皮帶運輸機的PLC控制.

1、-140忒北砂找?guī)н\輔機化東的雅血器押粗設il 感 皿自菱和循環(huán)控制，并進行樺擬試- - 農範謁試 時丁以后 叭西和提禹苛先 池：七II兒 屮曲n南嗇if1前言可編程控制器（PLC是一種以微處理器為核心的工業(yè)控制裝置。它將傳統(tǒng)的繼 電接觸器控制系統(tǒng)與計算機技術結合在一起,具有高可靠性、靈活通用、易于編 程、使用方便等特點，因此近年來在工業(yè) 自動控制、機電一體化、改造傳統(tǒng)產業(yè)等 方面得到普遍應用。PLC的生產廠家和產品型號很多，但是基本原理相同，特別是 梯形圖（LD和順序功能圖（SFC程序設計方法，對所有的PLC都是一樣的。皮帶運輸機的PLC控制趙燕南廣東省城市建設高級技校它是一個以微處理器為核

2、心的數(shù)字運算操 作的電子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)現(xiàn)場 應用而設計,它采用可編程序的存儲器，用以在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控 制、定時/計數(shù)和算術運算等操作指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入、 輸出接口 , 控制各種類型的機械或生產過程。它克服了使 用繼電器、接觸器控制系統(tǒng)中因機 械觸點多、接線復雜、故障率高、維修復雜、功耗高、靈活性差的缺點，充分利 用了微處理 器,在不改變系統(tǒng)硬件接線的情況下，通過改變程序的設置，即可改變被 控對象的運 行方式的優(yōu)點。特別是PLC的程序編制，不需要專門的計算機編程語 言知識，而是采用了一套以繼電器梯形圖為基礎的簡單指 令形式,使用戶程序編制 形象、直觀、方便易學

3、；安裝調試與檢測也很方便。用戶在購買到所需的PLC 后,只需按說明書的提示，做少量的接線和簡易的用戶程序編制工作，就可靈活方便 地將PLC應用于生產實踐。PLC的這些優(yōu)點不但大大提高了控制系統(tǒng) 的靈活性， 特別對那些需要經常改變生產工藝的自動流水線有著重大的意義，使它的運行更加 安全、方便、準確，快捷?，F(xiàn)代工業(yè)生產中，有許多場合需要皮 帶運輸機,建材、化工、冶金、礦山、紡 織、印染、造紙、機械等工業(yè)領域,是不可缺少 的運輸工具，用于運送生產原料和 產品。例如:碼頭物料搬運系統(tǒng)，自從實現(xiàn)機械化 后,節(jié)約了大量的人力和物力，提 高了勞動生產率。但如果不能實現(xiàn)完全的自動化，操作維護還將會很困難。 因

4、為 碼頭場地大，設備多,粉塵大，長期的使用運行，具有故障率高,各種元器件老化，維 護和檢修困難等 缺點,情況嚴重的會影響生產的正常進行。本文就碼頭貨船裝料用的皮帶運輸機 系統(tǒng)運用PLC控制的程序和實驗情況予 以介紹。它比常規(guī)的繼電器控制系統(tǒng)硬件結 構大為簡化，同時由于采用的是 軟接 線”的控制程序，系統(tǒng)的可靠性和靈活性 都大為提高。在科技發(fā)達的今天，采用先 進 的生產設備和生產方式才能提高效率，降低成本，適應社會發(fā)展的需要。2. 碼頭貨船裝料的皮帶運輸機系 統(tǒng)的繼電器控制該系統(tǒng)是由料庫、卸料電磁閥 YV和4條連續(xù)排列的皮帶運輸機組成。待裝 船的物料貯存于料庫內，裝船用的末端皮帶運 輸機是移動式

5、的，卸料端伸入船上料 倉。為什么要采用多條皮帶運輸機呢？這是因為輸送路程遠，路徑變化大,難以采 用直線傳送的單皮帶輸送機系統(tǒng)。故采用多條皮帶 輸送機系統(tǒng)，方便系統(tǒng)的靈活組 合。實際的工藝布置如圖1所示。圖1物料皮帶運輸機送系統(tǒng)示意圖 皮帶運輸機的工作流程：需裝船的物 料 （例如:糧食、花生、大豆、煤炭等散裝 粉狀或顆粒狀物料 應先貯存在料庫內，盡 量裝滿,保持適當物料位置的高度，保證系統(tǒng)可連續(xù)穩(wěn)定地進行生產，不跑料，不揚 塵。物料裝船現(xiàn)場應有聲光報警裝置，警告或提醒現(xiàn)場人員注意行走和工作的安四皮帶物料輸送系統(tǒng)有驅動電動機 4臺（M1,M2,M3和M4其控制回路分別 由 交流接觸器KM1,KM2

