皮带运输机PLC控制与设计

翟艳伟 陈磊

（平煤股份一矿，河南 平顶山 467000）

当胶带机出现故障时在计算机的控制界面上可以看到是什么故障，及时的进行维修，并将这些故障记录下来，当有故障发出报警的时候，声光报警会持续报警，要结束报警的时候按下复位按钮可以通过远程控制停止报警。

一、控制要求

（一）原煤系统工艺流程：

当检查好各设备正常情况后，按下启动按钮，电磁振动给煤机向一条或两条皮带供料，原煤经溜槽、皮带运输机和刮板运输机，向振动筛供料，之后，分级作业开始工作。当某设备需要临时检修时按下手动停止按钮，该设备之前的设备按顺序停止后该设备停止。又当某设备出现意外紧急停车时，按下手动紧急按钮，此设备及其之前的设备同时紧急停止，并发出报警信号。在中控室设置组态监控系统，其主要功能是负责和现场的PLC通信，实时监测整个系统的运行情况，并记录数据以供分析。（1）系统通电，当按下自动顺序启动按钮后，首先启动振动筛，当达到PLC 定时器所设置的延时时间后，刮板运输机和皮带运输机先后开始工作。（2）给煤机将煤料输出，后续设备依次负载运行，各检测器件将检测信号传递到PLC，由其进行逻辑运算并通过输出口输出对设备的执行信号。（3）系统处于自动运行状态时，若传感器检测到的信号超出安全设定值时，系统会发出报警信号并依次停车。（4）系统处于开动状态时，若其设备发生意外情况，手动停车并将该设备的允许信号置0，此单体设备之前应该停车的设备开始停止。

（二）系统控制方案的确定：

所谓原煤系统的正常运行过程，就是指原煤经皮带机、刮板运输机后能顺利进入振动筛。原煤系统分为执行机构、信号检测机构、控制机构三大部分，具体为：（1）执行机构：执行机构是一组皮带机、给煤机、刮板运输机、振动筛组成，它们用将原煤运输到下道工序，由多台电机组成，电机只运行于启、停两种工作状态。（2）信号检测机构：在系统控制过程中，需要检测的信号包括电机电流、过载信号、皮带机跑偏、打滑、断裂信号和原煤量检测信号。原煤量检测信号是主要反馈信号。另外，报警信号反映系统是否正常运行，电机是否过流，皮带刮板是否正常。（3）控制机构：原煤控制系统一般安装在控制柜中，包括供煤控制器（PLC 系统）和电控设备两个部分。供料控制器是整个供料控制的核心。供料控制器直接对系统中的启动、停止、报警信号进行采集，对来自人机接口和通讯接口的数据信息进行分析，实施控制算法，得出执行机构的控制方案，通过接触器对执行机构进行控制。根据本供料系统的结构，考虑到自动控制方式的先进性、稳定性、可靠性和连续不停运行的特点，提出如下方案：（1）为该供料系统配置一台PLC，分别控制这个系统在正常运料状态和出现意外状态下的运行。（2）为该PLC 编制运行程序，以保证每个单体设备按生产工艺的要求自动运行。（3）选取相关传感器与PLC 连接，实时监测设备是否正常运行。

（三）新系统特点：

增加了原煤运输的安全保护措施，保护了设备的安全性和系统的安全性。（2）增加了运输系统的可靠性，原煤运输处于工艺流程的最前端，其稳定性，可靠性，直接影响到生产的控制质量。PLC 用软件替代大量的继电接触器，外部仅剩下与输入输出有关的少数硬件元件，且PLC 采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，具有很强的抗干扰能力，因此可用于有预干扰的生产现场。减少了运输系统的经济开支。运输使用PLC 作为控制系统的核心，可以节省大量的费用。因此复杂的控制系统使用PLC 后，可以减少大量的继电接触器、开关柜，减少了人工现场操作。

二、控制要求

正常启动和故障启动电动机和电磁振动给煤机都要用到SET 指令，因为在正常停止时要让电动机和电磁振动给煤机复位刚好对应用RST 指令。正常停止根据停止顺序TD、M1、M2、M3、M4 来划分步，没一步都要用到RST 指令使电动机与电磁振动给煤机信号置0为OFF 停止指令，完成回到起始步。与一般人工操作相比较，采用PLC 来控制开、停车：（1）节约大量的硬件设备，PLC 用软件替代大量的继电接触器，外部仅剩下与输入和输出有关的少数硬件元件，且PLC 采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，具有很强的抗干扰能力，因此可用于这种强烈干扰的工业现场。

三、PLC 的选型

PLC 是整个供料控制系统的核心，它要完成对系统中所有输入信号的采集、所有输出单元的控制以及对外的数据交换。因此我们在选择PLC 时，要考虑PLC 的指令执行速度、指令丰富程度、内存空间、通讯接口及协议、带扩展模块的能力和编程软件的方便与否等方面的因素。三菱FX2N、FX0N 可编程控制器的功能比较强大，可分为基本指令、步进梯形指令、应用指令。该可编程序控制器是电源+CPU+输入输出+程序存储器（RAM）的单元型可编程控制器。其主机称为基本单元，为主机备有可扩展其输入输出点的“扩展单元（电源+I/O）”和“扩展模块（I/O）”，此外，还可连接扩展设备，用于特殊控制。由于本原煤系统控制设备相对较少，因此选用三菱FX2N。它结构紧凑、价格低廉、可靠性高、可扩展性好，具有丰富的通信指令。

四、系统调试

输入程序。按前面介绍的程序输入方法，用手持式编程器（或计算机）正确输入程序。静态调试。按系统接线图正确接好输入设备，进行PLC 的模拟静态调试，并通过计算机监视，观察是否与控制要求一致，否则检查并修好，调试程序，直至指示正确。动态调试。按接线图正确连好输出设备，进行系统的动态调试，先调试手动程序，后调试自动程序，观察指示灯能否按控制要求动作，并通过计算机监视，观察其是否与控制要求一致，否则，检查线路或修改程序，直至指示灯能按控制要求动作。

结束语：

供料控制系统一般由PLC、电气执行机构和上位机组成。电气执行机构负责控制的具体实施，它从PLC 接收控制命令，然后相关的接触器接点闭合或断开，电路导通，设备获得动力继而进行动作。如果单体设备故障，操作人员可以通过控制面板来进行紧急停车，也可对设备进行手动停车操作。PLC是实现自动控制的核心，所有自动控制内容都通过对它的编程实现。供料系统设备较多，且重复，通过对PLC 的编程来实现诸多设备的控制使得电气接线简单许多。