PLC技術(shù)在皮帶運(yùn)輸機(jī)中的應(yīng)用

陳金華+趙煥鑫+李國華+崔守娟

摘要：以普通機(jī)械皮帶運(yùn)輸機(jī)為研究對象，研究皮帶運(yùn)輸機(jī)的工作方式和控制方法。采用三菱PLC控制皮帶運(yùn)輸機(jī)，以FX2N-24MPLC為主控器，基于梯形圖編程方式，用順序控制思路設(shè)計(jì)控制程序，實(shí)現(xiàn)PLC對皮帶運(yùn)輸機(jī)的自動(dòng)、精準(zhǔn)控制。

關(guān)鍵詞：皮帶運(yùn)輸機(jī)；PLC；設(shè)計(jì)；梯形圖

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2017）09-0081-02

皮帶運(yùn)輸機(jī)又被稱作帶式輸送機(jī)，是一種常見的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械，具有運(yùn)輸距離長、運(yùn)輸能力大、工作阻力小、便于安裝、耗電量低、磨損較小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于磚石廠、港口、電廠、農(nóng)業(yè)、輕工業(yè)等領(lǐng)域。皮帶運(yùn)輸機(jī)是運(yùn)用皮帶的無極運(yùn)動(dòng)運(yùn)輸物料的機(jī)械。傳統(tǒng)的皮帶運(yùn)輸機(jī)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(hù)和檢修困難。為此，以普通機(jī)械皮帶運(yùn)輸機(jī)為研究對象，通過研究其工作方式和控制方法，對傳統(tǒng)的皮帶傳輸機(jī)設(shè)備進(jìn)行改造。通過分析確定采用三菱PLC對皮帶機(jī)進(jìn)行控制，簡化傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，使運(yùn)輸控制更加精準(zhǔn)。

1 皮帶運(yùn)輸機(jī)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(yè)控制裝置。它把老式繼電接觸器控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的功能結(jié)合起來，具有可靠性高、靈活通用、編程簡單、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)電一體化、工業(yè)控制系統(tǒng)自動(dòng)化方面應(yīng)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(guī)律變換成電信號(hào)或其他所需信息輸出形式，以滿足信息傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。根據(jù)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(yàn)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(zhì)。

1.2 控制系統(tǒng)組成

皮帶運(yùn)輸機(jī)PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由信號(hào)采集系統(tǒng)和信號(hào)處理系統(tǒng)構(gòu)成。信號(hào)采集系統(tǒng)的主要作用是依靠繼電器和各種傳感器收集電機(jī)啟停狀態(tài)和設(shè)備開關(guān)量。信號(hào)處理系統(tǒng)主要使用可編程控制器和繼電觸點(diǎn)系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)的運(yùn)算及顯示。

2 皮帶運(yùn)輸機(jī)控制要求

原料皮帶運(yùn)輸機(jī)的結(jié)構(gòu)見圖1。

貨料從料斗中輸出，通過PD1、PD2兩臺(tái)皮帶運(yùn)輸機(jī)送出；電磁閥M0操控電動(dòng)機(jī)M從料斗向PD供料，以實(shí)現(xiàn)功能運(yùn)行。

系統(tǒng)控制功能如下：

1） 初始狀態(tài)。皮帶PD1、皮帶PD2和料斗全部處于關(guān)閉狀態(tài)。

2） 系統(tǒng)啟動(dòng)。啟動(dòng)時(shí)逆向運(yùn)送貨料，方向按一定的時(shí)間間隔順序啟動(dòng)，以防前段運(yùn)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(zhuǎn)動(dòng)。延時(shí)5 s，光纖傳感器2對物料進(jìn)行判斷。當(dāng)物料為1，PD2正向轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)物料為2，則PD2反向轉(zhuǎn)動(dòng)

3） 系統(tǒng)停止。順物料流動(dòng)方向必須按一定時(shí)間間隔順序停止，以免停止時(shí)皮帶上留有殘留貨料。停止順序?yàn)椋毫隙贰訒r(shí)5 s→皮帶PD1→延時(shí)5 s→皮帶PD2。

4） 故障停車。在皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行過程中，若皮帶PD1過載，應(yīng)把料斗和皮帶PD1同時(shí)關(guān)閉，皮帶PD2應(yīng)在皮帶PD1停止10 s后停止。若皮帶PD2過載，應(yīng)同時(shí)關(guān)閉皮帶PD1、皮帶PD2（M1、M2）和料斗M0。

3 PLC地址分配

運(yùn)用PLC進(jìn)行控制，可高效持續(xù)運(yùn)送傳輸物料，相較于傳統(tǒng)運(yùn)輸提升了效率。系統(tǒng)的I/O地址分配如表1所示，由2個(gè)輸入端子和3個(gè)輸出端子組成。

4 PLC梯形圖程序設(shè)計(jì)

梯形圖語言是PLC程序設(shè)計(jì)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(tǒng)的皮帶運(yùn)輸機(jī)均為繼電器控制，故采用梯形圖編程方式。皮帶運(yùn)輸機(jī)的啟動(dòng)程序梯形圖如圖2所示。

5 結(jié)語

PLC電氣控制系統(tǒng)是強(qiáng)電與弱電混合系統(tǒng)，應(yīng)兼顧元件布置和布線走線。動(dòng)力線與PLC的輸入、輸出弱電線分開，接觸器、空氣開關(guān)應(yīng)與PLC 相隔一段距離，以減少電磁干擾。控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)皮帶運(yùn)輸機(jī)的順序啟停、故障處理等功能，提高皮帶運(yùn)輸機(jī)的性能與效率，而傳感器會(huì)使傳輸更加準(zhǔn)確。在實(shí)際生產(chǎn)中，控制系統(tǒng)可應(yīng)用于產(chǎn)品的流水線生產(chǎn)過程，用以提高生產(chǎn)效率。

參考文獻(xiàn)

[1] 李鵬.PLC技術(shù)在煤礦皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].機(jī)械管理開發(fā)，2015，30（4）：55-56.

[2] 于學(xué)謙.礦山運(yùn)輸機(jī)械[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2009.

[3] 張東輝. PLC控制技術(shù)在皮帶運(yùn)輸中的應(yīng)用[J].科技與企業(yè)，2013（7）：372.

[4] 胡啟林，高富有.皮帶運(yùn)輸機(jī)PLC自動(dòng)控制的設(shè)計(jì)探析[J].化工設(shè)計(jì)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