plc在码头货运系统中的应用

plc在码头货运系统中的应用

1.plc的软件设计独立控制装置（rc）是一种以处理器为核心的工业控制装置。它将传统的继电接触器控制系统与计算机技术结合在一起,具有高可靠性、灵活通用、易于编程、使用方便等特点,因此近年来在工业自动控制、机电一体化、改造传统产业等方面得到普遍应用。PLC的生产厂家和产品型号很多,但是基本原理相同,特别是梯形图(LD)和顺序功能图(SFC)程序设计方法,对所有的PLC都是一样的。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置,专为在工业现场应用而设计,它采用可编程序的存储器,用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令,并通过数字式或模拟式的输入、输出接口,控制各种类型的机械或生产过程。它克服了使用继电器、接触器控制系统中因机械触点多、接线复杂、故障率高、维修复杂、功耗高、灵活性差的缺点,充分利用了微处理器,在不改变系统硬件接线的情况下,通过改变程序的设置,即可改变被控对象的运行方式的优点。特别是PLC的程序编制,不需要专门的计算机编程语言知识,而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式,使用户程序编制形象、直观、方便易学;安装调试与检测也很方便。用户在购买到所需的PLC后,只需按说明书的提示,做少量的接线和简易的用户程序编制工作,就可灵活方便地将PLC应用于生产实践。PLC的这些优点不但大大提高了控制系统的灵活性,特别对那些需要经常改变生产工艺的自动流水线有着重大的意义,使它的运行更加安全、方便、准确,快捷。现代工业生产中,有许多场合需要皮带运输机,建材、化工、冶金、矿山、纺织、印染、造纸、机械等工业领域,是不可缺少的运输工具,用于运送生产原料和产品。例如:码头物料搬运系统,自从实现机械化后,节约了大量的人力和物力,提高了劳动生产率。但如果不能实现完全的自动化,操作维护还将会很困难。因为码头场地大,设备多,粉尘大,长期的使用运行,具有故障率高,各种元器件老化,维护和检修困难等缺点,情况严重的会影响生产的正常进行。本文就码头货船装料用的皮带运输机系统运用PLC控制的程序和实验情况予以介绍。它比常规的继电器控制系统硬件结构大为简化,同时由于采用的是“软接线”的控制程序,系统的可靠性和灵活性都大为提高。在科技发达的今天,采用先进的生产设备和生产方式才能提高效率,降低成本,适应社会发展的需要。2.单带带带的物料输送系统该系统是由料库、卸料电磁阀YV和4条连续排列的皮带运输机组成。待装船的物料贮存于料库内,装船用的末端皮带运输机是移动式的,卸料端伸入船上料仓。为什么要采用多条皮带运输机呢?这是因为输送路程远,路径变化大,难以采用直线传送的单皮带输送机系统。故采用多条皮带输送机系统,方便系统的灵活组合。实际的工艺布置如图1所示。皮带运输机的工作流程:需装船的物料(例如:粮食、花生、大豆、煤炭等散装粉状或颗粒状物料)应先贮存在料库内,尽量装满,保持适当物料位置的高度,保证系统可连续稳定地进行生产,不跑料,不扬尘。物料装船现场应有声光报警装置,警告或提醒现场人员注意行走和工作的安全。四皮带物料输送系统有驱动电动机4台(M1,M2,M3和M4)其控制回路分别由交流接触器KM1,KM2,KM3和KM4和各过载保护热继电器FR1,FR2,FR3和FR4组成。皮带机会因物料性状造成过载停机,比如因某段皮带上堆积原料过多。过载电动机以及上游皮带电动机和电磁阀均应停电处理以免系统堵塞,扩大故障范围。2.1.电机的运行过程1).船靠码头,清扫干净料仓,皮带机的卸料端伸入船上料舱,下料准备就绪。2).按下按钮开关SB0,使系统启动,皮带机4的电动机M4投入运行。此后,依次启动电动机M3,M2,M1和电磁阀YV,其时间间隔设定为2s。动作过程:按下启动按钮SB0,中间继电器KA0通电自锁,KM4接通,皮带机4启动运行。2秒后,KT0延时常开触点闭合,中间继电器KA1接通,KM3接通,皮带机3启动运行,KT1通电2秒后延时常开触点接通,KA2接通,KM2接通,皮带机2启动运行,同时KT2接通,2秒后KA3通电,KM1接通,皮带机1启动运行。同时,KT3通电,2秒后,KA4通电,KM0接通,料斗下的电磁阀门YV通电打开卸料阀门,料库内物料流出,依次经由各皮带机送往船舱。