基于PLC及變頻器技術的帶式輸送機控制

摘 要：帶式輸送機是很多從事生產、運輸等行業所使用的機械設備。通過使用這種機械設備，相關企業可減少大量的人工勞動，從而有效提高企業進行生產運輸的工作效率。帶式輸送機以其簡便的操作，簡單的維護和較長的使用壽命等優點，得到了很多企業的重視和推廣。但是在長時間的使用中，帶式輸送機也難免會出現輸送帶或聯軸器斷裂現象，或者設備超負荷運載的問題，影響了企業的正常輸送工作。對此可以使用PLC及變頻器技術對帶式輸送機進行自動化控制，以解決這些設備問題。本文便從PLC及變頻器技術應用的角度對帶式輸送機的控制功能進行了較為詳細的研究。

關鍵詞：帶式輸送機;PLC控制技術;變頻器技術;控制研究

引言：帶式輸送機的使用在我國很多領域的企業中是非常普遍的，人們利用帶式輸送機輸送大量的貨物，從而使企業的工作效率能夠保持在較高的水平。因此，很多企業對于帶式輸送機的運行安全予以了大量的關注。在目前帶式輸送機的使用中，傳統的簡易式控制方式已經難以滿足企業的生產需求。為了進一步提高，對帶式輸送機進行自動化控制改造是必然的。目前，對帶式輸送機進行自動化改造的主要方式是通過應用PLC控制技術與變頻器技術來完成的。

一、帶式輸送機的基本構造與工作原理

帶式輸送機即是我們常見的皮帶輸送機，是輸送機設備的主要型式之一。帶式輸送機的進行輸送工作的主要結構是閉合傳送帶與端點滾筒，其主要動力來源是安裝減速器的驅動電機，此外還有托輥與中間架構成的主體框架。帶式輸送機通常還會配備有清掃、張緊、給料以及卸料等裝置。帶式輸送機的驅動電機可帶動驅動滾筒運動，再通過驅動滾筒帶動輸送帶進行轉動。輸送帶在轉動時，可以利用輸送帶與貨物之間產生的摩擦力，使貨物跟隨輸送帶一起運動，從而將貨物輸送到目標位置，完成運輸工作。

二、PLC控制技術與變頻器技術的概念分析

1、PLC控制系統的分析

PLC控制即我們所說的可編程控制邏輯，所形成的PLC控制系統是通過計算機設備完成邏輯控制等操作的。PLC控制系統除了集成模塊外，還擁有數據輸入和輸出接點，人們可以將編輯好的控制程序輸入控制系統，實現系統的各種控制功能。例如，利用PLC控制系統可以對各種電氣回路進行調節，從而實現定時控制與記憶控制，還可以進行邏輯計算與算術計算。此外，PLC控制系統還可以根據反饋的數據信息，對系統自身的工作情況進行監控，從而掌握控制工作的詳細情況。

PLC控制系統實現各種控制功能的關鍵核心是中央處理單元，它是控制系統處理各種數據信息的核心單元。此外還存在輸入與輸出電路，程序編輯及儲存單元，以及系統電源等多個組成部分。

PLC控制系統進行自動化控制時，需要程序編輯單元提供編輯好的各種程序，由中央處單元進行分析處理后，向相應系統發出控制信號。同樣，PLC控制系統的中央處理單元也會接收控制設備回傳的信號。在自動化控制過程中，中央處理單元既要快速的完成信息的接受與傳遞，還要執行各種計算，將收集的數據信息整理分類，在分析完成后，將數據信息轉化為人們熟悉的數字或文字。

PIC控制系統具有良好的環境適應性，可以在各種工作環境中進行使用。在將PLC控制系統與帶式輸送機結合后，大大提升了輸送機的運行穩定性以及養護維修的工作效率。

2、變頻器技術的分析

變頻器技術是一種改變電源頻率的技術，通常應用于變頻驅動系統中。變頻驅動系統是通過改變電動機電源的頻率，來調控電動機所輸出的轉速。在變頻器驅動系統中，變頻器系統能夠精準調控速度是通過配比轉矩與來實現的。

