王澤平

（淮陰工學(xué)院，淮安 223002）

0 引言

皮帶傳輸機(jī)是企業(yè)當(dāng)中很常見的一種傳輸設(shè)備。由于其經(jīng)濟(jì)適用輸送量大等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于輕工業(yè)、化工、機(jī)械等各個(gè)行業(yè)。隨著很多的控制元件的不斷出現(xiàn)，有著突飛猛進(jìn)的發(fā)展。其中應(yīng)用最多的數(shù)PLC即可編程控制器。PLC控制系統(tǒng)以其可靠性高、穩(wěn)定性好、電路簡單靈活等特點(diǎn)被廣泛的應(yīng)用的于工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化設(shè)備中。隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)成為一個(gè)智能控制大大的超出了過去的繼電器電路，而且價(jià)格相對(duì)而言也便宜不少。被大量應(yīng)用于各種的企業(yè)做出了很大的貢獻(xiàn)。本文中就使用PLC控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)皮帶的控制。

傳統(tǒng)的由繼電器系統(tǒng)控制的皮帶傳輸系統(tǒng)電路復(fù)雜，而且出現(xiàn)的故障較多，PLC控制的皮帶傳輸系統(tǒng)可以很好的簡化電路，提高自動(dòng)化的程度，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)皮帶傳輸機(jī)進(jìn)行多種控制和保護(hù)。PLC才用的循環(huán)掃描的工作方式，PLC的CPU每次只能進(jìn)行一個(gè)操作，而且是按照順序執(zhí)行，從第一條指令開始執(zhí)行直到最后一條，然后進(jìn)行循環(huán)執(zhí)行。PLC通過用戶編寫的梯形圖進(jìn)行工作，系統(tǒng)按照一定的頻率掃描各個(gè)輸入點(diǎn)，再進(jìn)行運(yùn)算后向各個(gè)輸出點(diǎn)進(jìn)行輸出控制信號(hào)。

1 方案比較

首先選取PLC型號(hào)，才能對(duì)系統(tǒng)的控制方案做出研究。對(duì)于輸入、輸出也就是我們常說的I/O口的選擇，應(yīng)該盡量比實(shí)際需要的總點(diǎn)數(shù)多出20%左右，對(duì)于以后改造系統(tǒng)才有幫助。而對(duì)于PLC存儲(chǔ)容量只能作出估算。

PLC控制的皮帶傳輸系統(tǒng)的被控制部分由強(qiáng)電電路組成，控制部分由PLC和部分按鍵組成，系統(tǒng)的工作由PLC進(jìn)行程序?qū)崿F(xiàn)。本文所設(shè)計(jì)的PLC控制的皮帶傳輸系統(tǒng)，要求的是對(duì)四段皮帶傳輸機(jī)的控制即由四臺(tái)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)四條皮帶的傳輸機(jī)。達(dá)到的效果的是在啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，最后一臺(tái)皮帶傳輸機(jī)第一個(gè)工作，在5s之后其他依次工作；在停止時(shí)，第一皮帶傳輸機(jī)和前面的皮帶立即停止，然后依次停止其他皮帶；在故障時(shí)，先停止故障的皮帶傳輸機(jī)，在傳完料后其它的傳輸機(jī)也停止工作。

如采用傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制系統(tǒng)時(shí)，由4個(gè)接觸器KM1、KM2、KM3、KM4來分別對(duì)A、B、C、D這4段皮帶傳輸機(jī)進(jìn)行控制。為了滿足啟動(dòng)時(shí)要求各個(gè)接觸器的工作順序應(yīng)為：KM4吸合經(jīng)過KT1延時(shí)5s后，KM3吸合經(jīng)過KT2延時(shí)5s之后，KM2吸合經(jīng)過KT3延時(shí)5s后，KM1吸合。為了滿足停止時(shí)的要求：KM1動(dòng)作經(jīng)KT4延時(shí)后，KM2動(dòng)作經(jīng)過KT5延時(shí)后，KM3動(dòng)作經(jīng)過KT6延時(shí)后，KM4動(dòng)作。

可以看出傳統(tǒng)的繼電器接觸器系統(tǒng)使用很多的接觸器和時(shí)間繼電器，又有很多的觸點(diǎn)，多達(dá)幾十個(gè)。電路很復(fù)雜，接線也比較麻煩。對(duì)于傳統(tǒng)的系統(tǒng)維修起來很不方便，一旦發(fā)生故障，就對(duì)生產(chǎn)造成了一定的影響。綜上分析PLC控制系統(tǒng)有一定的優(yōu)勢(shì)。

