PLC技術(shù)在皮帶輸送機中的設(shè)計與研究

王 濱， 方 博

(江西應(yīng)用工程職業(yè)學(xué)院 機電工程系， 江西 萍鄉(xiāng) 337042)

0 引 言

隨著工業(yè)自動化和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，皮帶輸送機在各個領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。它是運用皮帶作為牽引，并且承載貨物作連續(xù)性輸送的機械設(shè)備，具有運量大、效率高、維護簡單、操作方便等優(yōu)點，主要用于一些散碎原料與不規(guī)則物品的輸送，是物料搬運系統(tǒng)機械化和自動化不可缺少的組成部分[1]。西門子S7-200系列PLC具有強大的功能，適用于各行各業(yè)的自動化控制，其使用范圍可覆蓋和替代繼電器接觸器的簡單控制，甚至是更加復(fù)雜的自動化控制領(lǐng)域。下面我們就使用西門子S7-200系列PLC作為皮帶輸送機的自動化控制核心，實現(xiàn)皮帶輸送機在多種工作方式下的啟?？刂坪捅O(jiān)測保護，從而保障皮帶輸送機安全可靠經(jīng)濟的運行。

1 皮帶輸送機的工作示意圖與控制要求

1.1 皮帶輸送機的工作示意圖

皮帶輸送機主要由電動機、減速器、傳動滾筒、輸送帶、機架、保護系統(tǒng)和工作指示燈等部件組成[2]。文中的皮帶輸送機控制系統(tǒng)由三臺皮帶輸送機組成，并且在每臺皮帶輸送機上裝有相應(yīng)的指示燈和保護裝置，用來監(jiān)視和保障皮帶輸送機的正常運行。具體見圖1。

圖1皮帶輸送機工作示意圖

1.2 皮帶輸送機的控制要求

該系統(tǒng)通電后，如果按下順序啟動按鈕，電鈴就會響起來，提示工作人員皮帶輸送機將會開動，注意安全。6秒鐘后，電鈴?fù)Ｖ构ぷ鳎?號皮帶輸送機開始運行，3號皮帶輸送機指示燈亮起。6秒鐘后，2號皮帶輸送機開始運行，2號皮帶輸送機指示燈亮起。6秒鐘后，1號皮帶輸送機開始運行，1號皮帶輸送機指示燈亮起。這就是皮帶輸送機順序啟動的過程。如果此時按下逆序停止按鈕，1號皮帶輸送機就會停止工作，1號皮帶輸送機的指示燈熄滅。6秒鐘后，2號皮帶輸送機就會停止工作，2號皮帶輸送機的指示燈熄滅。6秒鐘后，3號皮帶輸送機就會停止工作，3號皮帶輸送機的指示燈熄滅。這就是皮帶輸送機逆序停止的過程。皮帶輸送機在運行當(dāng)中，只要按下緊急停止按鈕或者是某一臺皮帶輸送機出現(xiàn)卡死或過載現(xiàn)象，所有的皮帶輸送機將會同時停止工作，以此防止經(jīng)濟的損失和事故的發(fā)生。此系統(tǒng)具有非常方便的拓展功能，可以根據(jù)生產(chǎn)的實際需要，加減系統(tǒng)所使用的皮帶數(shù)量，軟件部分只要作相應(yīng)的調(diào)整和修改即可，在延遲時間的修改上也很方便，只需要調(diào)整軟件中定時器的數(shù)字便可以完成。

控制過程如下：

順序啟動按鈕→3號皮帶輸送機啟動→2號皮帶輸送機啟動→1號皮帶輸送機啟動

逆序停止按鈕→1號皮帶輸送機停止→2號皮帶輸送機停止→3號皮帶輸送機停止

2 PLC的硬件與軟件設(shè)計

為了達到該裝置的總體控制要求，這里采用西門子S7-200系列PLC對萍礦機械制造廠的皮帶輸送機進行改造設(shè)計和運行調(diào)試，PLC設(shè)備的外部接線圖和輸入輸出端口分配表分別見圖2和表1。

圖2 PLC設(shè)備的外部接線圖

皮帶輸送機的工作方式有多種多樣，可以根據(jù)生產(chǎn)的實際控制要求，結(jié)合PLC設(shè)備的外部接線圖和I/O端口分配表，設(shè)計出符合實際生產(chǎn)需求的順序功能圖及相應(yīng)的梯形圖。這里改造設(shè)計的順序功能圖和梯形圖分別見圖3和圖4。

表1 輸入輸出端口分配表

圖3順序功能圖

3 皮帶輸送機的運行和調(diào)試

設(shè)備通電后，可以從電腦中的PLC程序監(jiān)控到每個設(shè)備的運行狀況，按下順序啟動按鈕I0.0，電鈴Q0.0就會響起，定時器T37開始定時。6秒后，電鈴Q0.0停止工作，3號皮帶輸送機Q0.3和指示燈Q0.6開始工作，定時器T38開始定時。6秒后，2號皮帶輸送機Q0.2和指示燈Q0.5開始工作，定時器T39開始定時。6秒后，1號皮帶輸送機Q0.1和指示燈Q0.4開始工作，完成皮帶輸送機的順序啟動過程。如果此時按下逆序停止按鈕I0.4，1號皮帶輸送機Q0.1和指示燈Q0.4停止工作，定時器T40開始定時。6秒后，2號皮帶輸送機Q0.2和指示燈Q0.5停止工作，定時器T41開始定時。6秒后，3號皮帶輸送機Q0.3和指示燈Q0.6停止工作，定時器T42開始定時。6秒后，皮帶輸送機回到初始狀態(tài)，完成皮帶輸送機的逆序停止過程。皮帶輸送機在運行當(dāng)中，只要按下緊急停止按鈕I0.5或者是熱過載繼電器I0.1、I0.2、I0.3當(dāng)中任何一臺出現(xiàn)過載現(xiàn)象，所有的皮帶輸送機將會同時停止工作，以此防止經(jīng)濟的損失和事故的發(fā)生。

圖4梯形圖

4 結(jié) 語

萍礦機械制造廠的皮帶輸送機使用PLC技術(shù)后，能夠根據(jù)設(shè)計的要求，實現(xiàn)順序啟動，逆序停止，故障停止等功能，運行狀況良好。提高了企業(yè)的自動化管理水平和生產(chǎn)效率，減少了人員的配置和事故的發(fā)生率，取得了良好的社會和經(jīng)濟效益。用戶在使用時可根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)要求對設(shè)備進行靈活設(shè)置，可以在不更改硬件裝置的情況下，改變PLC的設(shè)計程序便可以滿足不同的生產(chǎn)要求，操作簡單[3]。由此可見PLC運用在皮帶輸送機中的控制技術(shù)值得推廣與應(yīng)用。