使用變頻驅動系統后，可以根據使用需求控制驅動電機的速度大小。目前，很多帶式輸送機的變頻驅動系統都是以矢量控制的方式，確保驅動電機的速度與載荷處于合適的范圍值內，使帶式輸送機的運轉速度能夠保持長時間的穩定。

三、帶式輸送機控制系統的分析研究

1、輸送系統的運行要求

輸送作業的距離、運量和輸送速度都會直接影響帶式輸送機輸送系統的穩定性。因此，帶式輸送機必須按照以下幾點要求配置輸送系統，才能保障其工作的穩定性。第一點，驅動裝置可以通過曲線方式進行驅動，啟動時間可自主調控。第二點，輸送系統啟動速度須保持不斷變化。第三點，輸送系統的啟動要保持足夠的平穩。第四點，輸送系統的運行過程需要過載保護。第五點，當輸送系統有多組驅動裝置同時工作時，需要保障電機功率的平衡性。第六點，需要對輸送系統進行集成控制。

2、帶式輸送機輸送系統的監控

帶式輸送機的工作環境是多樣性，在非常惡劣環境下進行工作的現象也是較為普遍的。帶式輸送機在這種惡劣環境下，常常會出現一些難以發覺的問題。為了確保帶式輸送機在各種輸送環境中能夠保持良好的運行狀態，不出現設備故障問題，就要對帶式輸送機的主要工作系統進行重點監控。而輸送系統是保障帶式輸送機正常工作的關鍵系統。因此，就要通過技術手段對輸送系統進行必要的監控。此時就需要PLC控制系統對帶式輸送機的運行情況進行實時的連續的自動化監控，以便于及時發現并處理輸送機的異常問題。PLC控制系統可以將輸送機反饋的各種信號在電子屏幕上顯示出來，使操作人員對輸送機的運行情況有一個非常直觀的了解，從而保證輸送系統監控功能的科學性、準確性與合理性。

3、驅動系統控制的分析

使用變頻器技術的帶式輸送機，其對驅動系統的控制功能都是通過變頻調速系統來完成的。即由輸送機的PLC控制系統根據設定的控制程序，將控制信號發送到驅動系統的變頻控制器，控制主電動機電源頻率的調節，從而完成對主電動機輸出轉速的改變，進而調控輸送帶的運行速度。變頻調速系統在PLC系統的控制下，可以隨時根據輸送系統中傳感器反饋的運行情況調整驅動電機的運轉速度。因此，通過PLC控制系統與變頻調速系統可以保證輸送機驅動系統的平衡率，從而為帶式輸送機提供穩定的動力輸出，使輸送帶在工作中始終保持勻速運動的良好狀態，有效降低了輸送機故障的發生率。

4、保護系統控制的分析

帶式輸送機在長期的工作狀態下，容易因外界工作環境的影響而出現問題，在對自身故障問題進行監控的同時，需要相應的保護傳感器與PLC控制系統組成輸送機的保護系統。這也是PLC控制技術對帶式輸送機進行控制操作的一種形式。首先是溫度傳感器，PLC控制系統通過溫度傳感器傳遞的高溫信號，控制相應的降溫系統對輸送機進行降溫。其次是預埋交互線圈，控制系統通過這種線圈可以對磁場變化進行檢測。再次是速度傳感器，當輸送速度超過限定值時，會向控制系統傳遞超速信號，然后由PLC控制系統降低驅動系統的輸出轉速，保護輸送機的運行速度，必要時甚至停止輸送機運轉。

結束語：

帶式輸送機的主要功能就是代替人力進行貨物的輸送。帶式輸送機可以長時間長距離執行輸送作業，為降低企業的人工成本做出了較大的貢獻。很多相關企業充分認識到了帶式輸送機的工作效率對于企業經營的重要性，從而對帶式輸送機的自動化研究投入了較大的精力。將PLC控制技術與變頻器技術應用到帶式輸送機的控制模塊中，則可以進一步簡化輸送機的操作流程，使帶式輸送機實現了自動化控制，這對于保持輸送機良好的工作狀態，預防各種設備故障具有重要的意義。

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作者簡介：

劉有為（1989.1） 男 ?本科 ?助理工程師 ?主要從事機電物資管理工作。