这种时间延时是分别采用通电延时时间继电器KT0-KT4完成的,使用它们依次启动各台电动机的目的是为了防止物料堆积和避免系统遭受过分冲击,稳定启动过程。船舱装料时间较长,设皮带机送料量为200~300t/h时,而船舱容量为1500吨时,装船时间要3~5个小时,为了安装调试和学生练习需要,可设定装料时间KT10为几秒至几十秒以节约试车时间,本实例设定KT10为5秒。3).当船舱装料接近完成时,应先行关闭电磁阀,停止卸料,待各皮带无残留物料时,将各皮机停下来,为下次装船做准备。动作过程:按下停机按钮SB1,各皮带机反顺序停机。先行停止电磁阀YV后,依次停止电动机M1、M2、M3和M4其时间的延时是采用通电延时时间继电器KT4、KT5、KT6和KT7完成的。其延时时间均设定为2s。这种操作的目的在于保证物料的稳定输送,避免皮带机的积料或溢料而污染环境,电动机M4停下来后,各皮带机上应没有残留物料,整个装船过程结束。在模拟实验过程中,为了节省时间,原人工停装料改为短时5秒(由KT10完成)的电磁阀开门下料时间。当全部皮带机停止输送物料后,即皮带机4电动机(M4)停下来后经KT11延时5秒进入新一轮的装料循环。按下停止按钮SB1后,系统在完成本次循环后停止,达到延时后再次循环。动作过程:当KM4停电后,可再启动KM4,使皮带4启动运行。系统进入下一循环。这是通过时间继电器KT11完成,中间继电器KA9接通,KT11通电延时5秒后,使KA0接通,KM4通电,皮带4再启动运行。注意:系统运行中电磁阀YV打开时,KT10通电,5秒后接通KA5,使KM0断电,停止卸料。同时KT4接通,2秒后KA6接通,KM1断电,KT5接通,2秒后,KM2断电,KT6接通,2秒后,KA8接通,KM3断电,KT7接通,2秒后,KA9接通,KM4断电。整个系统便停止运转了,此时可切断全部电源,以免误动作伤人。2.2.皮带机上游设备停机在皮带运输机控制系统主回路里,M4-M1电动机的过负载保护由热继电器FR4~FR1分别完成。M4过载停机,FR4使M3,M2,M1,YV即时断电停止;M3过载停机,FR3使M2,M1,YV即时断电,M4延时后停止;M2过载停机,FR2使M1,YV即时断电,M3、M4延时后停止;M1过载停机,FR1使YV即时断电,M2、M3、M4延时后停止。如果FR1动作,常开触点闭合,KA6通电KM1断电,FR1常闭触点断开:KA4断电,KM0也断电,即皮带机1过负荷,皮带机1本身及上游设备停电。同理,FR2,FR3,FR4过负荷,相应的皮带机及其上游设备断电。另一种情况:在电磁阀YV处发现故障,可按下停止按钮SB1,使KA5线圈得电,KA5常开触点闭合,常闭触点断开,KM0断电,停止料斗卸料。3、采用计算机网络控制系统3.1.plc内部软元件原电控原理图中的各中间继电器KAi以及时间继电器KTi由PLC内部的软元件代替。热继电器FR1,FR2,FR3,FR4及SB1的触点由PLC内部软元件:输入继电器X1的常开和常闭触点代替。电动机过载保护热继电器:电动机M1,M2,M3和M4分别对应于热继电器FR1,FR2,FR3和FR4。同时,用五个按钮SB(代号X001,触点1NO+1NC)代替了FR1、FR2、FR3和FR4(均带1NO+1NC转换触点)及停止按钮SB1(1NO),分别设置于各皮带机旁,紧急按钮SB2不用替代,用以模拟皮带电动机停机故障进行人工试验。3.2.u3000输入、录入和完成后,学生在启动时,都在使用成梯形图输入后,程序可以直接切换成指令语句表和SFC图。模拟实验使用三菱FX2N型号。按照相关说明书,完成了系统的接线,并经检查无误后,就可把梯形图或指令表输入计算机。这种情况比较适合于步进顺序控制指令的编程和计算机的录入。然后进入模拟操作的实验过程,并进行调试。四台电动机的动作过程与继电器控制系统的动作过程是一致的。如果出现不能正常运行的情况,必须检查接线和程序的输入是否有错误。4.钢绞线发展及运行可靠性分析皮带机自动输送系统所占的空间范围大,现场复杂,安全生产应放在首位。除了设置巡检岗位由专职人员对现场巡回检查之外,还应从自动控制的角度考虑采用安全措施,防患于未然。长距离的皮带输送系统,故障现象也很复杂,有漏料、皮带飞逸伤人,皮带断裂,或与托辊摩擦产生高温甚至造成皮带燃烧起火,如输送的是易燃物,很可能产生火灾,扑救自然很困难,危险性高。因此现场应设置钢丝绳拉线急停电开关,供巡检人员应急使用,发生设备故障或火灾隐患时,应紧急停电并发出声光报警信号,并采取有力的措施予以处理。本系统已经过模拟实验成