膠帶輸送機是一種連續運輸設備，既可以運送散狀物料，也可以運送成件物品。它具有結構簡單、輸送量大、噪音小等特點。早期的膠帶輸送機的電氣控製大多采用繼電器、接觸器控製、手工操作的方式，存在勞動強度大、能耗嚴重、維護量大、可ke靠kao性xing低di等deng缺que點dian。隨sui著zhe技ji術shu的de進jin步bu，生sheng產chan機ji械xie對dui電dian器qi自zi動dong控kong製zhi提ti出chu了le更geng高gao的de要yao求qiu，繼ji電dian器qi控kong製zhi係xi統tong已yi難nan以yi適shi應ying生sheng產chan過guo程cheng的de需xu求qiu。為wei此ci，采cai用yongPLC技術控製膠帶輸送機是十分必要的。
可編程邏輯控製器(PLC)是以微處理器為基礎，綜合自動控製、計算機和通信技術發展起來的通用工業自動控製裝置，與其他工業控製裝置相比較，PLC有以下特點：①可靠性高，抗幹擾能力強。②使用方便、通用性強、配置靈活、能滿足各種要求的控製係統，當生產工藝改變，控製要求發生變化時，隻需改變控製程序。既：可以控製1台生產機械，又可以控製一個生產過程。③容易掌握，編程較簡單。④體積小，易於裝入設備內部，是實現機電一體化的理想控製設備。⑤維修方便，PLC采用模塊化結構，使維修也極為方便。
金能公司原14井(jing)地(di)麵(mian)輸(shu)煤(mei)裝(zhuang)車(che)自(zi)控(kong)係(xi)統(tong)中(zhong)，要(yao)求(qiu)在(zai)遠(yuan)離(li)輸(shu)煤(mei)走(zou)廊(lang)的(de)主(zhu)廠(chang)房(fang)控(kong)製(zhi)室(shi)裏(li)對(dui)輸(shu)煤(mei)線(xian)的(de)運(yun)輸(shu)設(she)備(bei)進(jin)行(xing)控(kong)製(zhi)，並(bing)實(shi)時(shi)監(jian)測(ce)設(she)備(bei)的(de)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai)。當(dang)時(shi)使(shi)用(yong)的(de)是(shi)繼(ji)電(dian)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)，線(xian)路(lu)複(fu)雜(za)，維(wei)修(xiu)難(nan)度(du)大(da)，事(shi)故(gu)率(lv)高(gao)。輸(shu)煤(mei)係(xi)統(tong)中(zhong)有(you)4台輸送機在整個控製係統中起著極為重要的作用，若其中1台輸送機出現故障，後麵輸送機就會出現堆煤壓車事故，影響煤炭外運。後來，在技改過程中，根據膠帶運輸的實際情況，選用PLC對(dui)原(yuan)有(you)的(de)電(dian)控(kong)係(xi)統(tong)進(jin)行(xing)了(le)自(zi)動(dong)化(hua)改(gai)造(zao)，實(shi)現(xian)輸(shu)煤(mei)設(she)備(bei)的(de)聯(lian)鎖(suo)控(kong)製(zhi)以(yi)保(bao)證(zheng)其(qi)可(ke)靠(kao)性(xing)，並(bing)針(zhen)對(dui)此(ci)問(wen)題(ti)進(jin)行(xing)了(le)硬(ying)件(jian)及(ji)軟(ruan)件(jian)設(she)計(ji)。其(qi)功(gong)能(neng)特(te)點(dian)如(ru)下(xia)：係統設有自動／手動兩種控製方式。微機控製箱上有正常起車、正常停車、緊急停車、故障複位等按鈕。當係統發生故障時，隻有排除故障後按下複位按鈕才能重新起車。本係統在投入運行後，整個係統安全可靠、穩(wen)定(ding)性(xing)高(gao)，能(neng)夠(gou)準(zhun)確(que)地(di)完(wan)成(cheng)控(kong)製(zhi)操(cao)作(zuo)，並(bing)且(qie)能(neng)對(dui)現(xian)場(chang)出(chu)現(xian)的(de)各(ge)種(zhong)突(tu)發(fa)事(shi)件(jian)及(ji)時(shi)做(zuo)出(chu)響(xiang)應(ying)。減(jian)少(shao)了(le)維(wei)修(xiu)量(liang)，保(bao)證(zheng)了(le)係(xi)統(tong)運(yun)行(xing)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)，提(ti)高(gao)了(le)工(gong)效(xiao)，取(qu)得(de)了(le)良(liang)好(hao)的(de)效(xiao)果(guo)。本(ben)文(wen)將(jiang)主(zhu)要(yao)介(jie)紹(shao)PLC的控製應用。
