西门子PLC在皮带机连锁控制的应用

王志杰

摘 要：随着生产要求的不断提升，在很多能源化工企业中，已经开始广泛运用皮带运输机。铁矿开采过程中所运用的皮带运输系统具有类型杂、设备多、物料量大、距离远等特点，一旦在运行过程中一条皮带出现问题，就会对整个系统的运行造成影响，所以在对机器进行自动化改造的过程中，需要应用连锁控制。文章以自动化改造为研究基点，提出以西门子PLC技术为依托的铁矿皮带连锁控制系统，以期能够提升铁矿运输系统的稳定性与可靠性。

关键词：西门子PLC；铁矿；皮带机；连锁控制

前言

PLC技术在很大程度上解决了传统工业领域中存在的很多问题，所以，在绝大多数自动化控制领域中，PLC技术都得到了应用和发展。该技术在编程方面相对方便，且具有很强的抗干扰能力，能够在比较恶劣的环境中正常使用。与传统的控制系统相比，具有操作简单、可拓展性强、维护便利等优势。

1 西门子PLC的优势

PLC技术在不同领域中应用会展现出不同的应用优势，在铁矿皮带机连锁控制系统中，具有以下几方面的优势：

第一，编程简单。运用该技术，相关的操作人员能够更容易对梯形图语言进行掌握，表现的相对直观，只需要简单培训，便能够掌握最基础的编程方法，在很大程度上节约了企业人才培训的成本[1]。另外，该技术的模块化与系列化特征非常明显，还拥有多个软件，用户可以根据自身需求进行自由组合，最后将输入与输出信号接在端子上即可。

第二，可靠性强。铁矿生产过程中会产生大量粉尘，且与高压的距离相对较大，皮带机装置的中心如果运用PLC控制器，便能够克服设备因连续工作而产生的相关故障。该技术在应用过程中可以克服各种恶劣环境，极大的提升了设备运行的稳定性与可靠性。

第三，灵活配置。PLC具有非常灵活的系统组态，且处理能力很强，在实际情况出现变化时，只需要有针对性的对程序进行改变，便可以完成组态。

第四，拓展性强。PLC的组网能力与扩网能力也非常强，有利于在皮带控制系统中加入新的设备，与传统控制系统相比，能够节省大量人力与财力。

2 系统设计过程中的要求

本研究中所运用的皮带系统由六条皮带组成，将其描述为1*-6*。铁矿中的皮带机连锁系统在启动时是从6*-1*依次启动的，也就是说，系统从物料目的地一端先启动，而停机时则相反，顺序是从1*-6*。在传统的操作系统中，工作人员只是单纯的以实际现象信号为依据，进行皮带的启动与关闭，在这个过程中，需要严格掌握时间间隔，一但出现失误，便会对整个系统产生影响，系统的稳定程度相对较低。

应用西门子PLC技术以后，将铁矿皮带机升级为连锁控制，启动机器时，主变频器与从变频器同时启动，停机时也一同停止，如果其中任何一台变频器出现问题，其他变频器也会立即停止工作[2]。在应用传统继电器进行系统控制的情况下，如果一条皮带的开关或拉绳出现偏差，就会直接导致整个系统故障。为了避免出现电机带负荷启动的现象发生，只能通过人工铲除皮带上残留的物料，这种方式不仅延长了生产时间，还耗费了人力成本，非常不利于生产。而在PLC的控制下，系统安装了中间继电器，可以实现一条皮带保护开关工作，皮带机上游皮带一旦出现故障，就会立即启动停机系统，而下游皮带则可以正常运转，直到物料全部运输完毕。这时再将系统停止，查看故障，之后清除皮带上游物料即可。这种方法在很大程度上节省了物料清除时间与人力，如果应用于相对复杂的传送系统中，会有更加良好的效果。

3 硬件装置的组成

以系统控制要求为基础，我们可以知道，该系统需要十个输入端口，而输出端可以显示出皮带电机的主回路，也可以显示出皮带在传送过程中出现的故障。因此，输出端口需要十二个。所以，该系统硬件需要选择输入端口18、输出端口12的西门子PLC[3]。

在具体输入/输出端口接线过程中，输入端的子接线中，SBO输入端的启动按钮为00编号端，而01-06编号端则分别对应1*-6*皮带的保护开关，保护开关主要包括皮带偏移、拉绳、电机热继电保护等，在一个皮带中，可以将这些开关线进行并联，之后再与输入端相接。07作为SB7的停止按钮，08为复位按钮，09为关闭保护开关。除此之外，06端对应的是1*故障显示输出，07端对应的是2*故障显示输出，00-03则对应的是3*-6*。

4 系统操作流程

在系统操作以前，需要先进行复位，之后观察所有皮带的故障指示灯，如果没有显示出现故障，便可以启动。按下启动按钮之后，以事先设定好的启动顺序与延长时间为基础进行启动，运输完成后，按下停止按钮，设备便会依照设定顺序与延长时间依次停止。

运行过程中，如果有皮带出现保护开关现象，那么该皮带与其上游的所有皮带都会停止，其故障指示灯也会显示，而该皮带下游的皮带还会继续运转，完成物料运输[4]。这时如果操作人员按下停止按钮，运转中的皮带会以事先设定好的延迟时间依次停止，再按下复位按钮，可以同时停止运行皮带，在工作人员将故障皮带以及上游物料清理干净以后，便可以再次启动设备。

而关闭保护开关的作用是解除系统中的保护开关功能，在铁矿运输的过程中，一般是严禁闭合该开关的，以保证各个皮带的保护开关拥有其应具备的保护功能。

5 结束语

以PLC技术为基础的铁矿皮带机连锁控制系统具有体积小、安装便捷、稳定性高、安全性强等优势，另外，该系统拥有非常方便的拓展功能。在实际运行过程中。可以根据具体情况加减系统所使用的皮带数量，软件部分也可以以相应的规律与程序为基础进行合理修正，在间隔时间的修改上也非常方便，只需要调整*之后的数字便可以完成。如果单条皮带的运输线路比较长，需要适当增加保护开关的数量，而这一过程只需要并联原保护开关即可。

参考文献

[1]高雷.PC-584可编程序控制器在高炉上料系统中的应用[J].仪器仪表与分析监测，2011，22（12）：98-101.

[2]刘洲峰，赵立银，杜俊俐，等.乳化沥青生产线自动控制系统的研制[J].郑州纺织工学院学报，2013，9（5）：132-134.

[3]冯星华，张海洪，谈士力，等.PLC与个人计算机间串行通讯及程序设计[J].机电工程，2012，2（11）：247-248.

[4]张定全.故障诊断专家系统实时数据库获取现场实时数据的方法[J].自动化仪表，2014，11（16）：155-156.