基于PLC技術(shù)對(duì)皮帶機(jī)集中控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

張 朋

山東山礦機(jī)械有限公司 山東 濟(jì)寧272041

一、PLC技術(shù)概述

PLC技術(shù)指的是可編程邏輯控制器,在數(shù)字電子技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)不斷發(fā)展的過程中,PLC技術(shù)的應(yīng)用也越來越普遍,屬于一種新型工業(yè)控制裝置。PLC的控制功能比較強(qiáng)大,耗能相對(duì)較低,并且系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性相比較高,在應(yīng)用過程中硬件維修工作也比較簡(jiǎn)單,擴(kuò)展比較靈活,編程也比較簡(jiǎn)單易學(xué)。現(xiàn)階段,在自動(dòng)化控制領(lǐng)域?qū)LC的應(yīng)用比較廣泛。而對(duì)皮帶集中控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí),以PLC技術(shù)為基礎(chǔ)對(duì)原有皮帶機(jī)進(jìn)行改進(jìn),能夠在一定程度上提高皮帶運(yùn)輸機(jī)的自動(dòng)化以及智能化水平,將PLC裝置與變頻調(diào)速控制器進(jìn)行聯(lián)合應(yīng)用,可以提高皮帶運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)輸效率,方便運(yùn)輸機(jī)根據(jù)具體的物料運(yùn)輸情況對(duì)運(yùn)行速度進(jìn)行智能調(diào)整,降低皮帶運(yùn)輸機(jī)的損耗,節(jié)約電能[1]。

二、對(duì)皮帶機(jī)集中控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

(一)總體設(shè)計(jì)。在進(jìn)行總體設(shè)計(jì)的過程中,可以利用4條皮帶運(yùn)輸機(jī)的傳送系統(tǒng)由4臺(tái)電動(dòng)機(jī)分別帶動(dòng)。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)中控制要求主要包括以下方面:第一,順序啟動(dòng)。在皮帶運(yùn)輸機(jī)啟動(dòng)過程中先啟動(dòng)最末的皮帶運(yùn)輸系統(tǒng),5秒延遲后依次啟動(dòng)其他皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)。第二,逆序停止。在停止運(yùn)行時(shí)需要最先停止最后啟動(dòng)的皮帶運(yùn)輸機(jī),完成物料運(yùn)輸作業(yè)后5秒延時(shí),再依次停止其他皮帶運(yùn)輸機(jī)。第三,要加強(qiáng)故障處理設(shè)置工作。在皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行過程中,如果某一條皮帶出現(xiàn)故障,這一條皮帶與前面的皮帶必須要立即停止運(yùn)行,該皮帶之后的皮帶可以在物料運(yùn)輸完成后再停止[2]。

(二)硬件設(shè)計(jì)。在以PLC為基礎(chǔ)對(duì)皮帶集中控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí),硬件設(shè)計(jì)主要包括以下方面:

1.完成PLC選型。PLC裝置是PLC控制系統(tǒng)的核心部件,對(duì)PLC裝置進(jìn)行科學(xué)選擇是確保整個(gè)集中控制系統(tǒng)能夠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要基礎(chǔ)。在PLC裝置選擇過程中,需要考慮PLC的生產(chǎn)廠家以及具體型號(hào),并且要以皮帶運(yùn)輸機(jī)的具體運(yùn)行需求為基礎(chǔ),考慮其使用要求,保證PLC裝置的通用性以及技術(shù)服務(wù)水平。對(duì)PLC進(jìn)行科學(xué)選擇時(shí),還需要考慮用戶存儲(chǔ)器容量、通信能力。具體可以從以下方面出發(fā),對(duì)PLC進(jìn)行選擇:第一,考慮CPU 性能,確保CPU 功能與用戶存儲(chǔ)器容量、編程能力、軟件開發(fā)能力以及通信能力等相互適應(yīng)。第二,指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)。一般情況下,對(duì)運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行控制時(shí),可以選擇小型PLC,如果系統(tǒng)要求PLC要能夠?qū)崿F(xiàn)一些特殊功能,需要考慮是否有相應(yīng)指令進(jìn)行完成。第三,輸入/輸出點(diǎn)數(shù)。完成PLC輸入信號(hào)和輸出信號(hào)確定作業(yè)后,必須明確輸入/輸出信號(hào)的具體類型,并且要明確信號(hào)的電壓等級(jí)與其是否具有特殊要求。第四,物理結(jié)構(gòu)。物理結(jié)構(gòu)主要包括整體結(jié)構(gòu)以及模塊結(jié)構(gòu)兩種。在確保能夠滿足控制需求的基礎(chǔ)上也要充分考慮到PLC裝置的經(jīng)濟(jì)性。整體式的PLC平均價(jià)格相對(duì)較低。

