皮带运输机PLC自动控制的设计探析

胡启林，高富有

（1.包钢白云铁矿，内蒙古包头 014080；2.包钢集团稀土钢板材厂，内蒙古集宁 014010）

皮带运输机PLC自动控制的设计探析

胡启林1，高富有2

（1.包钢白云铁矿，内蒙古包头 014080；2.包钢集团稀土钢板材厂，内蒙古集宁 014010）

现阶段，随着我国科技水平的不断提高，我国自动化技术也在快速提升。皮带运输机PLC自动控制技术不仅提高了工作效率，同时还提高了工作质量，降低了劳动强度。

皮带运输机；PLC；自动控制

进入21世纪以来，随着我国工业企业的快速发展，皮带运输机在我国很多企业中得到了广泛应用，皮带运输机在实际工组中主要是依靠摩擦驱动的方式来实现物料的运输，在一定的输送线上，可以将物料从供应点到卸料点之间的运输。皮带运输机目前已经在窝火的建材、化工、煤炭、码头、粮食等工业企业中得到了广泛应用。传统的皮带运输机在实际工作中主要是采用继电接触器控制系统，这种系统存在很大的落后性，不仅可靠性低，同时在设计中存在较大难度，且在后期故障维护时耗时耗力。

1 PLC自动控制技术概述

可编程逻辑控制器也简称PLC，是一种自动控制系统。该系统的电路开关的实现主要依靠半导体电路，PLC自动控制技术在实际设计过程中需要考虑到不同的工作环境，从而可以确保PLC具有很强的适应性，从而提高工作的可靠性。PLC已经系列化和模块化，用户在自己使用过程中可以结合自己的需求进行灵活设置，此时的硬件部分不需要做出改动，只需要根据实际的要求设计出不同的程序。PLC采用梯形图编程语言，这种形式和传统接触器控制电路类似，较为容易掌握。这种技术的输出和输入功能较为系统和完善，不仅可以实现对各个电路的控制和运算，同时还可以逻辑化的控制大量开关，且可以更加方便的和各类接口相接。

2 控制系统的组成

皮带运输机PLC自动控制系统主要包括量大系统：信号采集系统和信号处理过程。其中信号采集系统的主要功能是收集皮带撕裂打滑、电机启停状态等信号，采集设备的模拟信息量和开关量，该功能主要是依靠各种传感器和继电器来实现。信号处理系统主要是负责信号的显示和运算，该系统主要是由人机界面、PLC、工控机等设备来完成。

本文以西门子公司生产的可控编程控制器为例进行介绍，该设备的型号为S7-200，PLC在实际工作中可以适用不同的工作环境，且对其它用电设备具有较强的抗电磁干扰，在工组中具有配置灵活和可靠性高等特点。PLC采用的CPU型号为CPU226，该PLC自动控制系统的扩展模块为EM231模拟量输入模块。PLC自动控制系统在实际工作中可以收集现场工作的各种信号，并通过程序的功能，对这些信号进行处理和运算，进而依据计算的结果实现对设备启停的自动控制，且可以将这些信号处理的结果传输给上位机，实现了实时监控皮带运输机的目的。控制系统的硬件主要有PLC、输入模块、工控机组成。控制系统的软件系统由组态软件和PLC控制程序组成。软件程序包括系统保护和系统控制两个部分，系统控制主要是为了实现对皮带的实时监控。而系统保护主要功能是当皮带出现了跑偏、打滑及撕裂等情况时做出报警的处理。控制系统硬件组成见图1。

图1 控制系统硬件组成图

3 软件设计

控制系统的软件主要有两个部分组成：控制功能和人机界面。主要是通过PLC编程来实现对其控制功能，主要负责运输机的顺序起动。同时，当设备出现故障时，可以及时发出警报，采取必要措施进行处理。WINCC6.0组态软件组成了人机界面。组态软件可以将PLC采集到的信号进行一定的处理，将信号转变为动画、声音、图像等形式，进而将这些信息传递给工作人员，不急提高了工作效率，同时也提高了控制力度，起到了一定的保护作用。

4 系统的工作原理

4.1 操作方式

主要有自动操作方式和手动操作方式两种形式。①自动操作方式。自动控制方式的实现主要是依靠PLC程序和组态软件，控制人员依靠工控机的功能，来实现对设备启停的控制。当系统进行自动控制操作时，可以按照预先设置好的程序进行皮带运输机的启停控制，且可以自动实现信号的采集和处理，根据信号分析和计算的结果，实现报警或者互锁的功能。当设备发生故障或者事故时，系统就可以进行自动停止，进而发出一定的警报。而组态系统可以将这些故障情况进行存储，后期技术人员可以根据存储的结果，实现对设备故障原因的分析。②手动操作方式。手动操作方式主要是利用人工操作的方式来对设备启停的控制。该系统可以对皮带运输机设置解锁或者互锁的状态。工作人员根据实际需要实现对皮带运输机的控制。

4.2 变频控制

电机实行变频控制可以极大提高皮带运输机的工作稳定性，可以利用变频器实现对电机启动和停止，进而降低了电机在开启过程中对电网的冲击。从而实现保护电网和皮带运输机的目的。

4.3 检测保护

为了提高实际工作的安全性和稳定性，电机和皮带运输机在工作过程中，系统可以对这两个部分进行保护和监测。当皮带运输机出现故障或者事故时，造成紧急停车，此时应该确保设备和人员的安全。通过变频器和PLC实现对皮带运输机温度和运输机电流的监测，当温度或者电流过大时，可以进行及时停机操作，从而提高了系统工作的安全可靠性。

5 结语

综上所述，随着我国科技水平的快速发展，皮带运输机PLC自动控制技术也不断进步。全文主要分析了皮带运输机PLC控制系统的设计，不仅提高了工作效率和工作质量，还提高了工作的安全性。

[1] 苏云江.皮带运输机PLC自动控制设计研究[J].能源与节能，2015，（7）：120-121.

Design of PLC Automatic Control for Belt Conveyor

Hu Qi-lin，Gao Fu-you

At the present stage，with the continuous improvement of China’s science and technology，China’s automation technology is also rising rapidly.Belt conveyor PLC automatic control technology not only improve the work eff i ciency，but also improve the quality of work and reduce the labor intensity.

belt conveyor；PLC；automatic control

TH45

：B

：1003–6490（2017）04–0080–02

2017–04–02

胡启林（1982—），男，内蒙古包头人，工程师，主要从事电气电工管理工作。