PLC技术在皮带输送系统中的控制问题分析与研究

（曹妃甸矿石码头有限公司，河北，唐山，063200）

【摘要】随着经济建设的发展，皮带输送机被广泛应用在港口的主要生产领域。PLC作为一种重要的现代电子技术基本控制单元，在工业控制领域中应用前景极其广泛。在港口输送系统中，PLC技术在皮带输送系统中的控制也十分普遍。本文就PLC技术在皮带输送系统中的控制问题做出了深入的论述，可供同行参考借鉴。

【关键词】PLC； 散装货港口设备； 皮带输送系统

前言

港口皮带输送PLC系统采用总线式的分布式结构，这样可降低系统成本，并且现场施工及使用维修也变得极为简单;实现皮带输送系统的全自动控制，保证系统控制的最佳状态;把系统管理机通过企业内部网与Internet相连，实现系统的远程诊断，降低系统维护成本。港口批到输送系统自动化控制系统涉及的内容较多，自动控制系统设计时要根据港口工艺、规模、港区布置，考虑技术的可靠性、经济合理性、港口扩建的可能性等因素，需在系统设计前充分考虑各种复杂因素，从而满足港口扩建、发展和生产能力扩大的需要。

1 皮带输送全过程监控问题分析

散装货港口皮带输送系统由皮带输送系统、给料机构等基本设备组成，利用控制设备、通讯模块、打滑、速度、跑偏、料位等保护，达到皮带输送系统集中控制与监测的要求。一套完整的控制系统需要多台PLC数据组成，达到不同的数据控制。完成系统内皮带、给料的全过程的监控、监测，构成一个完善的监控系统。

1.1 实现皮带输送系统集中监控 ，实时监控设备状态和运行，并显示数据曲线，对重要信息硬盘时时记录。

1.2 控制方式分集中控制自动 /集中控制手动/就地，三种方式可转换。正常生产时，使用集中控制自动方式，设备按工艺要求的顺序和流程由中央控制台自动启停;集中控制手动时，可在中央控制台操作各设备，无闭锁和联动;就地时，在现场操作;启动设备前由集中控制台发预告信号，按预定启动时间，若现场均满足集中控制自动启动条件，设备按顺序自动启动。现场可用停车钮终止启动过程;现场信号箱设启/停车按钮，现场可随时停车。若设备由集中控制启动，控制系统接到现场停车停号后，可作急停处理，实施故障停车操作。

1.3 按“技术规定”皮带输送机安装跑偏保护、低速保护等，这些信号均接入集中控制系统，参加设备的紧急停车和闭锁停车。对设备故障和工艺参数的异常实时报警，并进行声、光、信号提示。一般故障只报警，现场非正常停车或严重故障时，故障设备及其上游设备紧急停车，下游设备顺料流延时停车。

2 皮带输送监控系统的主要功能分析

2.1 每个单元系统设备都设有操作控制台，所有皮带输送系统上的物料输送均设置过载保护和纵向撕裂保护，以防止皮带输送系统事故不可控;所有输送系统均设有两极跑偏开关，一级跑偏用于故障报警，二级跑偏用于故障停车;所有输送系统均设拉线开关，用于紧急情况下的停车。

2.2 水平皮带输送机的拉紧装置为液压调节方式，在机械传动系统上安装数个皮带松弛检测传感器，再由PLC控制系统反馈给调节机构完成皮带输送系统的自动张力调节;在皮带输送系统设置堆料传感器，防止输送机系统的堆料事故的发生;在皮带输送系统中设置皮带速度传感器，以检测皮带输送系统的超速及打滑事故的发生;皮带输送系统每隔若干米设起动预警装置，设备启动前发出预警信号，提示有关人员应立即远离设备;电机的电流实时监测功能可发现一些机械设备的潜在故障隐患;运行中对电机的电流进行实时监测分析，当发生电流超限或突变时报警，严重时自动停机。

2.3 在软件与硬件上应用矩阵控制理论 ，自控系统在性能上具有良好的抗潮湿性、抗干扰性，在结构上满足港口恶劣环境要求。在集中操作台上设置集中显示皮带输送系统的工作状态、故障类型、故障地点;软启动器或变频器纳入监控系统 。控制方式有集中控制联动、集中控制手动、就地联动、就地手动、禁起等方式 。

