浅谈PLC及变频器技术的带式输送机控制

朱远才

（云浮技师学院，广东云浮，527300）

1 带式输送机结构和基本组成

1.1 带式输送机配套的硬件系统组成结构

带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。主要由机架、输送带、托辊、滚筒、张紧装置、传动装置等组成。它可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送。除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。

胶带输送机又称皮带输送机，输送带根据摩擦传动原理而运动，适用于输送易于掏取的粉状、粒状、小块状的低磨琢性物料及袋装物料，如煤、碎石、砂、水泥、化肥、粮食等。胶带输送机可在环境温度-20℃至+40℃范围内使用，被送物料温度小于60℃。其机长及装配形式可根据用户要求确定，传动可用电滚筒，也可用带驱动架的驱动装置。

1.2 带式输送机和PLC系统的适配性

计算机CPU选择Qo2CPU和PROFIBUS-DP主/从CPU来分配集中式LF任务。主PLC输入模块选择4个16点，8个32点，QX40和QX41数字输入模块，1个16点输入模块和输出模块连接器选择QJ6LBTL模块作为Q6P-A2的电源。

1.3 集控系统网络结构及变频机器的参数设定

CC-Link网络用于中央控制系统，CC-Link网络由PLC控制箱的主站、PLC控制箱的主站、PLC通过CC-Link单位.其中ACS800系列逆变器是我公司生产的一种高性能逆变器，它采用直接转矩控制（DTC）技术，并结合多种先进的制造工艺。交流电机直接转矩控制是一种较好的电机控制方法，它可以直接控制交流电机的所有基本参数。PLC作为主控制器，负责将数据传输到安全运行状态，并从传感器、变频器、皮带机并将各种运行参数发送给PLC进行数据处理。带式输送机的运行方式可分为独立运行和联锁运行，独立运行的频率通过PLC通过模拟信号发送给两个逆变器运行时，PLC根据外部设定和运行的数据，将运行频率反馈给变频器的主电机。转速等，使从机能及时根据差值进行校正，从而实现两电机转速和功率平衡的同步电机的各种旋转状态、电流、故障等。

2 PLC及变频器在带式输送机中的运用策略

2.1 硬件设计贴合PLC系统要求

首先硬件设计要在操作台上考虑PLC系统的控制路线和机理。例如，控制单元操作模式下的选择开关有5个档位：锁定、就地、维修、集中控制和一个操作。在闭锁块中，PLC处于非安全运行状态，同时控制执行力和系统隔离。在局部换档时，司机在操作台上控制该带式输送机的启停，均达到有效的故障保护。在检查和修理一个类似于本地齿轮的齿轮时，只需拆下除拉线开关外的所有外部故障保护功能。在集中控制装置中，带式输送机根据煤流的原理，根据带式输送机的前进和后退，通过输入连接点或通讯网络，通过集中控制实现倒流煤，煤流电机，停止，操作按钮无效，紧急停止按钮有效：在慢档，类似于国产齿轮，只需去掉防滑保护，本实用新型使用主要用于皮带、硫化带、输送带等的检修状态，通过操作台各外部装置的启动按钮和停止装置，使驾驶员能获得保护功能。外部故障通过设备驱动。

其次，该系统主要由信号采集系统、信号处理系统、电机驱动系统组成，信号采集系统主要采集电机的开关状态、开关量带式输送机的滑动、跑偏、纵向撕裂等。信号处理系统主要负责现场信号的计算和显示，由英飞凌IVC1系列PLC控制器和WK系列触摸屏组成。电机驱动系统主要由两个V196系列逆变器、两个旁路逆变器和一个回路组成，以保证变频系统的故障不影响设备的运行。

从软件的角度出发，选择以PLC和变频器技术为核心的带式输送机控制系统作为D型控制系统。该方案将带式输送机控制系统分为上位机程序和下位机程序两部分。前者包括通信模块、信号采集模块、数据库模块和显示接口模块。后者由触摸屏、数字通信处理量、工作模式选择等模块组成。通过构建上述软件结构，可以实现对变频器的启动/停止/故障控制、向变频器发送转速/转矩信号等功能。读取变频器的状态值/实际值，调整变频器的参数值。

2.2 变频控制软件接受频路

在PLCJ技术和变频控制软件介入运用的方案中，主传动带采用头、尾一路驱动，头、尾两个电机同时进行负载。虽然变频器在电机选型上有一定的一致性，但在实际应用中，电机、滚筒、减速机在材料、工艺等方面都存在误差，许多电机很难与传动系统的特点完全一致，导致各传动鼓的牵引力不均匀，负载分布不均匀。两台变频器之间的通信实现了速度同步，但PLC控制系统仍需要外部控制。当系统通电时，系统根据每个开关位置设置标记位置，然后选择流量进行事故停止信号的判断，并在事故停止完成时进行设备启动前进行。启动前，如果启动前的时间不超过规定的时间，可以根据煤流的倒转方向直接向主设备发送启动命令根据煤流动方向的倒转此时，系统中的所有设备都将沿煤流方向依次延时停机。

2.3 上位机程序更新

主机程序选择WK系列触摸屏。实现了对带式输送机全过程运行状态的在线监测，保护了带式输送机的运行，并设定了一些参数。数据在线监测功能：主要实现带式输送机保护装置、电流、频率、转矩、转速、线速度、电机温度、轴承温度在带式输送机运行过程中显示温度等数据。参数设置和运行功能：实现带式输送机的启停控制，设置各保护参数，运行参数。总之，随着科学技术的发展，传统的控制系统已不能满足广大生产厂家的需求，生产厂家必须引进先进的控制技术。PLC和变频技术改进了现有的带式输送机控制系统，提高了生产效率，保证了带式输送机的安全稳定运行。从而减少了工作过程中的故障发生。

3 带式输送机控制系统的改造升级

3.1 驱动系统的软件控制

通过研究发现，可控驱动技术、液力偶合器驱动技术、变频调速技术、粘弹性流体传动技术是常用的驱动方式。带式输送机.CST可控传动，主要优点是起动效果稳定，传动效率高，具有综合保护功能，调速范围宽等。值得注意的是，由于CST可控驱动器的体积过大，给安装和维护带来了许多不便。本实用新型具有启动时间短、能量平衡率高、结构简单、环境适应性强、使用寿命长的优点。然而，该设备并不是专门为输送带设计的。因此，在使用中存在一些错误。变频调速系统具有负载适中、传动平衡率可控等优点。粘性流体；传热系统；应用；工业性能；控制

3.2 保护系统的监测控制

在实际调查过程中，笔者发现，输送机的工作环境、强度、正常运行等因素对其影响很大，甚至导致设备故障。因此，带式输送机必须配备适当的高度保护传感器，以减少和避免带式输送机运行中出现的问题。通常，温度传感器、旋转线圈、速度传感器等的保护对带式输送机系统具有保护作用。在输送带的传动装置中增设喷水管和温度传感器保护装置，实现了在输送带喷水管.将旋转线圈埋入带式输送机系统中，通过对带式输送机断带信号的采集和磁场变化的检测，可以对断带故障进行分析判断。速度传感器安装在传送带上，如果传送带的运行速度太大，它将停止工作。