2、膠帶輸送機集中控製係統的結構及工作過程
2.1膠帶輸送機的結構
膠帶輸送機由膠帶、驅動裝置、托輥、機架、張緊裝置、製動裝置、清掃器等零部件組成。原材料輸送機輸送示意圖如圖1所示。
2.2膠帶輸送機的電氣控製要求
設計目的和技術要求：
(1)輸送係統啟動時先啟動最後1台皮帶機PD4，然後間隔15s，從後向前依次啟動各台皮帶機。
（2）輸送係統停車時先停止最前麵1台皮帶機PD1，物料運送完畢後，以30s時間間隔依次從前向後停止各台皮帶機。
(3)當某台皮帶機發生故障時，該皮帶機和前麵的皮帶機立即停車，而該皮帶機以後的皮帶機待物料運送完後停車。例如，當膠帶輸送機PD2發生故障，PD1、PD2立即停車，延時30s後PD3停車，再經過30s後，PD4停車。
2.3膠帶輸送機的總體方案確定
膠帶輸送機控製可采用PLC控製與繼電器控製兩種控製方法，兩種控製方法的特點如下：
(1)方式。繼電器的控製是采用硬件接線完成，采用的是“觸點控製”形(xing)式(shi)，利(li)用(yong)繼(ji)電(dian)器(qi)觸(chu)點(dian)的(de)串(chuan)聯(lian)或(huo)並(bing)聯(lian)及(ji)延(yan)時(shi)繼(ji)電(dian)器(qi)的(de)動(dong)作(zuo)等(deng)組(zu)合(he)完(wan)成(cheng)控(kong)製(zhi)邏(luo)輯(ji)，隻(zhi)能(neng)完(wan)成(cheng)固(gu)定(ding)的(de)邏(luo)輯(ji)控(kong)製(zhi)。繼(ji)電(dian)器(qi)長(chang)時(shi)間(jian)使(shi)用(yong)觸(chu)點(dian)易(yi)損(sun)壞(huai)和(he)產(chan)生(sheng)接(jie)觸(chu)不(bu)良(liang)。因(yin)此(ci)，其(qi)可(ke)靠(kao)性(xing)與(yu)繼(ji)電(dian)器(qi)、接觸器觸點有關。而PLC組zu成cheng的de控kong製zhi係xi統tong是shi以yi計ji算suan機ji芯xin片pian完wan成cheng邏luo輯ji處chu理li和he數shu據ju處chu理li功gong能neng，由you專zhuan用yong軟ruan件jian實shi現xian控kong製zhi功gong能neng。其qi邏luo輯ji控kong製zhi在zai內nei部bu實shi現xian，大da量liang的de開kai關guan動dong作zuo由you無wu觸chu點dian的de半ban導dao體ti電dian路lu來lai完wan成cheng，壽shou命ming長chang、可靠性高。
(2)速度。繼電器控製邏輯是依靠觸點的機械動作實現控製，觸點的動作一般在幾十毫秒。另外，機械觸點還會出現抖動問題。PLC是由程序指令控製半導體電路來實現控製，速度快、嚴格同步、無抖動現象。
(3)限時控製。繼電器控製係統裏的時間繼電器定時精度不高，易受環境影響，而PLC定時器時鍾脈衝由晶體振蕩器產生，精度高、調整方便、定時範圍大、定時時間不受環境影響。
通過對兩種控製方式的比較，PLC控製方式控製效果比較好，可實現膠帶輸送機的自動化；而采用繼電器控製方式，這種控製方式還停留在人工操作，效果也不明顯。為此采用PLC控製膠帶輸送機是一個很好的選擇。PLC控製方式又分集中控製和分散控製兩塊。集中控製就是1台多個I/O點PLC控製多台設備，實行的是一對多的控製方式；分散控製是多台PLC，而每台的PLC的I/O點相對來說就比較少，實現的是多對多的控製方式。在PLC出現以前，硬接線電路的RLC是邏輯、順序控製的唯一執行者，它結構簡單、價格低廉，一直被廣泛應用，而PLC出現後，幾乎在所有方麵都超過了RLC。
3、控製係統的硬件電路設計
3.1 PLC選型及I/O表的分配
輸入信號：
啟動開關 需要1個輸入端
停車開關 需要1個輸入端
故障開關 需要4個輸入端
故障複位 需要1個輸入端
檢修控製 需要1個輸入端
現場控製 需要4個輸入端
以上共需12個輸入信號點，考慮到以後對係統的調整與擴充，需要留有備用點，確定共需14個輸入點。
輸出信號：
電動機 需要4個輸出端
故障報警燈 需要4個輸出端
以上共需8個輸入信號點，考慮到以後對係統的調整與擴充，留有15%~20%的備用點，共需要要10個輸出點。
