PLC技術在皮帶運輸機中的應用

陳金華+趙煥鑫+李國華+崔守娟

摘要：以普通機械皮帶運輸機為研究對象，研究皮帶運輸機的工作方式和控制方法。采用三菱PLC控制皮帶運輸機，以FX2N-24MPLC為主控器，基于梯形圖編程方式，用順序控制思路設計控制程序，實現PLC對皮帶運輸機的自動、精準控制。

關鍵詞：皮帶運輸機；PLC；設計；梯形圖

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2017）09-0081-02

皮帶運輸機又被稱作帶式輸送機，是一種常見的連續運輸機械，具有運輸距離長、運輸能力大、工作阻力小、便于安裝、耗電量低、磨損較小等優點，廣泛應用于磚石廠、港口、電廠、農業、輕工業等領域。皮帶運輸機是運用皮帶的無極運動運輸物料的機械。傳統的皮帶運輸機采用繼電接觸器控制方式，長期使用后故障率較高，各種元器件（包括繼電器）維護和檢修困難。為此，以普通機械皮帶運輸機為研究對象，通過研究其工作方式和控制方法，對傳統的皮帶傳輸機設備進行改造。通過分析確定采用三菱PLC對皮帶機進行控制，簡化傳統繼電器控制系統的硬件結構，使運輸控制更加精準。

1 皮帶運輸機的組成

1.1 硬件組成

可編程控制器（PLC）是一種以微處理器為核心的工業控制裝置。它把老式繼電接觸器控制系統和計算機技術的功能結合起來，具有可靠性高、靈活通用、編程簡單、使用方便等優點，在機電一體化、工業控制系統自動化方面應用廣泛。

傳感器是一種檢測裝置，能感受被測量的信息，并將其按一定規律變換成電信號或其他所需信息輸出形式，以滿足信息傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。根據基本感知功能，傳感器分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類。試驗中主要使用光敏元件和磁敏元件，這二者能使傳輸更加精確，并在一定條件下用以判斷物料的材質。

1.2 控制系統組成

皮帶運輸機PLC自動控制系統主要由信號采集系統和信號處理系統構成。信號采集系統的主要作用是依靠繼電器和各種傳感器收集電機啟停狀態和設備開關量。信號處理系統主要使用可編程控制器和繼電觸點系統進行信號的運算及顯示。

2 皮帶運輸機控制要求

原料皮帶運輸機的結構見圖1。

貨料從料斗中輸出，通過PD1、PD2兩臺皮帶運輸機送出；電磁閥M0操控電動機M從料斗向PD供料，以實現功能運行。

系統控制功能如下：

1） 初始狀態。皮帶PD1、皮帶PD2和料斗全部處于關閉狀態。

2） 系統啟動。啟動時逆向運送貨料，方向按一定的時間間隔順序啟動，以防前段運輸皮帶上有物料堆積。在料斗中放料，光纖傳感器1檢測到物料后，PD1轉動。延時5 s，光纖傳感器2對物料進行判斷。當物料為1，PD2正向轉動，當物料為2，則PD2反向轉動

3） 系統停止。順物料流動方向必須按一定時間間隔順序停止，以免停止時皮帶上留有殘留貨料。停止順序為：料斗→延時5 s→皮帶PD1→延時5 s→皮帶PD2。

4） 故障停車。在皮帶運輸機運行過程中，若皮帶PD1過載，應把料斗和皮帶PD1同時關閉，皮帶PD2應在皮帶PD1停止10 s后停止。若皮帶PD2過載，應同時關閉皮帶PD1、皮帶PD2（M1、M2）和料斗M0。

3 PLC地址分配

運用PLC進行控制，可高效持續運送傳輸物料，相較于傳統運輸提升了效率。系統的I/O地址分配如表1所示，由2個輸入端子和3個輸出端子組成。

4 PLC梯形圖程序設計

梯形圖語言是PLC程序設計中最常用的編程語言，是與繼電器線路類似的一種編程語言?？紤]到傳統的皮帶運輸機均為繼電器控制，故采用梯形圖編程方式。皮帶運輸機的啟動程序梯形圖如圖2所示。

5 結語

PLC電氣控制系統是強電與弱電混合系統，應兼顧元件布置和布線走線。動力線與PLC的輸入、輸出弱電線分開，接觸器、空氣開關應與PLC 相隔一段距離，以減少電磁干擾。控制系統可實現皮帶運輸機的順序啟停、故障處理等功能，提高皮帶運輸機的性能與效率，而傳感器會使傳輸更加準確。在實際生產中，控制系統可應用于產品的流水線生產過程，用以提高生產效率。

參考文獻

[1] 李鵬.PLC技術在煤礦皮帶運輸系統中的應用研究[J].機械管理開發，2015，30（4）：55-56.

[2] 于學謙.礦山運輸機械[M].徐州：中國礦業大學出版社，2009.

[3] 張東輝. PLC控制技術在皮帶運輸中的應用[J].科技與企業，2013（7）：372.

[4] 胡啟林，高富有.皮帶運輸機PLC自動控制的設計探析[J].化工設計通訊，2017，43（4）：80-81.

Abstract： Taken general mechanical conveyor belt as the research object， then study the working mode and control methods. Using Mitsubishi PLC to control the belt conveyor， FX2N-24M PLC as the main controller， based on ladder programming，and using sequential control design ideas to control procedures， realized automatic and accurate control to belt converyer by PLC.

Key words： belt conveyer； PLC； design； ladder diagramendprint