6、,KM3和KM4和各過載保護熱繼電器 FR1,FR2,FR3和FR4 組成。皮帶機會因物料性狀造成過載停機，比如因某段皮帶上堆積原料過多。過載 電動機以及上游皮帶電動機和電磁閥均應停 電處理以免系統(tǒng)堵塞，擴大故障范圍。2. 1.繼電器控制系統(tǒng)基本運行過程1 .船靠碼頭,清掃干凈料倉,皮帶機的卸料 端伸入船上料艙，下料準備就緒。2 .按下按鈕開關SBO,使系統(tǒng)啟動,皮帶機4的電動機M4投入運行。此后,+疋對皮帶運輸機樓統(tǒng)的繼電黠押制+設訃 戒FUO的自動和卵環(huán)控制，井進薦廡試欣和 安翌調蟲一對J MI皿個普及和提高勞迦i 嚴率具育一定的現(xiàn)實意義.制hj腫制系統(tǒng)：禪形1*1. L作方述助 si r

7、acvh ttife paper the tiadftbnal bet unvcor rohy ontnl desvcd ad myctc AC aintc ait nil ard niric triik aniardAl terttv yiTuartsd tlr HL ard irraciy pinirliilj lias a ocrlah practtai senirtinreKeybet tTansjxirt ichy bdder HjC anttulwotIi次啟動電動機M3, M2, M1和電磁閥YV ,其時間間隔設定為2s。動作過程:按 下啟動按鈕SBO,中間繼 電器KA0通電自鎖

8、,KM4接通,皮帶機4啟動運行。2秒 后,KTO延時常開觸點 閉合，中間繼電器KA1接通,KM3接通，皮帶機3啟動運行, KT1通電2秒后延時常開觸點接通,KA2接通,KM2接通,皮帶機2啟動運行，同時 KT2接通，2秒后KA3通電，KM1接通,皮帶機1啟動運行。同時，KT3通電，2秒后, KA4通電，KMO接通，料斗下的電磁閥門YV通電打開卸料閥門，料庫內物料流出，依 次經由各皮帶機送往船艙。這種時間延時是分別采用通電延時時間繼電器 KTO-KT4完成的，使用它們依次啟動各臺電動機的 目的是為了防止物料堆積和避免系統(tǒng) 遭受過分沖擊，穩(wěn)定啟動過程。 船艙裝料時間較 長,設皮帶機送料量為2003

9、00t/h 時,而船艙容量為1500噸時,裝船時間要35個小時,為了安裝調試和學生練習需要， 可設定裝料時間KT10為幾秒至幾十秒以節(jié)約 試車時間，本實例設定KT10為5 秒。3 .當船艙裝料接近完成時，應先行關閉電磁閥,停止卸料，待各皮帶無殘留物 料 時，將各皮機停下來，為下次裝船做準備。動作過程:按下停機按鈕SB1,各皮帶機反順序停機。先行停止電磁閥 丫 V后， 依次停止電動機M 1、M 2、M 3和M4其時間的延時是采用通電延時時間繼電 器 KT4、KT5、KT6和KT7完成的。其 延時時間均設定為2s。這種操作的目的在 于保證物料的穩(wěn)定輸送，避免皮帶機的積料或溢料而污染環(huán)境，電動機M4

10、停下來后, 各皮帶機上應沒有殘留物料，整個裝 船過程結束。在模擬實驗過程中，為了節(jié)省時間, 原人工停裝料改為短時5秒（由KT10完成的電磁閥開門下料時間。當全部皮帶 機 停止輸送物料后，即皮帶機4電動機（M4停下來后經KT11延時5秒進入新一輪的 裝料循環(huán)。按下停止按鈕 SB1后,系統(tǒng)在完成本次循環(huán)后停止，達到延時后再次循環(huán)。動作過程：當KM4停電后，可再啟動KM4,使皮帶4啟動運行。系統(tǒng)進入下一 循環(huán)。這是通過時間繼電器KT11完成,中間繼電器KA9接通,KT11通電延時5秒后,使KA0接通,KM4通電，皮帶4再啟 動運行。注意:系統(tǒng)運行中電磁閥丫 V打開 時,KT10通電,5秒后接通KA5