根據膠帶輸送機係統的控製需求，在PLC的選型上，選用了德國SIEMENS公司的S7-200型PLC．S7-200PLC是一體化整體式PLC，具有結構緊湊、安裝簡單、擴展方便的特點。
基本CPU單元選用的是CPU224，主機的輸入輸出點數為24點，14點輸入，10點輸出；可擴展到168點數字量。
根據控製要求將輸入點與輸入信號、輸出點與輸出控製進行分配。I/O分配表如表l所示。
3.2PLC外圍電路的設計與電路圖
3.2.1 PLC外圍電路圖
SBl:啟動按扭(10.0)。SB2:停止按扭(10.1)。SB3-SB6:4台輸送機相對應的故障信號。經SB3-SB6(10.2~ 10.5)輸入PLC處理輸出。當其中任何1台輸送機發生故障，故障指示燈HL便開始報警。各種故障信號（過流、斷相、短路、過載）均可由這4個輸入端輸入。SB7:複位按鈕，SA-1:檢修轉換開關，SB8-SB11:現場控製按鈕。
3.2.2硬件電路主電路圖及說明
在圖3所示中，接觸器KM1控製電機Ml、接觸器KM2控製電機M2、接觸器KM3控製M3、接觸器KM4控製M4。在主電路中，每1台輸送機，都可由對
應的低壓電器來切斷電路，進行保護。刀開關QF起電源隔離作用。熔斷器FU作為電路短路保護。熱繼電器FR對電機提供過載保護。
3.3 電路的接線要求
在硬件電路圖的基礎上（見圖2、圖3），對相關的控製接線做具體要求：
(1)采用“遠程集中”控製，完全由PLC按照工藝要求來啟動生產線上各台設備。
(2)電動機容量小於lOkW或其容量不超過電源變壓器容量15%。20%，可實行直接啟動。
(3)交流接觸器的容量根據電機功率來選取，所有接觸器線圈電壓均為AC220V。
(4)所有電機都配有相應的低壓電器保護；具有短路、過載、過電流、斷相等保護功能。
(5)電控係統采用三相四線製供電係統。
4、控製係統的軟件設計
4.1軟件設計
在繼電器控製線路中，為達到某種控製功能，又要安全可靠，還要節約使用繼電器觸點，設置了許多製約關係的互鎖電路，而PLC是shi采cai用yong串chuan行xing掃sao描miao工gong作zuo方fang式shi不bu存cun在zai幾ji個ge支zhi路lu並bing列lie工gong作zuo的de因yin素su，互hu鎖suo條tiao件jian也ye可ke在zai軟ruan件jian編bian程cheng中zhong編bian製zhi進jin去qu，根gen據ju加jia工gong工gong藝yi要yao求qiu和he工gong序xu需xu要yao，同tong時shi考kao慮lv設she備bei的de可ke靠kao性xing、故障保護與報警狀態顯示的要求，以及實現係統各設備協調工作，用梯形圖語言編製整個控製程序。此PLC控製係統在集控方式下，係統可實現啟動、停車，並能顯示相對應的故障設備。在設備檢修狀態時，可由現場的操控箱進行現場就地控製。
4.2程序流程圖與梯形圖及說明
上電後PLC初始化，當按下啟動按扭，膠帶輸送機PD4先啟動，然後每隔15s啟動膠帶輸送機PD3、PD2、PD1。物料運送完畢需要停車時，隻需按下停車按扭SB2(10.1)，第一台輸送機PD1立即停止工作，以免繼續送料，然後以每間隔30s時間停止PD2、PD3、PD4輸送機。當某台設備出現故障時或在設備巡檢時發現隱患，按下故障按扭，這台輸送機以及之前的輸送機馬上停止工作，再通過30s定時器停止後麵的輸送機。係統動作過程的流程圖如圖4所示。
根據控製要求及流程圖，做出梯形圖並編寫出語句指令表，梯形圖如圖5所示，在程序中，QO.O、QO.1、Q0.2、Q0.3控製電機M4、M3、M2、Ml;Ql.0、Ql.l、Q1.2、Q1.3為故障報警輸出。每個電動機啟動的時間用定時器控製。當按下啟動按扭SBl(10.0)時，使線圈KM4通電，使KM4主電路通電，接觸器閉合，PD4電機M4啟動，以15s間隔依次控製（由定時器T37、T38、T39控製）KM3、KM2、KM1線圈通電，主電路閉合，相應的電動機開始工作。接下來是停車過程，按下停車按扭SB2(IO．1)，使PD1電機Ml電機停止，然後每隔30s按M2、M3、M4順序停止。通過低壓電器的保護（短路、過載，過電流等）切斷電路，保證安全。在出現故障時是用手動來控製的。當M2電機發生故障時，可按下SB3(10.3)按扭，M2與Ml電機立即停止，然後通過T41的定時30s，切斷M3；通過T403定時30s，切斷M4。
