬件組成見圖1。

圖1 控制系統硬件組成圖

3 軟件設計

控制系統的軟件主要有兩個部分組成：控制功能和人機界面。主要是通過PLC編程來實現對其控制功能，主要負責運輸機的順序起動。同時，當設備出現故障時，可以及時發出警報，采取必要措施進行處理。WINCC6.0組態軟件組成了人機界面。組態軟件可以將PLC采集到的信號進行一定的處理，將信號轉變為動畫、聲音、圖像等形式，進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，起到了一定的保護作用。

4 系統的工作原理

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。自動控制方式的實現主要是依靠PLC程序和組態軟件，控制人員依靠工控機的功能，來實現對設備啟停的控制。當系統進行自動控制操作時，可以按照預先設置好的程序進行皮帶運輸機的啟停控制，且可以自動實現信號的采集和處理，根據信號分析和計算的結果，實現報警或者互鎖的功能。當設備發生故障或者事故時，系統就可以進行自動停止，進而發出一定的警報。而組態系統可以將這些故障情況進行存儲，后期技術人員可以根據存儲的結果，實現對設備故障原因的分析。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備啟停的控制。該系統可以對皮帶運輸機設置解鎖或者互鎖的狀態。工作人員根據實際需要實現對皮帶運輸機的控制。

4.2 變頻控制

電機實行變頻控制可以極大提高皮帶運輸機的工作穩定性，可以利用變頻器實現對電機啟動和停止，進而降低了電機在開啟過程中對電網的沖擊。從而實現保護電網和皮帶運輸機的目的。

4.3 檢測保護

為了提高實際工作的安全性和穩定性，電機和皮帶運輸機在工作過程中，系統可以對這兩個部分進行保護和監測。當皮帶運輸機出現故障或者事故時，造成緊急停車，此時應該確保設備和人員的安全。通過變頻器和PLC實現對皮帶運輸機溫度和運輸機電流的監測，當溫度或者電流過大時，可以進行及時停機操作，從而提高了系統工作的安全可靠性。

5 結語

綜上所述，隨著我國科技水平的快速發展，皮帶運輸機PLC自動控制技術也不斷進步。全文主要分析了皮帶運輸機PLC控制系統的設計，不僅提高了工作效率和工作質量，還提高了工作的安全性。

[1] 蘇云江.皮帶運輸機PLC自動控制設計研究[J].能源與節能，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，內蒙古包頭人，工程師，主要從事電氣電工管理工作。