基于PLC的传输带控制系统设计

基于PLC的传输带控制系统设计

李光亮

神东煤炭集团补连塔煤矿，内蒙古鄂尔多斯伊金霍洛旗017209

摘要：PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采用先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。与同等规模的继电器控制系统相比，由PLC组成的外部电气控制系统将电气线路和开关节点减少了数百甚至数千次，更适合工业环境，大大降低了故障率。此外，PLC具有硬件故障自检测功能，一旦发生故障可及时报警信息。在软件编程中，可以将程序设计人员编写成外围设备故障的自诊断程序，使系统中的电路和设备除PLC主机模块外还可以获得故障的自诊断保护。

关键词：PCL；传输带；控制系统；设计；

三输送带常用于工厂生产流水线和货物的输送。在传统的继电控制系统中，电路的重构和维护是非常困难的。采用三菱FX2N系列PLC对传动带控制系统进行改造，大大提高了生产效率，节约了人工成本，大大提高了自动化程度。以维修电工检测装置自动装料系统模块为例，设计了三传动带控制系统。

一、概述

以高级维修电工考核装置中自动运料装车系统为例，如图1所示。S1为接近传感器（用自锁按键K1模拟），用来检测运料小车进库和小车装料完成，SQ1为系统单步运行监测和自动运行的方式转换开关，SQ2为系统急停开关，SB1为系统单步运行监测的控制开关，L1为红色指示灯，L2为绿色指示灯，M1、M2、M3为三节传输带处的电机，K1为漏斗。

二、三节传输带控制系统设计要求

1.初始状态是L1熄灭、L2常亮，表示允许汽车开进库房装料，料斗K1、电动机M1、M2、M3皆为OFF。当汽车到来时，接近开关（用S1接通表示）检测到得电，L1长亮，L2熄灭，M3运行，电动机M2在M3运行10s后运行，M1在M2运行10s后运行，K1在M1运行10s后打开出料。当物料装满后（用S1断开表示），料斗K1关闭，电动机M1延时10s后关断，M2在M1停10s后停止，M3在M2停10s后停止，L2长亮，L1熄灭，表示汽车可以开走。

2.传输带控制系统在整体运行之前，必须进行单步运行测试（单个皮带的测试）。通过控制面板上面的点动按键SB1进行测试。单步运行测试的过程如下：SB1—电机M1运行5s后停止—SB1—电机M2运行5s后停止—SB1—电机M3运行5s后停止—SB1—漏斗K1运行5s后停止。

3.传输带在运行过程中，如果遇到各类意外事故，需要紧急停止时，按下操作面板上面的急停按键SQ2，传输带应立刻停止。再启动时，必须复位急停开关，传输带方可重新开始运行。

4.传输带在运行过程中发生突然断电时，传输带停止运行并保持断电瞬间的状态。恢复供电后，传输带接着断电瞬间保持的状态继续运行。

5.I/O接线图（如图2所示）

三、传送带控制系统启停程序

1.传送带控制系统启停程序。按下启动按钮0.00，工作继电器W0.00得电形成自锁，使后续程序能够得以运行。当急停开关1.11保持开位或复位按钮0.06按下时，工作继电器W4.00工作，使启动自锁，使程序停止运行。1.04为手动/自动选择开关，当其为开位时常，程序为自动运行状态，其处于关位时，程序为手动运行。

2.皮带传送带启动程序。当中间继电器W0.00得电，自动循环保持，并且中间继电器W0.00常开触点闭合，工作继电器W1.04得电，电机M4启动，皮带传送带4启动;同时定时器TIM0001开始定时5s，5s后定时器TIM0001的常开触点闭合，工作继电器W1.03得电，电机M3启动，皮带传送带3启动;同时定时器TIM0002开始定时5s，5s后定时器TIM0002的常开触点闭合，工作继电器W1.02得电，电机M2启动，皮带传送带2启动;同时定时器TIM0003开始定时5s，5s后定时器TIM0003的常开触点闭合，工作继电器W1.01得电，电机M1启动，皮带传送带1启动。当所有皮带传送带都稳定运行5s后，定时器TIM0004的常开触点闭合，并且没有任何故障提示，装货指示灯100.05亮，表示可以装货。

四、控制程序的编制

1.状态转移图也称为顺序功能图表（SFC法），用于描述控制系统的控制过程，具有简单、直接、易读的特点，是设计PLC顺序控制的一种有力工具。鉴于以上优点，顺序功能图法（SFC法）是PLC程序设计的最佳选择。本系统的控制程序中主程序采用顺序功能图法（SFC）法。

2.根据系统控制要求，程序编写中使用了一些特殊功能的辅助继电器，具体罗列如表1所示。

3.系统紧急停止时，按下操作面板上面的急停按键SQ1，传输带应立刻停止。再启动时，必须复位急停开关，传输带重新开始运行。采用特殊辅助继电器M8031、M8032。具体的程序实现如图2梯形图所示。

4.传输带在运行过程中发生突然断电时，传输带停止运行并保持断电瞬间的状态。恢复供电后，传输带接着断电瞬间保持的状态继续运行。具体如图3所示。

五、皮带传送带正常停止辅助程序

按下停止按钮0.07，工作继电器W2.01得电并自锁，工作继电器W2.01常闭触点断开，电机M1停止，皮带传送带1停止，同时定时器TIM0005定时5s，5s后定时器TIM0005常开触点闭合，电机M2停止，皮带传送带2停止，同时定时器TIM0006定时5s，5s后定时器TIM0006常开触点闭合，电机M3停止，皮带传送带3停止，同时定时器TIM0007定时5s，5s后定时器TIM0007常开触点闭合，电机M1停止，皮带传送带1停止。

六、皮带传送带故障停止辅助程序

当按下故障1模拟按钮0.01，工作继电器W3.01得电并自锁，电机M1停止，皮带传送带1停止，同时定时器TIM0008开始定时5s，5s后定时器TIM0008常开触点闭合，电机M2停止，皮带传送带2停止;同理，皮带传送带依次停止，直到皮带传送带4停止。当按下故障2模拟按钮0.02，工作继电器W3.02得电并自锁，电机M2停止，皮带传送带2停止，工作继电器W3.02常闭触点断开，电机M1停止，皮带传送带1停止;同时定时器TIM0009开始定时5s，5s后定时器TIM0009常开触点闭合，电机M3停止，皮带传送带3停止;同理，皮带传送带依次停止，直到皮带传送带4停止。当按下故障3模拟按钮0.03，工作继电器W3.03得电并自锁，电机M3停止，皮带传送带3停止，工作继电器W3.03常闭触点断开，电机M1、M2停止，皮带传送带1、2立即停止。当按下故障4模拟按钮0.04，工作继电器W3.04得电并自锁，电机M4停止，皮带传送带4停止，工作继电器W3.04常闭触点断开，电机M1、M2、M3停止，皮带传送带1、2、3立即停止。

七、程序调试

（1）在计算机上采用GXDeveloper编程软件，选择SFC块，编写PLC程序，编写完成，下载到PLC。（2）按照系统I/O接线图，用跨接线将PLC主机模块与自动运料小车系统模块连接完毕。（3）按照系统控制要求，调试完善程序。

总之，如果将该三节传输带控制系统移植到工厂流水线生产、货物传输系统的控制设备中，将会对生产工艺的改革起到很大的推进作用，进一步加强企业的产品的质量，降低人力成本，企业会取得明显的经济效益。

参考文献：

[1]刘青云，王丹，浅谈基于PLC的传输带控制系统设计.2017.

[2]王海英，郎秋月，探讨PLC的传输带控制系统设计与实现.2017.