物料輸送係統在產品包裝、流水作業、檢測等相關行業中應用廣泛，但對係統的準確性、可靠性以及自動化水平要求都很高。某水泥廠有運輸皮帶16條，分別將水泥運往包裝庫或散庫。該水泥廠采用傳統繼電器、接觸器控製方式的物料輸送控製係統，由於該類控製係統電氣元件多、安裝比較分散，控製係統複雜、操作難度大、並且安裝和維修工作量大、修改控製方案艱難，從而大大影響了企業的生產效率［1］。另外由於水泥廠環境較惡劣，加之皮帶運輸係統使用年限較長，所以故障率高，可靠性低，急需改造或重建。在排除了對運輸線進行改造的方案後，決定對運輸係統進行重建。在設計方案上采用了PLC與變頻器相結合的控製方式。
1運輸線設計方案
1)皮帶運輸係統采用自動、手動兩種控製方式，由自動/手動開關進行切換。全部設備的操作在主控製室裏進行，係統與設備的運行狀態可以在控製室的控製界麵中觀察，工作人員可在控製界麵中控製各設備的起停。
2)係統開啟時各皮帶電機按逆物料流方向啟動，係統關閉時各皮帶電機按順物料方向停機，以避免皮帶上物料堆積。
3)在各皮帶兩側設跑偏開關，皮帶跑偏超過10°時發出警告信號，跑偏超過20°時發出警告信號並強製停機。
4)在傳送帶上設置物重傳感器，傳送帶上的物重轉換後經PLC的PID運算器進行比例、積分、微分運算後，作為變頻器的給定頻率．對電機轉速進行自動控製。
5)上位機實時監控並顯示係統及各設備的運行情況，對報警、緊急停機等事件做出實時記錄。
2PLC控製的硬件設計
根據該廠車間工藝的特點及控製任務，本方案控製係統的主控製器選用了S7—300可編程控製器，並以主從方式通過PROFIBUSDP纜線完成連接。上位監控機設置在中心控製室，通過PLC控製係統（plc皮帶控製係統）來控製變頻器的起動停止操作。係統檢測信號經PLC處理後對直接與變頻器連接的電動機進行自動控製．並通過PLC對各電機進行短路、斷路以及過流、過載等情況的監測及保護。PLC及變頻器控製係統結構框圖如圖1所示，硬件選型如表1所示。
3控製係統的結構設計
1)在本係統中，作為上位機與PLC進行通信，並實時采集皮帶跑偏信號和設備運行狀態及時顯示仿真畫麵及測試數據的是工業控製計算機;而根據外部的輸入信號，執行對應的程序，控製變頻器、電機實現對應功能是皮帶控製PLC，它同時承擔向上級工業控製計算機發送工作組態信息，接收上級工業控製計算機發送的事故停機信號，實現事故停機處理功能並啟動報警設備的任務。
2)本係統有自動和手動兩種控製方式。在手動方式下，皮帶電機通過開關進行控製;在自動方式下，以各皮帶電機作為控製對象，按逆物料方向順序起動，按順物料方向順序停止;故障時要停掉本段及前麵所有的傳送帶;另外利用物重傳感器檢測皮帶上物體的重量信號，將信號送入PLC後利用PLC內置的PID調節器計算後產生的的控製信號送變頻器去控製電機的工作頻率與轉速。
4控製軟件設計

該係統軟件設計核心是運輸帶電機控製程序，其次是PID控製程序。
4．1運輸電機控製程序
運輸電機控製程序除了控製度電機的正常運轉外，主要考慮避免物料堆積而需要控製各皮帶電機起、停順序和故障停機順序［2］。舉例:以運往包裝庫的A線自動控製方式為例，A線由1號、2號、3號皮帶組成。1號為近端皮帶，3號為遠端皮帶，控製程序流程如圖4所示。
plc皮帶控製係統
啟動時，先啟動遠端的3號皮帶，然後檢測3號皮帶的運行信號，如果檢測到3號帶有運行信號，則啟動2號帶，如果檢測不到3號帶的運行信號，則不能啟動2號帶，其他皮帶起動順序依此類推。停止時，先停進料口，先檢測進料口的關閉信號，如果檢測到時料口關閉，且1號帶上物品已運出，即1號皮帶空，則先停近端的1號皮帶，如果檢測不到進料口關閉信號，或檢測不到1號皮帶上物品運出的信號，則不能關閉1號帶，其它們皮帶停止順序依此類推。故障時，若1號帶故障，則將進料口關閉，2號，3號繼續運行直至將皮帶上的物品運出為止;若2號故障，則將進料口關閉，1號，2號皮帶都關閉。若3號故障，剛將整條運輸線包括進料口全部關閉。按此順序起停各段皮帶，將有效防止物料堆積。
4．2PID控製程序
物重傳感器檢測到物重後經A/D轉換模塊進行模數轉換，送入PLC與設定好的相應物重值進行比較，經PIC內置PID調節器計算出輸出信號，用以控製變頻器的輸出頻率，從而控製電動機的轉速。
這樣得到的電機轉速相對恒定，且波動比較小，皮帶張力恒定［3］。S7－300係列PLC中的CPU315－2DP提供了PID運算指令。應用時與PLC配套的STEP7Micro/Win編程軟件通過梯形圖設定PID控製參數。
5係統運行結果
1)采用S7—300PLC技術的水泥傳送帶運輸係統，運行效果良好，可以對物料進行自動控製，也可以對現場設備的運行狀況進行遠程監測．實踐證明重建後係統故障率降低、工作可靠提高、性能更穩定，操作更方便，且整個係統易於維護，生產效率大大提高．另外可以通過設置應用軟件參數隨時改變工藝參數，使係統的靈活性大大提高。
2)本控製係統根據傳送帶上的載量大小利用變頻器來調節電機的轉速。因為調速範圍寬，係統的一大優點是:綜合節電效果更好，綜合用電僅為傳統係統的80%～85%。並且功率因數提高到0．97，所以經濟效益好。另外由於變頻器的軟啟動功能，通過電機的慢速起動帶動帶式輸送機緩緩起動使起動過程中形成的張力波很小，大大減少起動過程對傳送帶的損害。

本文源於網絡轉載，如有侵權，請聯係刪除