2.I/O分配表。在硬件設(shè)計(jì)時(shí),需要根據(jù)系統(tǒng)的具體控制要求輸入信號(hào),由啟動(dòng)按鈕、停止按鈕以及皮帶故障開關(guān)等組成,而輸出信號(hào)的主要控制對(duì)象包括4條皮帶運(yùn)輸機(jī)。

(三)軟件設(shè)計(jì)。基于PLC技術(shù)對(duì)皮帶機(jī)集中控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí),必須重視軟件設(shè)計(jì)工作。控制功能可以利用定時(shí)器與計(jì)時(shí)器聯(lián)合應(yīng)用達(dá)到控制目的。此外,還可以利用移位寄存器指令利用比較指令對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行合理控制。還可以利用時(shí)序設(shè)計(jì)法對(duì)系統(tǒng)的軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。在此次軟件設(shè)計(jì)中使用的軟件是以西門子全系列PLC通信編程軟件為主。

(四)系統(tǒng)調(diào)試過程。完成系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)、軟硬件設(shè)計(jì)工作后,需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試,才能夠掌握基于PLC的皮帶機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)優(yōu)化改進(jìn)效果。一般可以從以下方面出發(fā)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試:第一,將編寫好的程序正確輸入到PLC中完成程序輸入過程。第二,開展靜態(tài)調(diào)試過程中,要以系統(tǒng)I/O接線圖為基礎(chǔ)將其連接到輸入設(shè)備,對(duì)PLC程序進(jìn)行靜態(tài)模擬。輸入輸入信號(hào)之后,對(duì)PLC的輸出指示燈進(jìn)行觀察,判斷其是否能夠滿足控制要求。如果不能滿足控制要求,需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行檢查并修改程序。一直到輸出指示燈能夠滿足控制要求為止。第三,開展動(dòng)態(tài)調(diào)試過程。以I/O 接線圖為依據(jù),正確連接輸出設(shè)備,對(duì)系統(tǒng)的空載運(yùn)行情況進(jìn)行試驗(yàn)觀察,確保輸出設(shè)備能夠滿足控制要求。否則需要對(duì)線路接線以及I/O 接線進(jìn)行檢查與調(diào)整。或者對(duì)PLC程序進(jìn)行修改,確保其能夠滿足控制要求.然后再連接好主電路與4臺(tái)電動(dòng)機(jī)完成帶負(fù)載的動(dòng)態(tài)調(diào)試過程,確保其能夠滿足系統(tǒng)運(yùn)行要求以及可靠性要求。

通過調(diào)試后發(fā)現(xiàn),基于PLC的皮帶機(jī)集中控制系統(tǒng)優(yōu)化改進(jìn)后,能夠滿足皮帶運(yùn)輸機(jī)的具體運(yùn)行需求。并且利用調(diào)頻變速控制系統(tǒng)可以使皮帶運(yùn)輸機(jī)根據(jù)物料運(yùn)輸?shù)木唧w情況對(duì)皮帶機(jī)的運(yùn)輸速度進(jìn)行合理調(diào)節(jié),提高皮帶運(yùn)輸機(jī)的整體運(yùn)行效益,延長(zhǎng)皮帶運(yùn)輸機(jī)的使用壽命[3]。

三、結(jié)語

總而言之,基于PLC的皮帶機(jī)集中控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)以后,可以對(duì)皮帶運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行順序起停控制,同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)故障處理等功能。此外,將變頻調(diào)速技術(shù)與PLC技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合應(yīng)用,可以根據(jù)皮帶運(yùn)輸機(jī)的具體運(yùn)輸情況對(duì)運(yùn)行速度進(jìn)行合理調(diào)整,有利于提高皮帶運(yùn)輸機(jī)的整體性能與運(yùn)輸效率。將優(yōu)化設(shè)計(jì)后的皮帶運(yùn)輸機(jī)應(yīng)用在生產(chǎn)過程中,可以提高生產(chǎn)效率。