2 PLC控制系統(tǒng)硬件組成

由按鈕SB1和SB2來作為皮帶傳輸機(jī)控制裝置的輸入器件，作為啟動(dòng)和停止的信號(hào)，KM1、KM2、KM3、KM4作為輸出器件，連接主機(jī)輸入點(diǎn)0.01——0.04作為故障或重載設(shè)定。系統(tǒng)進(jìn)行順序控制，我們結(jié)合輸入輸出來選用歐姆龍的系統(tǒng)，選用CPU22的CPU型號(hào),CJ1M的設(shè)備類型，SYSMAC WAY的網(wǎng)絡(luò)類型。PLC控制皮帶傳輸系統(tǒng)中I/O口如圖1和表1的分配。

圖1 I/O口的分配與接線

表1 I/O口分配

3 PLC控制皮帶傳輸系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

要設(shè)計(jì)好一個(gè)軟件控制系統(tǒng)，首先就要認(rèn)識(shí)PLC控制系統(tǒng)是如何進(jìn)行控制的，而且要設(shè)計(jì)出一些常規(guī)問題的解決辦法的程序，最后才能準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)出該控制系統(tǒng)。

3.1 PLC控制系統(tǒng)的相關(guān)運(yùn)行狀態(tài)

3.1.1 正常運(yùn)行過程

按下啟動(dòng)按鈕SB1時(shí)，皮帶系統(tǒng)開始工作，PLC輸出1.04置位，皮帶D開始工作。然后線圈M1得電，常開觸點(diǎn)閉合。定時(shí)器TIM00開始工作，5s延時(shí)結(jié)束后，常開觸點(diǎn)T0000閉合，皮帶C開始工作。線圈M2得電，M2線圈的常開觸點(diǎn)閉合，TIM01開始工作，延時(shí)5s后，常開觸點(diǎn)M3閉合，皮帶B開始工作。線圈M3得電，M3線圈的常開觸點(diǎn)閉合，TIM02開始工作，延時(shí)5s后。線圈T0002的常開觸點(diǎn)閉合，A皮帶開始工作。

按下停止按鈕SB2時(shí)，A皮帶輸出為1.01時(shí)，停止工作。M4線圈得電，常開觸點(diǎn)閉合。定時(shí)器TIM03開始工作，5s延時(shí)后，線圈T0003的常開觸點(diǎn)閉合，皮帶B輸出1.02停止工作。線圈M5得電，M5的常開觸點(diǎn)閉合，TIM04開始延時(shí)，5s后，TIM04停止工作。線圈T0004常開觸點(diǎn)閉合，C皮帶輸出1.03開始工作。線圈M6得電，常開觸點(diǎn)閉合，TIM05開始工作，延時(shí)5s后，線圈T0005閉合，D皮帶輸出1.04停止工作。

3.1.2 故障狀態(tài)

當(dāng)皮帶A出現(xiàn)輸入為0.01高電平時(shí)，為故障。此時(shí)A皮帶立即停止工作。線圈M7得電，線圈的常開觸點(diǎn)閉合，TIM06開始延時(shí)，定時(shí)5s后，線圈T0006閉合，B皮帶輸出1.02，停止工作。線圈M8得電，線圈的常開觸點(diǎn)閉合，TIM07開始工作，延時(shí)5s后，線圈T0007常開觸點(diǎn)閉合，C皮帶輸出1.03停止工作。線圈M9得電，線圈的常開觸點(diǎn)閉合，TIM08開始工作，延時(shí)5s后，線圈T0008觸點(diǎn)閉合，D皮帶輸出1.04停止工作。

當(dāng)輸入為0.02高電平時(shí)，皮帶B出現(xiàn)故障。此時(shí)A皮帶首先輸出1.01停止工作，同時(shí)B皮帶輸出1.02停止工作。此時(shí)線圈M10得電，線圈常開觸點(diǎn)閉合，TIM09開始延時(shí)，延時(shí)5s后，線圈T0009常開觸點(diǎn)閉合，皮帶C輸出1.03后停止工作。線圈M11得電，其常開觸點(diǎn)閉合，TIM10開始延時(shí)，延時(shí)5s后，線圈T0010常開觸點(diǎn)閉合，皮帶D輸出為1.04停止工作。

當(dāng)皮帶C輸出為0.03高電平時(shí)，皮帶C出現(xiàn)故障。皮帶A輸出1.01、皮帶B輸出1.02、皮帶C輸出1.03后停止工作。線圈M12得電，線圈M12常開觸點(diǎn)閉合，定時(shí)器TIM11開始工作，延時(shí)5s后，線圈T0011常開觸點(diǎn)閉合，皮帶D輸出1.04停止工作。

