基于PLC技术对皮带机集中控制系统的优化设计

张 朋

山东山矿机械有限公司 山东 济宁272041

一、PLC技术概述

PLC技术指的是可编程逻辑控制器,在数字电子技术以及计算机技术、数字通信技术不断发展的过程中,PLC技术的应用也越来越普遍,属于一种新型工业控制装置。PLC的控制功能比较强大,耗能相对较低,并且系统运行的可靠性相比较高,在应用过程中硬件维修工作也比较简单,扩展比较灵活,编程也比较简单易学。现阶段,在自动化控制领域对PLC的应用比较广泛。而对皮带集中控制系统进行优化设计时,以PLC技术为基础对原有皮带机进行改进,能够在一定程度上提高皮带运输机的自动化以及智能化水平,将PLC装置与变频调速控制器进行联合应用,可以提高皮带运输机的运输效率,方便运输机根据具体的物料运输情况对运行速度进行智能调整,降低皮带运输机的损耗,节约电能[1]。

二、对皮带机集中控制系统的优化设计

(一)总体设计。在进行总体设计的过程中,可以利用4条皮带运输机的传送系统由4台电动机分别带动。系统总体设计中控制要求主要包括以下方面:第一,顺序启动。在皮带运输机启动过程中先启动最末的皮带运输系统,5秒延迟后依次启动其他皮带运输系统。第二,逆序停止。在停止运行时需要最先停止最后启动的皮带运输机,完成物料运输作业后5秒延时,再依次停止其他皮带运输机。第三,要加强故障处理设置工作。在皮带运输机运行过程中,如果某一条皮带出现故障,这一条皮带与前面的皮带必须要立即停止运行,该皮带之后的皮带可以在物料运输完成后再停止[2]。

(二)硬件设计。在以PLC为基础对皮带集中控制系统优化设计时,硬件设计主要包括以下方面:

1.完成PLC选型。PLC装置是PLC控制系统的核心部件,对PLC装置进行科学选择是确保整个集中控制系统能够经济运行的重要基础。在PLC装置选择过程中,需要考虑PLC的生产厂家以及具体型号,并且要以皮带运输机的具体运行需求为基础,考虑其使用要求,保证PLC装置的通用性以及技术服务水平。对PLC进行科学选择时,还需要考虑用户存储器容量、通信能力。具体可以从以下方面出发,对PLC进行选择:第一,考虑CPU 性能,确保CPU 功能与用户存储器容量、编程能力、软件开发能力以及通信能力等相互适应。第二,指令系统设计。一般情况下,对运行设备进行控制时,可以选择小型PLC,如果系统要求PLC要能够实现一些特殊功能,需要考虑是否有相应指令进行完成。第三,输入/输出点数。完成PLC输入信号和输出信号确定作业后,必须明确输入/输出信号的具体类型,并且要明确信号的电压等级与其是否具有特殊要求。第四,物理结构。物理结构主要包括整体结构以及模块结构两种。在确保能够满足控制需求的基础上也要充分考虑到PLC装置的经济性。整体式的PLC平均价格相对较低。

2.I/O分配表。在硬件设计时,需要根据系统的具体控制要求输入信号,由启动按钮、停止按钮以及皮带故障开关等组成,而输出信号的主要控制对象包括4条皮带运输机。

(三)软件设计。基于PLC技术对皮带机集中控制系统进行优化设计时,必须重视软件设计工作。控制功能可以利用定时器与计时器联合应用达到控制目的。此外,还可以利用移位寄存器指令利用比较指令对整个系统进行合理控制。还可以利用时序设计法对系统的软件进行设计。在此次软件设计中使用的软件是以西门子全系列PLC通信编程软件为主。

(四)系统调试过程。完成系统总体设计、软硬件设计工作后,需要对系统进行调试,才能够掌握基于PLC的皮带机自动控制系统优化改进效果。一般可以从以下方面出发对系统进行调试:第一,将编写好的程序正确输入到PLC中完成程序输入过程。第二,开展静态调试过程中,要以系统I/O接线图为基础将其连接到输入设备,对PLC程序进行静态模拟。输入输入信号之后,对PLC的输出指示灯进行观察,判断其是否能够满足控制要求。如果不能满足控制要求,需要对整个系统进行检查并修改程序。一直到输出指示灯能够满足控制要求为止。第三,开展动态调试过程。以I/O 接线图为依据,正确连接输出设备,对系统的空载运行情况进行试验观察,确保输出设备能够满足控制要求。否则需要对线路接线以及I/O 接线进行检查与调整。或者对PLC程序进行修改,确保其能够满足控制要求.然后再连接好主电路与4台电动机完成带负载的动态调试过程,确保其能够满足系统运行要求以及可靠性要求。

通过调试后发现,基于PLC的皮带机集中控制系统优化改进后,能够满足皮带运输机的具体运行需求。并且利用调频变速控制系统可以使皮带运输机根据物料运输的具体情况对皮带机的运输速度进行合理调节,提高皮带运输机的整体运行效益,延长皮带运输机的使用寿命[3]。

三、结语

总而言之,基于PLC的皮带机集中控制系统优化设计以后,可以对皮带运输机进行顺序起停控制,同时能够实现故障处理等功能。此外,将变频调速技术与PLC技术进行联合应用,可以根据皮带运输机的具体运输情况对运行速度进行合理调整,有利于提高皮带运输机的整体性能与运输效率。将优化设计后的皮带运输机应用在生产过程中,可以提高生产效率。