11、,使KM0斷 電，停止卸料。同時KT 4接通,2秒后KA6接通,KM1斷電，KT5接通,2秒后,KM2 斷電，KT6接通,2秒后,KA8接通,KM3斷電，KT7接通,2秒后，KA9接通,KM4斷 電。整個系統(tǒng)便停止運轉了，此時可切斷全部電源，以免誤動作傷人。2. 2.皮帶機過載保護在皮帶運輸機控制系統(tǒng)主回路里，M4-M1電動機的過負載保護由熱繼電器FR4FR1分別完成。M4過載停機,FR4使M3, M2, M1, YV即時斷電停止；M3過 載停機，F(xiàn)R3使M2, M1, YV即時斷電，M4延時后停止；M2過載停機，F(xiàn)R2使M1, YV即時斷電，M3、M4延時后停止；M1過載停機，F(xiàn)R1使YV即

12、時斷電，M2、 M3、M4延時后停止。如果FR1動作,常開觸點閉合，KA6通電KM1斷電，F(xiàn)R1常閉觸點斷開：KA4斷 電，KM0也斷電，即皮帶機1過負荷，皮帶機1本身及上游設備停電。同理，F(xiàn)R2, FR3, FR4過負荷，相應的皮帶機 及其上游設備斷電。另一種情況：在電磁 閥丫 V處發(fā)現(xiàn) 故障，可按下停止按鈕SB1,使KA5線圈得電，KA5常開觸點閉合,常閉觸點斷 開,KM0斷電，停止料斗卸料。3、采用P L C的控制方式3.1. 元件設置原電控原理圖中的各中間繼電器 KAi以及時間繼電器KTi由PLC內部的軟元 件代替。熱繼電器FR1, FR2, FR3, FR4及SB1的觸點由PLC內部

13、軟元件：輸入繼 電器X1的常開和常閉觸點代替。電動機過載保護熱繼電器：電動機M1, M2, M3和M4分別對應于熱繼電器FR1,FR2,FR3 和 FR4。同時，用五個按鈕SB （代號X001,觸點1N O +1N C代替了 F R 1、F R 2、FR3 和FR4（均帶1N0+1NC轉換觸點 及停止按鈕SB1（1N0 ,分別設置于各 皮帶機旁,緊 急按鈕SB2不用替代，用以模擬皮帶電動機停機故障進行人工試 驗。3.2. PLC的梯形圖的設計和指令語句表的編制梯形圖輸入后，程序可以直接切換成指令語句表和SFC圖。模擬實驗使用三菱FX2N型號。按照相關說明書，完成了系統(tǒng)的接線，并經檢 查無誤后，

14、就可把梯形圖或指令表輸入計算 機。這種情況比較適合于步進順序控制 指令的編程和計算機的錄入。然后進入模擬操作的實驗過程，并進行調試。四臺電動機的動作過程與繼電器控制系統(tǒng)的動作過程是一致的。如果出現(xiàn)不能正常運 行的情況,必須檢查接線和程序的輸入是否有錯誤。4. 結束語皮帶機自動輸送系統(tǒng)所占的空間范圍 大，現(xiàn)場復雜,安全生產應放在首位。除 了 設置巡檢崗位由專職人員對現(xiàn)場巡回檢 查之外，還應從自動控制的角度考慮采用 安 全措施，防患于未然。長距離的皮帶輸 送系統(tǒng)，故障現(xiàn)象也很復雜，有漏料、皮 帶飛 逸傷人，皮帶斷裂，或與托輥摩擦產生高溫甚至造成皮帶燃燒起火，如輸送的是易燃 物很可能產生火災，撲救自