當(dāng)皮帶輸出為1.04高電平皮帶D出現(xiàn)故障。皮帶A輸出1.01，皮帶B輸出1.02，皮帶C輸出1.03，皮帶D輸出1.04停止工作。

3.1.3 重載狀態(tài)

當(dāng)皮帶A輸入為0.01高電平時(shí)，皮帶A開始工作。此時(shí)定時(shí)器TIM06開始工作，延時(shí)5s后，線圈T0006常開觸點(diǎn)閉合，皮帶A輸出1.01停止工作。線圈M7得電，常開觸點(diǎn)閉合，TIM07開始延時(shí)，5s后延時(shí)結(jié)束。線圈T0007常開觸點(diǎn)閉合，皮帶B輸出1.02停止工作。線圈M8得電同時(shí)常開觸點(diǎn)閉合，定時(shí)器TIM08開始延時(shí)，5s后延時(shí)結(jié)束。線圈T0008常開觸點(diǎn)閉合，皮帶C輸出1.03停止工作。線圈M9得電，其常開觸點(diǎn)閉合，TIM09開始延時(shí)，5s后延時(shí)結(jié)束。線圈T0009閉合，皮帶D輸出1.04停止工作。

當(dāng)皮帶B載物時(shí)，輸入為0.02高電平時(shí)，皮帶A同時(shí)停止工作。線圈M10得電，其常開觸點(diǎn)閉合，定時(shí)器TIM10延時(shí)5s后結(jié)束，線圈T0010常開觸點(diǎn)閉合，皮帶B輸出1.02停止工作。此時(shí)線圈M11得電，其常開觸點(diǎn)閉合，定時(shí)器TIM11延時(shí)5s后結(jié)束。線圈T0011常開觸點(diǎn)閉合，皮帶C輸出為1.03停止工作。此時(shí)線圈M12得電，其常開觸點(diǎn)閉合，定時(shí)器TIM12開始延時(shí)，5s后結(jié)束，TOO12線圈的常開觸點(diǎn)閉合，皮帶D停止工作。

當(dāng)輸入為0.03時(shí)，皮帶C開始載物。皮帶A輸出1.01，皮帶B輸出1.02皆停止工作。此時(shí)線圈M13得電，其常開觸點(diǎn)閉合，定時(shí)器TIM13開始延時(shí)5s后，線圈T0013閉合，皮帶C輸出1.03停止工作。此時(shí)線圈M14得電，其常開觸點(diǎn)閉合，定時(shí)器TIM14延時(shí)5s后停止工作，線圈T0014閉合，皮帶D輸出1.04停止工作。

3.2 程序設(shè)計(jì)

PLC程序基本的要求是能夠正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，正確的進(jìn)行各個(gè)部件的分配。程序也要具有一定的可靠性，PLC能在不同的條件下進(jìn)行工作。為了保證PLC在很多突發(fā)事件的情況下，也能正常工作，所以在實(shí)際的現(xiàn)場，具有一定的可靠性的PLC系統(tǒng)

很重要。程序應(yīng)盡可能的短，掃描周期也應(yīng)縮短。

編程是我們利用PLC進(jìn)行控制皮帶傳輸系統(tǒng)的核心內(nèi)容，基于對(duì)工作流程圖的分析。我們可以利用兩種方法進(jìn)行編程，一是設(shè)計(jì)好梯形圖后，先將編好的梯形圖轉(zhuǎn)換為指令助記符，然后利用PLC的輔助編程軟件通過電纜來將程序下載到PLC當(dāng)中去。二是直接利用指令助記符進(jìn)行編程，然后直接下載到PLC當(dāng)中去。輸入PLC的程序先要進(jìn)行測(cè)試工作，為了排除程序設(shè)計(jì)過程中的疏漏的地方。一切正常時(shí)，我們可以制作PLC硬件好，進(jìn)行現(xiàn)場的整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)試，將問題一一排除。

4 結(jié)束語

以上是基于PLC皮帶傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以說整個(gè)設(shè)計(jì)核心的是軟件的設(shè)計(jì)。相較于繼電器接觸器系統(tǒng)沒有復(fù)雜的硬件電路，改變控制狀態(tài)時(shí)也不需要重新設(shè)計(jì)和安裝，只需要改變程序設(shè)計(jì)。使更新的周期縮短了，加大了硬件的使用效率。PLC目前在工業(yè)上有著很重要的應(yīng)用，很多的企業(yè)都加以使用，大大提高了生產(chǎn)效率減小了投入資金。

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