基于PLC皮带传输系统的研究

王泽平

（淮阴工学院，淮安 223002）

0 引言

皮带传输机是企业当中很常见的一种传输设备。由于其经济适用输送量大等特点被广泛应用于轻工业、化工、机械等各个行业。随着很多的控制元件的不断出现，有着突飞猛进的发展。其中应用最多的数PLC即可编程控制器。PLC控制系统以其可靠性高、稳定性好、电路简单灵活等特点被广泛的应用的于工业生产的自动化设备中。随着PLC技术的发展，已经成为一个智能控制大大的超出了过去的继电器电路，而且价格相对而言也便宜不少。被大量应用于各种的企业做出了很大的贡献。本文中就使用PLC控制系统来实现对皮带的控制。

传统的由继电器系统控制的皮带传输系统电路复杂，而且出现的故障较多，PLC控制的皮带传输系统可以很好的简化电路，提高自动化的程度，可以实现对皮带传输机进行多种控制和保护。PLC才用的循环扫描的工作方式，PLC的CPU每次只能进行一个操作，而且是按照顺序执行，从第一条指令开始执行直到最后一条，然后进行循环执行。PLC通过用户编写的梯形图进行工作，系统按照一定的频率扫描各个输入点，再进行运算后向各个输出点进行输出控制信号。

1 方案比较

首先选取PLC型号，才能对系统的控制方案做出研究。对于输入、输出也就是我们常说的I/O口的选择，应该尽量比实际需要的总点数多出20%左右，对于以后改造系统才有帮助。而对于PLC存储容量只能作出估算。

PLC控制的皮带传输系统的被控制部分由强电电路组成，控制部分由PLC和部分按键组成，系统的工作由PLC进行程序实现。本文所设计的PLC控制的皮带传输系统，要求的是对四段皮带传输机的控制即由四台电动机带动四条皮带的传输机。达到的效果的是在启动系统时，最后一台皮带传输机第一个工作，在5s之后其他依次工作；在停止时，第一皮带传输机和前面的皮带立即停止，然后依次停止其他皮带；在故障时，先停止故障的皮带传输机，在传完料后其它的传输机也停止工作。

如采用传统的继电器接触器控制系统时，由4个接触器KM1、KM2、KM3、KM4来分别对A、B、C、D这4段皮带传输机进行控制。为了满足启动时要求各个接触器的工作顺序应为：KM4吸合经过KT1延时5s后，KM3吸合经过KT2延时5s之后，KM2吸合经过KT3延时5s后，KM1吸合。为了满足停止时的要求：KM1动作经KT4延时后，KM2动作经过KT5延时后，KM3动作经过KT6延时后，KM4动作。

可以看出传统的继电器接触器系统使用很多的接触器和时间继电器，又有很多的触点，多达几十个。电路很复杂，接线也比较麻烦。对于传统的系统维修起来很不方便，一旦发生故障，就对生产造成了一定的影响。综上分析PLC控制系统有一定的优势。

2 PLC控制系统硬件组成

由按钮SB1和SB2来作为皮带传输机控制装置的输入器件，作为启动和停止的信号，KM1、KM2、KM3、KM4作为输出器件，连接主机输入点0.01——0.04作为故障或重载设定。系统进行顺序控制，我们结合输入输出来选用欧姆龙的系统，选用CPU22的CPU型号,CJ1M的设备类型，SYSMAC WAY的网络类型。PLC控制皮带传输系统中I/O口如图1和表1的分配。

图1 I/O口的分配与接线

表1 I/O口分配

3 PLC控制皮带传输系统的软件设计

要设计好一个软件控制系统，首先就要认识PLC控制系统是如何进行控制的，而且要设计出一些常规问题的解决办法的程序，最后才能准确的设计出该控制系统。

3.1 PLC控制系统的相关运行状态

3.1.1 正常运行过程

按下启动按钮SB1时，皮带系统开始工作，PLC输出1.04置位，皮带D开始工作。然后线圈M1得电，常开触点闭合。定时器TIM00开始工作，5s延时结束后，常开触点T0000闭合，皮带C开始工作。线圈M2得电，M2线圈的常开触点闭合，TIM01开始工作，延时5s后，常开触点M3闭合，皮带B开始工作。线圈M3得电，M3线圈的常开触点闭合，TIM02开始工作，延时5s后。线圈T0002的常开触点闭合，A皮带开始工作。

按下停止按钮SB2时，A皮带输出为1.01时，停止工作。M4线圈得电，常开触点闭合。定时器TIM03开始工作，5s延时后，线圈T0003的常开触点闭合，皮带B输出1.02停止工作。线圈M5得电，M5的常开触点闭合，TIM04开始延时，5s后，TIM04停止工作。线圈T0004常开触点闭合，C皮带输出1.03开始工作。线圈M6得电，常开触点闭合，TIM05开始工作，延时5s后，线圈T0005闭合，D皮带输出1.04停止工作。

