1、係統控製要求及係統結構
TSIB2型伸縮式皮帶輸送車布料和行駛功能的實現需要對其控製，使機器按一定的規律和順序完成一係列動作，主要對如下機構進行控製：發動機，支腿，給料輸送機布料杆，給料輸送機皮帶，主輸送機布料杆，主輸送機皮帶，液壓油冷卻器，水清洗器，分動箱等．
圖1是電氣控製係統框圖．電源部分完成電源的接通和斷開以及緊急停止時對電源的控製；遙控係統部分完成回轉頭動作的控製、布料杆動作的實現、皮帶速度的給定和動作信號的輸出；可編程控製部分主要完成對現場信號和遙控器動作信號的采集、邏輯控製、輸出信號控製、發動機速度控製等功能；驅動部分完成對電磁閥的驅動；底盤接口電路部分完成對發動機速度的采集、發動機速度調節和熄火控製的實現．
2、PLC選型
PLC主要完成對現場信號和遙控器動作信號的采集、邏輯控製、輸出信號控製、發動機速度采集和控製等功能，總數字量輸入點數22點，數字量輸出點數18點，模擬量輸入點數2點，模擬量輸出點數1點，如表1所示，本係統選用西門子S7 - 200PLc，根據輸入和輸出點數，擬采用1塊中央處理單元CPU224，1塊數字量擴展模塊EM223，1塊模擬量擴展模塊EM235.
3、電氣係統控製方案
3.1發動機速度自動調節
發動機轉速通過PLC的脈衝輸入口實時采集脈衝，根據轉速公式計算發動機的實時轉速，發動機轉速調節是基於PLC給定工況的目標轉速，再通過PID逼近的算法去調節發動機電子油門的電壓來實現的，整機在支腿動作、布(bu)料(liao)杆(gan)動(dong)作(zuo)和(he)皮(pi)帶(dai)輸(shu)送(song)工(gong)作(zuo)時(shi)自(zi)動(dong)實(shi)現(xian)發(fa)動(dong)機(ji)升(sheng)速(su)和(he)減(jian)速(su)，而(er)且(qie)可(ke)實(shi)現(xian)發(fa)動(dong)的(de)節(jie)能(neng)控(kong)製(zhi)，既(ji)能(neng)提(ti)高(gao)操(cao)作(zuo)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)水(shui)平(ping)，又(you)能(neng)有(you)效(xiao)節(jie)約(yue)能(neng)源(yuan)．
3.2布料杆動作控製
3路比例多路閥電比例閥直接由遙控係統接收器輸出的3路正反向PWM控製；支腿控製閥、回轉頭上升控製閥、回轉頭下降控製閥、左旋轉限位控製閥、右旋轉限位控製閥、水洗控製閥、旁通閥這7個電控閥由PLC輸出控製，並通過中間繼電器驅動；液壓油散熱器冷卻風機電控閥由溫度感應器來控製．
3.3皮帶速度控製
控製主皮帶速度和給料皮帶速度的2個電比例閥由以下方法實現：圖2中，DT1，DT2是2個比例電磁鐵，TO，T1是三極管.PLC采集遙控係統輸出2路皮帶速度檔位模擬量信號(0～10 V)和皮帶啟動的信號，由PLC對皮帶運行和關閉進行互鎖邏輯處理並由高速脈衝輸出口輸出2路PWM信號來控製變量油泵的電比例閥，再通過EM235輸出通道控製發動機轉速，從而控製皮帶速度，
皮帶的啟停和速度調節是基於以下4點來實施的：
(1)皮帶運行時主皮帶先啟動，然後才能啟動給料皮帶．
(2)皮帶停止時給料皮帶先停止，然後才能停止主皮帶．
(3)泵的排量和油泵的輸出流量成正比．
(4)電磁鐵的控製電流和泵的排量成正比．
因皮帶速度擋位設置了10個擋位，劃分很細，所以可不考慮皮帶速度的反饋調節，不對其速度進行精準調節，隻對油泵排量進行正比例調節，本方案優點：
(1)普通PLC控製可以實現．
(2)成本相對較低
(3)除顯示速度和每次工作時間外，還可顯示一些故障提示及其他信息，並能對PLC進行參數設置和修改，例如，可通過操作麵板對速度任意設定．
(4)顯示精度較高．
(5)維護較方便，
由於比例閥沒有給出皮帶速度與比例閥的脈衝輸入信號、模擬電壓輸出之間的關係式，要測試出速度與比例閥的脈衝輸入信號、模擬電壓輸出的反饋信號之間的關係，這是本方案的難點．
4、控製程序設計
程序編製采用模塊化結構，包括MAIN主程序和SBRO - 10子程序．其中SBRO是初始化子程序；INT-O為中斷處理程序，調用其可完成發動機速度計算與PID運算L4,5J；SBR2、SBR8分別為近控和遙控時皮帶速度調節子程序，主程序主要完成程序初始化、輸入點濾波、係統報警信號處理、行走及製動控製和實現各子程序的調用等核心功能．根據皮帶輸送車的行走和布料的控製要求，可將皮帶輸送車工作狀態分為幾個部分，各部分的轉換是通過PLC內部的狀態標誌來實現的．圖3為主程序框圖．
5、結語
本文所設計並實現了針對皮帶輸送車的PLC控製係統，充分發揮了S7 - 200係列PLC的優異性能，與采用比例閥放大器控製相比較，具有係統簡單、緊湊、可靠，操作簡單方便，造價低廉，易於擴展維護等特點，該伸縮式皮帶輸送車已在國家重點工程—一溪洛渡水電站工程進行混凝土澆注施工，具有操作簡單、布料效率高、不挑料等特點，產生了極大的經濟效益。
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