PLC控制技术在皮带运输中的应用

一、PLC技术简介

可编程逻辑控制器（PLC）是20世纪70年展起来的一种新型工业自动控制设备。它集自动化技术、计算机技术和通信技术为一体，是一种专门用于工业生产过程控制的现场设备。目前，PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种自动化控制设备提供非常可靠的控制应用。主要原因在它能为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合当前工业企业对自动化的需要。

由于控制对象的复杂性，使用环境的特殊性和运行的长期连续性，使PLC在设计上有自己明显的特点：可靠性高，适用性广，具有通信功能，编程方便，结构模块化。在现代集散控制系统中，PLC已成为一种重要的基本控制单元，在工业控制领域中应用前景极其广泛。

二、皮带运输中存在的问题

皮带运输是一种长距离、大批量、高速运输货物原料的运输体系，它被广泛的应用于工业生产中，如冶金、煤炭、港口、建筑、食品加工等。运输机的输送带是一种弹性体，从它起始点和卸载点之间有大量的能量储存与消耗。这种能量将使皮带产生较大的张力。

在中国，皮带在运输系统设计中一般被认为是一种坚硬的物质。为了防止传动滚筒运转开始时打滑，要由它静止时计算出的结果乘以一个系数（一般为1.3到1.7之间）来得到，导致皮带的张力和主要的承载设计参数增加，设备的成本也变得过高，另外它还可以经常引起组成结构、驱动装置、卸载装置和制动装置的不稳定变化，而皮带的局部张力又是如此的小，从而导致经常有事故发生，如输送带的松弛。由于原煤是不规则的块状，容易对皮带造成损坏。

三、PLC在皮带运输中的应用前景分析

现代的工业生产中常常需要对物料进行加工、搬运，如果这些繁杂的工作由人工完成的话不但效率低，而且劳动强度大，不适合现代化的生产需要。如果采用PLC控制系统对皮带运输过程进行控制，将大大提高皮带运输的安全性、可靠性和运输效率。PLC控制系统具有精度高、成本低、抗干扰能力强、故障率低、操作维护简单等特点，具有良好的应用价值，在建材、化工、食品机械、钢铁、冶金、煤矿等工业生产中广泛运用。近些年，带式输送机又在其他一些产业部门表现出具有巨大的潜力和广阔的市场应用前景。

四、应用PLC实现自动配料皮带运输机系统实例

现以采用三菱公司FX2N系列PLC来实现自动配料皮带运输机系统的控制为例。该系统能够提供均匀、无杂色、无结块、品质均一的干混料，能够适应高温度、高粉尘、有冲击和连续振动的工作条件，不受恶劣环境的影响。该系统有着广泛的应用空间，被广泛应用在煤炭、电厂、钢铁企业、水泥、粮食、烟草、食品及轻工业的生产线。

1、系统的基本组成

（1）自动配料系统

由一个混料容器，三个料位传感器，进料阀A，进料阀B及放料阀C，一台搅拌电机组成。

（2）皮带传动系统

包括3条个传送带PD-1、PD-2、PD-3，传送带均由步进电机驱动，共使用了3台步进电机。

（3）控制系统

该系统的全部控制功能由一台三菱FX2N-16MR型可编程控制器实现，用于控制进料、搅拌、放料、皮带运转、停止等工作过程。

2、系统的工作原理

下图为自动配料皮带运输机系统的设计原理图，SL1、SL2、SL3、分别为高、中、低料位传感器，料位淹没时接通，物料A、B有进料电磁阀Y4、Y5控制、混料由出料电磁阀Y6控制，M0为搅拌电机，三条PD-1、PD-2、PD-3分别由接触器M1、M2、M3控制。

控制要求如下：

（1）初始状态

自动配料混合装置处于OFF状态，搅拌电机停止，所以阀门关闭，装置内没有物料，上、中、下三个液位传感器处于OFF状态：皮带运输机由电动机控制，现处于停止状态。

（2）启动状态

按下启动按钮SB1，装置开始按以下规律运行：

①物料A电磁阀打开，物料A流入容器。当料位到达中料位SL2时，SL2接通，关闭物料A电磁阀，打开物料B电磁阀，物料B开始流入容器。

②当容器料位达到高料位传感器SL1时，SL1接通，关闭物料B电磁阀，搅拌电机M0启动，开始搅匀物料。

③搅拌电机工作8s后停止搅动，在开启放料电磁阀C之前，为了避免在前段传送带上造成物料堆积，依次间隔2s启动传送带电动机M3、M2、M1，分别带动传送带PD-3、PD-2、PD-1运转。

④当皮带PD-1运转起来2s后，放料电磁阀C打开，开始放出混合物料。

⑤当容器料位下降到低料位传感器SL3时，由SL3由接通变为打开，开始计时时，3s后关闭放料电磁阀C。

⑥在关闭放料电磁阀C的同时，为了使传送带上不残留物料，依次间隔2s停止传动M1、M2、M3电动机，传送带PD-1、PD-2、PD-3停止运转，系统开始执行下一个循环周期。

（3）停止操作

按下停止按钮SB2后，在当前的混合，放料，输送操作处理完毕后，才停止运行（停在初始状态上）。

PLC控制系统的应用，将大大降低设备的维护量，系统控制精度高，操作简单，维护方便，提高系统安全性，提高运输效率和功率因数，降低运行费用，大大减少故障时间，从而提高经济效益。