3.1.2 故障状态

当皮带A出现输入为0.01高电平时，为故障。此时A皮带立即停止工作。线圈M7得电，线圈的常开触点闭合，TIM06开始延时，定时5s后，线圈T0006闭合，B皮带输出1.02，停止工作。线圈M8得电，线圈的常开触点闭合，TIM07开始工作，延时5s后，线圈T0007常开触点闭合，C皮带输出1.03停止工作。线圈M9得电，线圈的常开触点闭合，TIM08开始工作，延时5s后，线圈T0008触点闭合，D皮带输出1.04停止工作。

当输入为0.02高电平时，皮带B出现故障。此时A皮带首先输出1.01停止工作，同时B皮带输出1.02停止工作。此时线圈M10得电，线圈常开触点闭合，TIM09开始延时，延时5s后，线圈T0009常开触点闭合，皮带C输出1.03后停止工作。线圈M11得电，其常开触点闭合，TIM10开始延时，延时5s后，线圈T0010常开触点闭合，皮带D输出为1.04停止工作。

当皮带C输出为0.03高电平时，皮带C出现故障。皮带A输出1.01、皮带B输出1.02、皮带C输出1.03后停止工作。线圈M12得电，线圈M12常开触点闭合，定时器TIM11开始工作，延时5s后，线圈T0011常开触点闭合，皮带D输出1.04停止工作。

当皮带输出为1.04高电平皮带D出现故障。皮带A输出1.01，皮带B输出1.02，皮带C输出1.03，皮带D输出1.04停止工作。

3.1.3 重载状态

当皮带A输入为0.01高电平时，皮带A开始工作。此时定时器TIM06开始工作，延时5s后，线圈T0006常开触点闭合，皮带A输出1.01停止工作。线圈M7得电，常开触点闭合，TIM07开始延时，5s后延时结束。线圈T0007常开触点闭合，皮带B输出1.02停止工作。线圈M8得电同时常开触点闭合，定时器TIM08开始延时，5s后延时结束。线圈T0008常开触点闭合，皮带C输出1.03停止工作。线圈M9得电，其常开触点闭合，TIM09开始延时，5s后延时结束。线圈T0009闭合，皮带D输出1.04停止工作。

当皮带B载物时，输入为0.02高电平时，皮带A同时停止工作。线圈M10得电，其常开触点闭合，定时器TIM10延时5s后结束，线圈T0010常开触点闭合，皮带B输出1.02停止工作。此时线圈M11得电，其常开触点闭合，定时器TIM11延时5s后结束。线圈T0011常开触点闭合，皮带C输出为1.03停止工作。此时线圈M12得电，其常开触点闭合，定时器TIM12开始延时，5s后结束，TOO12线圈的常开触点闭合，皮带D停止工作。

当输入为0.03时，皮带C开始载物。皮带A输出1.01，皮带B输出1.02皆停止工作。此时线圈M13得电，其常开触点闭合，定时器TIM13开始延时5s后，线圈T0013闭合，皮带C输出1.03停止工作。此时线圈M14得电，其常开触点闭合，定时器TIM14延时5s后停止工作，线圈T0014闭合，皮带D输出1.04停止工作。

3.2 程序设计

PLC程序基本的要求是能够正常的运转，正确的进行各个部件的分配。程序也要具有一定的可靠性，PLC能在不同的条件下进行工作。为了保证PLC在很多突发事件的情况下，也能正常工作，所以在实际的现场，具有一定的可靠性的PLC系统

很重要。程序应尽可能的短，扫描周期也应缩短。

编程是我们利用PLC进行控制皮带传输系统的核心内容，基于对工作流程图的分析。我们可以利用两种方法进行编程，一是设计好梯形图后，先将编好的梯形图转换为指令助记符，然后利用PLC的辅助编程软件通过电缆来将程序下载到PLC当中去。二是直接利用指令助记符进行编程，然后直接下载到PLC当中去。输入PLC的程序先要进行测试工作，为了排除程序设计过程中的疏漏的地方。一切正常时，我们可以制作PLC硬件好，进行现场的整个系统的调试，将问题一一排除。

4 结束语

以上是基于PLC皮带传输系统的设计，可以说整个设计核心的是软件的设计。相较于继电器接触器系统没有复杂的硬件电路，改变控制状态时也不需要重新设计和安装，只需要改变程序设计。使更新的周期缩短了，加大了硬件的使用效率。PLC目前在工业上有着很重要的应用，很多的企业都加以使用，大大提高了生产效率减小了投入资金。

[1] 廖常初. PLC编程及应用[M]. 机械工业出版社, 2003.

[2] 王振民. PLC原理及应用[M]. 大庆: 大庆石油学院, 1998.

[[3] 俞元奎, 罗耀华. 可编程序调节器控制其原理与应用[M]. 哈尔滨工程大学出版社, 1997.

[4] 钟肇新. 可编程序控制器原理[M]. 华南理工大学出版社, 2001.