基于PLC定时器的水泥连包计数系统设计及应用

1、 某水泥公司有3条水泥包装生产线，原先是用继电器系统进行计数，但效果不佳。2009年12月对其进行改造，采用PLC 系统的定时器功能进行计数，经过一段时间的运行表明，该系统计数准确，而且可以识别连包情况。1原计数系统原理原计数系统如图1所示。当有水泥袋经过信号检测电路的发射极和接收极之间时，中间继电器KA 接通；常开触点KA 和水泥输运带电动机接触器KM 的辅助常开触点串联提供计数信号，当这两触点同时闭合时，计数信号有效，光字牌加1计数并显示；按下按钮SB ，中间继电器KA1接通，其常开触点闭合，复位信号有效，光字牌复位清零。图1原计数系统示意图由于灰尘影响，某个触点会接触不良，造成计数漏计；

2、而且当水泥连包时会少计，一般只能计为一包；同时偶尔出现的干扰可能会造成多计一包。这种计数不准问题，会增加现场人员很多困难，甚至引发其他矛盾。2硬件电路设计及基本原理根据现场要求，确定由一台PLC 控制一条生产线，这样对原来3套继电器系统改造时，接线会容易，维护和修改程序时方便，因此选用该公司库存的OMRON 公司的CPM1A-30CDR-A-V1型PLC 。每条线的设计相同，PLC 的接线如图2所示。常开触点KA 接至输入点0.00，计数信号由输出点10.00输出。开始设计时，原采用常开触点KM （图2中的KA2位置）作为PLC 计数的开始信号，即当接触器KM 接通时，电动机带电运转，其辅助常

3、开触点接通PLC 计数功能。但由于受灰尘影响，KM 触点可能会因接触不良从而导致计数不准（试运行中偶尔会出现停止计数现象），因此，增加1个密封效果好的中间继电器KA2，其线圈和接触器KM 的线圈并联，如图3所示，其触点代替KM 辅助触点，这样避免了上述计数不准问题。KA2的两对常开触点并联，增加了系统可靠性。图2PLC 接线示意图图3中继KA2的线圈接线示意图根据实际要求，皮带的启停和计数复位线路不变，工作人员操作方式同改造前。3软件设计设计思路是：当水泥连包时，通过PLC 内部定时器的计算，来确定水泥袋数，并输出相应计数信号。水泥连包的情况示意如图4所示，设计时按顺式最多的时候有78包，横式

4、最多2包考虑，如虚线所示。经过测量，整包水泥通过某点的时间为0.884s ，袋长为0.68m 、宽为0.40m 。考虑干扰的影响，设定计数触点持续接通0.1s 计为一包。当连包时，持续接通时间为0.1+0.88=0.98s再计一包，依此类推。而当横式基于PLC 定时器的水泥连包计数系统设计及应用吴文通1，杜炜2(1.井冈山大学，江西吉安343009；2. 江西泰和南方水泥有限公司，江西泰和343700中图分类号：TQ172.68文献标识码：B文章编号：10029877（2011）04-0064-0264-连包时，两包的长度为0.80m ，按以上速度计算，持续时间为1.04s ，大于0.98s

5、，所以也能连计两包，经过试验，计数非常准确。图4水泥连包状态图具体程序如图5所示。图5包装计数PLC 程序该程序能连计9包，CPM1A-30CDR-A-V1型PLC 的定时器总共有128点，通过添加定时器还可以增加连计包数。皮带运行时，常开触点0.02为ON ，准备计数；有水泥袋经过检测装置时，常开触点0.00为ON ，高速定时器TIM000-TIM008开始计时；当计时到0.1s ，TIM000常开触点为ON ，内部辅助继电器200.00也为ON ，但只保持一个扫描周期，这时输出继电器10.00为ON 并自锁，光字牌加1计数。定时器TIM010延时0.5s 是为了保证可靠计数，并使输出继电器

6、返回，准备下一次计数。当出现连包时，并计时到0.98s ，TIM001常开触点为ON ，其过程和前面类似，这里不再重述。定时器TIM008延时7.14s 是确认第九包（0.1+8×0.88=7.14s）。4效果及注意事项用PLC 改造水泥计数系统，效果明显，尤其是解决了连包数较多的问题。本系统也可方便地接入DCS 系统或采用触摸屏控制，从而实现更多功能，比如设定装载包数、确认操作人员、装包结束前报警和报表查询等。但在设计与生产过程中应注意以下几点：1）PLC 等主要部件须密封好，防止粉尘进入影响其正常工作。2）水泥袋输送系统应运行稳定，且工艺合理，尽可能保证水泥顺式排放，如果横式超过三连包就会出现计数错误。3）信号检测电路的安装位置要注意，尽可能在皮带停止时最后一包水泥方便现场人员搬运，并要经常清扫积灰。4）根据现场实际情况，也可用一台PLC 控制多条生产线，这样能减少成本。5）抗干扰时间可根据实际情况适当调整。参考文献：1夏田PLC 电气控制技术CPM1A 系列和S7-200M北京：化学工业出版社, 20082SYSMAC CPM1A 可编程序控制器操作手册EB/OLhttp:/www.fa.（编辑孙卫星）! 浙江春江集团(杭州铸石厂电话传真:(057163322784,63322788,地址