PLC及變頻器技術的帶式輸送機控制工作模式研究

賴盛昌

摘 要：企業生產中應用帶式輸送機具有跨時代意義，不僅實現了機器代替人力的目標，更提升了企業的生產效率。因此，有必要進一步提升帶式輸送機的性能。

關鍵詞：PLC;變頻器技術;帶式輸送機;控制工作模式

中圖分類號：TH222 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）07-0037-02

Absrtact： The application of belt conveyor in enterprise production is of trans-era significance. It not only achieves the goal of replacing labor force by machine， but also improves the production efficiency of enterprise. So it is necessary to further improve the performance of belt conveyor.

Keywords： PLC;inverter technology;belt conveyor;control mode

隨著帶式輸送機應用范圍的擴大，帶式輸送機出現了運行速度和使用安全方面的問題。因此，有必要引入PLC系統與變頻器技術優化帶式輸送機的性能。

1 PLC系統與變頻器技術

1.1 PLC系統

PLC系統又稱作PLC控制系統，是一種執行數字運算的裝置，主要應用于工業生產。PLC控制器的硬件結構類似于微型計算機，包含中央處理器、存儲器、電源以及輸入/輸出裝置等。其中，中央處理器是該系統的控制中樞，作用基本等同于人類的大腦;存儲器主要用于存放處理工作需求的系統軟件與應用軟件;電源是該控制器與其系統正常運行的保證;輸入/輸出裝置的主要作用是處理元件信號。當前，該控制器的應用領域廣泛，包括電力、石油、機械制造、輕紡與鋼鐵等。該控制器在生產環節中能實現對開關量、模擬量、過程、運動及數據等的控制，具有無可比擬的應用優勢。但是，該系統存在易受外界因素干擾的缺點。第一，輻射干擾。系統運行中，裝置內部和通信網絡易受電視、雷電、雷達與無線電廣播等的干擾。第二，引線干擾。引線干擾來自于信號線、接地系統及電源。第三，內部干擾。裝置內部元器件或電路互不兼容，會產生電磁輻射，應盡量選擇通過質檢的系統。

1.2 變頻器技術

變頻器的變頻是借助微電子技術和變頻技術改變工作中電動機的使用頻率，以達到控制其輸出速度的目的。不同轉矩對速度的要求不一致，因此只有控制電動機速度，才能滿足轉矩要求，實現啟動、停車以及調速等功能。目前，變頻器的使用多采用矢量控制技術。該技術具有以下優點。第一，提升電動機的負載能力[1]。負載能力是指機器能克服的最大阻力，電動機的負載能力是指變頻器技術能抵抗的外界阻力。第二，提升電動機的調速能力。電動機需要具有良好的調速能力，以達到優良的運行狀態。而借助變頻器技術能優化電動機的調速能力。第三，實現最佳速度配比。為使變頻器內部的多個驅動設備互相配合、共同工作，需要應用矢量控制技術控制設備運行速度，以實現最佳速度配比。因此，在帶式輸送機中應用變頻器系統，一方面可使帶式輸送機擁有良好的運行速度，另一方面能有效避免設備超負荷運行，延長設備的使用期限，充分發揮設備價值。

1.3 PLC與變頻器相結合的控制系統

實際操作中，需結合PLC系統與變頻器技術組建控制系統。該系統中，主控制器是PLC系統。它使用內部通信網絡，監控變頻器的具體變頻情況，輸送系統中的變頻情況。通過總線呈現在控制主站的屏幕中，便于管理人員實時調整，并修改相關參數，保證整個輸送系統的良好運行。

2 PLC及變頻器技術在帶式輸送機控制中的應用

2.1 帶式輸送機

對于生產型企業，帶式輸送機不可或缺，如食品類有流水線系統，鋼鐵、煤礦類有傳輸系統等。帶式輸送機的使用，提高了生產效率。但是，目前帶式輸送機的發展僅能單純優化質量，無法達到提升效率的要求。理想化的選擇是優化帶式輸送系統[2]，設置具有實效性的輸送監控系統，以實現安全監控、集中控制及提高生產效率的目的。

2.2 帶式輸送系統

帶式輸送系統的重要功能是監控。由于企業無法安排專人監控運輸系統，且生產中常出現各種問題，若未及時解決，將影響生產效率。因此，企業設置了專門的控制系統，實時監控運輸系統。例如，煤炭企業的運輸系統中，常出現輸送帶斷裂、高負荷運轉及聯軸器斷裂等問題，可使用工業計算機，顯示并控制輸送系統的實時運行情況。帶式輸送系統具有以下配置要求。第一，啟動時間方面。該系統啟動的時間一定要可調節，以達到滿負荷啟動的要求。第二，啟動速度方面。啟動速度需有幅度變化，否則將損害輸送帶，減少使用壽命。第三，平穩性方面。啟動時要注意平穩性，減少不必要的沖擊力，以防部件與各種配件受損。第四，功能方面。需具備過載保護功能，并貫穿于系統啟動和運行中。第五，功率方面。該系統運行多臺驅動時，應計算電動機的功率，以平衡多臺電動機的運行功率，完成工作任務。第六，控制器方面。及時更新系統的控制器，否則將難以完成集成控制的目標。

2.3 帶式輸送控制系統

2.3.1 驅動系統。當前帶式輸送控制系統的驅動系統主要有四種類型。第一，CST可控驅動系統。此驅動系統的優點是可控制穩定性、傳動效率及調速范圍等，缺陷是體積大、安裝不便及維護成本較高。第二，調速型液力耦合器驅動系統。此系統在啟動時間、結構及使用壽命等方面均具有優勢，但精度差，無法滿足輸送機的要求。實際應用時，企業需結合內部控制系統的情況，綜合確定是否采用。第三，變頻調速系統。此系統的功能相對單一，重在維持功率平衡，使各類驅動協調工作。第四，液體黏性傳動系統。此系統具有傳動、控制、傳熱及使用等功能。

2.3.2 保護系統。保護系統主要實現溫度保護、輸送帶保護、打滑保護及滯物堵塞保護。其中，溫度保護一般與煙霧報警互相搭配，具有防塵、滅火及控溫等效果;輸送帶保護主要借助交替線圈與磁場探頭，將收集的信息傳輸至PLC系統，該系統向工作人員發出警報;打滑保護應用速度傳感器，可在輸送帶發生滾筒運行現象時立刻使輸送帶停車;滯物堵塞保護是為了避免雜物影響輸送帶的正常運行，需要探頭為PLC系統發送信號。

3 結語

面對繁重的生產工作，企業有必要將PLC系統和變頻器技術引入生產環節，以提升帶式輸送機的性能和生產效率，提高經濟效益。

參考文獻：

[1]張悅.帶式輸送機電氣控制系統設計與研究[D].西安：西安科技大學，2018.

[2]馮凱，陳冰.PLC與變頻器在井下帶式輸送機集控系統的應用研究[J].時代農機，2018（2）：130.