2.4 完善的信息处理功能，报警信息、运行参数、操作记录等信息自动形成标准格式的数据库文件，并在硬盘长期保存，供信息系统调用;实现系统集中监控，生产数据微机化管理:一是界面直观、操作简便、功能齐全。有形象逼真的动态画面和全中文显示，还具有实时报警监视、安全确认机制和数据记录功能。对操作员素质无特殊要求，培训简单;二是对报警信息和重要运行参数在硬盘记录，数据表格和曲线可随时调出;三是生产数据存入计算机硬盘，可由管理信息系统按需调用。

3 PLC系统实现自动化控制与生产管理系统数据共享问题分析

从控制功能上讲，PLC可替代继电器控制电路的一切功能，具有浮点运算、数据传送和比较、文件传送、诊断、逻辑判断、中断控制、通信、人机对话等功能，在使用方便性和系统可靠性方面则具有继电器电路无与伦比的优越性。总之，由于在皮带输送系统使用了PLC，使得大量的继电器控制柜和二次仪表得以取消，不仅节省了空间，也使得故障率大为减少，提高了系统的可靠性，并且回路修改极为方便，减少了二次投资。另外，计算机管理工作站设信息管理系统，决策者和常规管理者通过管理工作站可根据各自权限远程访问监控系统状况，得到现场生产数据报表、设备管理信息和生产统计分析。

4 全过程故障分析及其诊断功能问题分析

4.1 网络故障自诊断记录功能。当设备某个部位发生故障，可以通过PLC程序及网络自动侦测、传输故障点，并发出报警。

4.2PLC故障自诊断。PLC的扫描器和适配器发生故障时，系统会通过网络的通讯情况判断故障，并发出报警;PLC的I/O模块发生故障时，CPU会通过I/O模块的状态位侦测到故障及故障内容，系统会发出报警。

4.3 传感器和信号线故障诊断。模拟量的传感器或信号线发生断线故障时，PLC通过测量值判断故障并发出报警。

4.4 I/O模块采用可拆卸端子排，出现故障时，集中控制室发出声光报警，可在几分钟内即可更换完毕。

4.5 系统扩展方便 ，增加新设备或上后期工程，可以方便地加入节点，并可通过网络在线修改程序。

5 PLC集中控制系统的特点分析

PLC皮带控制系统在组态系统时具有极大的灵活性，具有极强的处理能力，以及大的I/O容量。适应性好可编程控制器是通过程序实现控制的。当控制要求发生变化时，只需改变程序即可。因此能灵活方便地进行系统配置，组成不同规模、不同功能的控制系统，适应能力非常强，即可控制一台单机，又可控制一条生产线，既可现场控制，又可远距离控制。功能强大：PLC内部有丰富的软元件供您使用，可以很方便的进行程序修改，调整计时器、计数器的值来适应现场设备运行的要求。

5.1 选用先进的控制器 ，系统的实时性好，可靠性高，数据处理速度快;采用全分布式控制结构，系统具有较高的安全性;通讯网络速度快，距离远，可靠性高;界面直观友好，操作简便，功能齐全;人机界面不仅具有形象逼真的动态画面和全中文显示，还具有实时报警监视、安全确认机制和数据记录功能。

5.2 减少布线成本 ，由于采用远距离通讯网络，使布线更加方便，并大大减少电缆用量;维护方便，运行费用低。系统扩展方便，可随时增加节点，并可通过网络由中控室在线修改程序。控制器和网络可靠性高，维护工作量小。

6 结语

皮带输送机被广泛应用在散装港口的主要生产领域。随着经济和技术的快速发展，传统的皮带输送机的继电器控制系统因存在许多缺陷而逐步被淘汰。PLC作为一种重要的现代电子技术基本控制单元，在工业控制领域中应用前景极其广泛。在现代化港口输送系统中，PLC技术在皮带输送系统中的控制也十分普遍。港口皮带输送系统集中控制系统的安全运行接影响港口的经济效益。为此，实现系统的综合保护和集中监控，是十分必要的