15、然很 困難，危險性高。因此現(xiàn)場應設置鋼絲繩 拉線急停 電開關，供巡檢人員應急使用，發(fā)生設備故障或火災隱患時，應緊急停電并發(fā)出聲光 報警信號，并采取有力的措施予以處理。圖2皮帶運輸機系統(tǒng)的PLC梯形圖總轉第1461S-146卞家孌側44U變頻辭在全自動離心機 電控系St中的俺用自動業(yè)儀表勿04B艷新平円在匸業(yè)控制中的柞用電力凸.-h / L 171-臂 li-ux! fT.卞家軋KM44U變頻器在金自動離心機 電控泵統(tǒng)中的陶用*自動代儀表加仙張新乎*血在工業(yè)控制中的作用電力 1功化設備20備們呆思泄（i 7 1-1,男,朮蘇徐州人. 程和，fit從事電力系統(tǒng)控制保護硏究.啟動主電機，可有效地控制

16、減少啟動電流，減少供用電成本。3、本系統(tǒng)采用西門子S7-200系列P LC 一套，配備電源模塊、CP U模塊、數(shù) 字量輸入及輸出模塊、模擬量輸入模 塊、串行通信模塊作為控制核心，并配智能傳 感器來監(jiān)測現(xiàn)場情況，做出相應的自 動控制。4、本系統(tǒng)采用臺達DOP-A80實時顯示設備運轉情況，并可以設置相應的參 數(shù)使主電機達到最佳運行狀態(tài)。觸摸屏自 動監(jiān)控系統(tǒng)的主畫面見圖2。5、現(xiàn)場各種開關量信號，例如供電開關的分合閘狀態(tài)信號、離心機主軸潤滑壓力，差速器潤滑壓力，扭矩采集的信號，還有入料、放料電動閥門的開度信號等均 通過數(shù)字量輸入模塊接入PLC系統(tǒng)?，F(xiàn)場所需各種控制信號，例如供電開關的分合 閘信號、離

17、心機的啟停信號、電動閥門的控 制信號等均由PLC系統(tǒng)通過數(shù)字量輸出模塊發(fā)出?，F(xiàn)場各種傳感變送裝置的信號都 通過模擬量輸入模塊接入PLC系 統(tǒng)內。現(xiàn) 場供電開關柜內裝設的智能電量測量裝置 所采集的電壓、電流、功率等 電參數(shù)則通過串行通信模塊接入PLC系統(tǒng)內。2.2功能實現(xiàn)1 實現(xiàn)離心機工況實時監(jiān)測，系統(tǒng)可以完成對壓力、溫度、扭 矩、閥門開度、軸溫、運轉時間以及電氣參數(shù)（包括電流、電壓、電機功率等的 連續(xù)在線檢測功能。2 .系統(tǒng)具備完備的保護及報警功能，能實現(xiàn)電機過載、電量保護、超扭矩、 斷銷保護等的報警或停機3 .具備各種參數(shù)設定功能，可對自動運行中的多種關鍵參數(shù)進行設定，包括扭 矩的上下限設置

18、，溫度保護的上下限設置 等等。還可以對現(xiàn)場采集的各種模擬量參 數(shù)進行報警上下限設定。4 .系統(tǒng)要求接入配電調度室，在調度室內設置上位機系統(tǒng)，上位機系統(tǒng)基于高 性能的工控組態(tài)軟件，能對離心機系統(tǒng)所有運轉狀態(tài)及故障信號進行動態(tài)顯示和記 錄并生成運轉報表，報表可自由查詢和打 印輸出。在線測量與處理的離心機運行參 數(shù)可通過實時曲線圖形顯示，便于監(jiān)視各 種不同參數(shù)的變換趨勢，還可通過歷史曲 線 圖形進行顯示并進行任意時刻的數(shù)據(jù)查 詢,同時,離心機運行參數(shù)歷史數(shù)據(jù)還可以 以報表形式查詢顯示和打印，便于值班人員打印值班報表、相關人員的定量研究分 析和日常的安全技術管理。 通過授權,操作 人員可以通過上位機系統(tǒng)對離心機發(fā)出 命令,控制離心機的啟停。6 系統(tǒng)具有一定的故障診斷與分析 功能。能實時顯示系統(tǒng)各個參數(shù)等，對故障 能實現(xiàn)自我診斷停機保護，并顯示故障原 因。發(fā)生安全保護動作時，可發(fā)出聲光報 警。報警信息能保存至歷史數(shù)據(jù)庫，并可方便地進行查詢。故障排除后，可實現(xiàn)安 全復位功能。2.3結構及擴展要求系統(tǒng)以工業(yè)控制PLC為核心，主要由