PLC在皮带输送机生产实践中的应用

yuyinsh

　　皮带输送机是现代大型企业生产过程中必不可少的输送设备，但是，单一依靠高质量、高性能的输送机还远远不够，还必须设置性能完善、质量可靠、技术先进的皮带输送机监控系统，以实现输送带集群的集中控制和保护。皮带输送机监控系统作为自动控制系统的一部分，主要完成运输系统工况的实时监控，避免在一般的皮带输送过程中执行继电器接点烧毁发生危险的时候电动机不能及时停机。由于皮带皮带机的工作环境恶劣，经常发生输送带打滑、断带、过负荷、联轴器断开及其他故障诊断。工业计算机作为上位机，可实现显示运行状态并集中控制；PLC作为下位机，可完成现场各种信号和数据的采集并实时控制。本装置除能实现单台皮带输送机控制外，还可以通过数据传输实现多输送机的集中监控。PLC控制系统具有操作简单、运行可靠、低能耗和易维护等优点。
　　一个完整的PLC应用系统包括两个方面：PLC控制系统和人机界面。PLC控制系统对控制现场进行参数采集并完成控制功能；人机界面是人与控制系统进及I/O设备构成。
　　人机界面是介于人与PLC控制系统之间的一个界面。操作人员可以通过人机界面与PLC控制系统进行信息数据的处理和交流。人机界面充分体现了PLC控制系统的I/O功能及用户对系统的控制功能。
　　(1)系统软件设计

图1  系统软件流程图

　　本系统的软件控制部分的流程如图1所示。当响铃信号触发PLC中断，处理器先确定安全回路是否正常工作，以避免发生危险，在确认安全回路正常的情况下，处理器发出信号，控制制动闸松闸。为启动直流电动机，需要先建立励磁磁场。PLC先控制励磁回路投切，再控制主回路电机的投切，直流电机开始运输物料或是载人，在电机运行过程中，处理器一直监控系统的安全状态和人工停车标志。当系统运行不正常，如钢丝绳脱槽，输送带脱槽，乘人过限，电机超速、超温，电机过压、过流等情况发生，处理器将控制直流电机停机，并通过继电器控制主开关抱闸，并把相应的系统非正常状态通过RS-485总线传给上位机。
　　(2)现场硬件系统
　　PLC芯片内部集成了CPU、RAM、ROM与I/O电路，PLC主要用于I/O之间的逻辑交换，逻辑信号流程可表示为：输入—CPU逻辑转换—输出，输出—CPU逻辑转换—输入现场设备，在监控设备的同时，又可以对外围设备进行控制。
　　(3)现场应用
　　皮带输送机控制系统主要由信号采集系统和信号处理系统两大部分组成。信号采集系统主要采集现场的开关量和模拟量经过信号处理系统对所采集的信号进行运算和转换，最终将输出的信号显示在上位机上，根据所显示的电机的开关状态、输送带状态等进行监控和及时处理。为减少电磁干扰，直接采用PLC串行通信模块，相应的收发器选取串行收发芯片MAX485。硬件系统包括PLC、工控机、人机界面等，如图2所示。

图2  基于PLC的硬件框图

　　(4)故障显示
　　为了指示出各种故障的类型，在模拟盘右上方安装了数码管，用于显示故障的编号，并对各个故障编号用文字进行标注，以方便工作人员查阅。故障编号及说明见表1。当出现故障时，操作台外的电笛报警，工作人员按下报警按钮，电笛停止，直至故障解除。当出现多处故障时，则交替出现报警编号。

表1 故障类型及说明

故障	处理措施
皮带南跑偏	人工纠错，皮带不停
皮带北跑偏	人工纠错，皮带不停
皮带车控制回路故障	停车检修
皮带	停车检修
位置信号丢失	点动走车找位置
堆料	手动退车
满仓信号提示	前方停车

　　经过现场应用、调试，该自动输送机运行良好，提高了生产过程的可靠性、稳定性，降低了工人的劳动 强度，节约了工作过程中的传输时间。