在按下啟動按鈕SB1，最後1台輸送機PD4開始起動，在通過定時15s後，依次起動PD3、PD2、PD1膠帶輸送機。停車時應先停止最前麵的皮帶機PD1，停車按鈕為SB2，按下此按鈕PD1電機停止，在通過程序的控製依次使PD2、PD3、PD4皮(pi)帶(dai)機(ji)停(ting)止(zhi)，這(zhe)就(jiu)是(shi)在(zai)正(zheng)常(chang)情(qing)況(kuang)的(de)啟(qi)動(dong)與(yu)停(ting)止(zhi)控(kong)製(zhi)。在(zai)有(you)故(gu)障(zhang)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，按(an)下(xia)對(dui)應(ying)的(de)皮(pi)帶(dai)機(ji)的(de)故(gu)障(zhang)按(an)鈕(niu)就(jiu)能(neng)使(shi)電(dian)機(ji)停(ting)止(zhi)並(bing)及(ji)時(shi)報(bao)警(jing)，同(tong)時(shi)定(ding)時(shi)器(qi)開(kai)始(shi)定(ding)時(shi)，一(yi)段(duan)時(shi)間(jian)後(hou)全(quan)部(bu)的(de)電(dian)機(ji)停(ting)止(zhi)工(gong)作(zuo)。另(ling)外(wai)還(hai)有(you)故(gu)障(zhang)報(bao)警(jing)，提(ti)醒(xing)有(you)關(guan)人(ren)員(yuan)注(zhu)意(yi)。
當設備需要檢修時，將檢修開關置於檢修位置，此時開關將啟動按鈕與PLC的輸入端IO.O斷開，通過內部繼電器將檢修按鈕接通，這時，電機的運轉將由現場的控製按鈕進行點動控製。
5、係統調試
盡管PLC的程序經過人工檢查和模擬調試，但是很多現場因素無法預料。必須通過PLC和現場控製台控製電機的啟動、qiehuanhetingzhi，faxiancuowuhoulijitingzhitiaoshijinxingxiuzheng。tiaoshidemudejiushishidianjinenggouanzhaoshejidebuzhoujinxing，bingqienenggouduigezhongyiwaiqingkuangjinxingchuli。
係(xi)統(tong)調(tiao)試(shi)將(jiang)手(shou)動(dong)與(yu)自(zi)動(dong)操(cao)作(zuo)控(kong)製(zhi)獨(du)立(li)分(fen)開(kai)，自(zi)動(dong)操(cao)作(zuo)控(kong)製(zhi)首(shou)先(xian)保(bao)證(zheng)單(dan)機(ji)程(cheng)序(xu)調(tiao)試(shi)成(cheng)功(gong)後(hou)，再(zai)轉(zhuan)入(ru)連(lian)續(xu)控(kong)製(zhi)，最(zui)後(hou)連(lian)接(jie)整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong)試(shi)運(yun)行(xing)。由(you)於(yu)PLC可靈活、fangbiandetongguobianchenglaikongzhiguocheng，shitiaoshibiandegengjiandan。gaixitongjingguoyiduanshijianyunxingbiaoming，xitongbinengkekao，zidonghuachengdugao，wanquannenggoumanzushengchangongyiyaoqiu，tabujintigaoleshengchanxiaolv，erqiejianqinglelaodongqiangdu，gaishanlegongzuohuanjing。
通過對本係統的設計和調試，對於邏輯控製，如果采用常規的儀表和繼電控製，不僅係統繁瑣、調試困難，故障概率大，而對以後的維護也帶來困難。用PLC控製不僅能解決以上問題，還具有幾大特點：①控製條理清楚，接線簡單明了。②用軟件代替傳統的繼電控製，減少了設計困難，減少了係統故障。③模塊化程序設計，便於調試，便於功能的改進。④編程圖形化，使之一目了然。
6、結論
現代化礦井對設備的要求越來越高，設備需要不斷更新、不斷進步，可靠性、易操作性、可監視性、易維護等特性是對設備最基本的要求。用繼電器搭成的控製電路具有可靠性差、不易維護、不易監視，已不能適應當前的要求。現在迫切需要可靠性高、易維護、易操作、可監視並且價格不高的控製器來代替繼電器搭成的電路。目前，電子技術、軟件技術、控製技術飛速發展．可編程控製器(PLC)發展迅猛，性能牢靠，價格較為合理，與繼電器控製電路比具有非常大的優勢。因此，選用PLC來代替繼電器、接觸器控製是礦井發展的必然趨勢。
相關輸送機產品：
1、皮帶輸送機
2、刮板輸送機
3、鬥式提升機
