PLC技术在皮带运输机中的应用

陈金华+赵焕鑫+李国华+崔守娟

摘要：以普通机械皮带运输机为研究对象，研究皮带运输机的工作方式和控制方法。采用三菱PLC控制皮带运输机，以FX2N-24MPLC为主控器，基于梯形图编程方式，用顺序控制思路设计控制程序，实现PLC对皮带运输机的自动、精准控制。

关键词：皮带运输机；PLC；设计；梯形图

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2017）09-0081-02

皮带运输机又被称作带式输送机，是一种常见的连续运输机械，具有运输距离长、运输能力大、工作阻力小、便于安装、耗电量低、磨损较小等优点，广泛应用于砖石厂、港口、电厂、农业、轻工业等领域。皮带运输机是运用皮带的无极运动运输物料的机械。传统的皮带运输机采用继电接触器控制方式，长期使用后故障率较高，各种元器件（包括继电器）维护和检修困难。为此，以普通机械皮带运输机为研究对象，通过研究其工作方式和控制方法，对传统的皮带传输机设备进行改造。通过分析确定采用三菱PLC对皮带机进行控制，简化传统继电器控制系统的硬件结构，使运输控制更加精准。

1 皮带运输机的组成

1.1 硬件组成

可编程控制器（PLC）是一种以微处理器为核心的工业控制装置。它把老式继电接触器控制系统和计算机技术的功能结合起来，具有可靠性高、灵活通用、编程简单、使用方便等优点，在机电一体化、工业控制系统自動化方面应用广泛。

传感器是一种检测装置，能感受被测量的信息，并将其按一定规律变换成电信号或其他所需信息输出形式，以满足信息传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。根据基本感知功能，传感器分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。试验中主要使用光敏元件和磁敏元件，这二者能使传输更加精确，并在一定条件下用以判断物料的材质。

1.2 控制系统组成

皮带运输机PLC自动控制系统主要由信号采集系统和信号处理系统构成。信号采集系统的主要作用是依靠继电器和各种传感器收集电机启停状态和设备开关量。信号处理系统主要使用可编程控制器和继电触点系统进行信号的运算及显示。

2 皮带运输机控制要求

原料皮带运输机的结构见图1。

货料从料斗中输出，通过PD1、PD2两台皮带运输机送出；电磁阀M0操控电动机M从料斗向PD供料，以实现功能运行。

系统控制功能如下：

1） 初始状态。皮带PD1、皮带PD2和料斗全部处于关闭状态。

2） 系统启动。启动时逆向运送货料，方向按一定的时间间隔顺序启动，以防前段运输皮带上有物料堆积。在料斗中放料，光纤传感器1检测到物料后，PD1转动。延时5 s，光纤传感器2对物料进行判断。当物料为1，PD2正向转动，当物料为2，则PD2反向转动

3） 系统停止。顺物料流动方向必须按一定时间间隔顺序停止，以免停止时皮带上留有残留货料。停止顺序为：料斗→延时5 s→皮带PD1→延时5 s→皮带PD2。

4） 故障停车。在皮带运输机运行过程中，若皮带PD1过载，应把料斗和皮带PD1同时关闭，皮带PD2应在皮带PD1停止10 s后停止。若皮带PD2过载，应同时关闭皮带PD1、皮带PD2（M1、M2）和料斗M0。

3 PLC地址分配

运用PLC进行控制，可高效持续运送传输物料，相较于传统运输提升了效率。系统的I/O地址分配如表1所示，由2个输入端子和3个输出端子组成。

4 PLC梯形图程序设计

梯形图语言是PLC程序设计中最常用的编程语言，是与继电器线路类似的一种编程语言。考虑到传统的皮带运输机均为继电器控制，故采用梯形图编程方式。皮带运输机的启动程序梯形图如图2所示。

5 结语

PLC电气控制系统是强电与弱电混合系统，应兼顾元件布置和布线走线。动力线与PLC的输入、输出弱电线分开，接触器、空气开关应与PLC 相隔一段距离，以减少电磁干扰。控制系统可实现皮带运输机的顺序启停、故障处理等功能，提高皮带运输机的性能与效率，而传感器会使传输更加准确。在实际生产中，控制系统可应用于产品的流水线生产过程，用以提高生产效率。

参考文献

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Abstract： Taken general mechanical conveyor belt as the research object， then study the working mode and control methods. Using Mitsubishi PLC to control the belt conveyor， FX2N-24M PLC as the main controller， based on ladder programming，and using sequential control design ideas to control procedures， realized automatic and accurate control to belt converyer by PLC.

Key words： belt conveyer； PLC； design； ladder diagramendprint