PLC及變頻器技術(shù)的帶式輸送機(jī)控制工作模式研究

賴盛昌

摘 要：企業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用帶式輸送機(jī)具有跨時(shí)代意義，不僅實(shí)現(xiàn)了機(jī)器代替人力的目標(biāo)，更提升了企業(yè)的生產(chǎn)效率。因此，有必要進(jìn)一步提升帶式輸送機(jī)的性能。

關(guān)鍵詞：PLC;變頻器技術(shù);帶式輸送機(jī);控制工作模式

中圖分類號(hào)：TH222 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2019）07-0037-02

Absrtact： The application of belt conveyor in enterprise production is of trans-era significance. It not only achieves the goal of replacing labor force by machine， but also improves the production efficiency of enterprise. So it is necessary to further improve the performance of belt conveyor.

Keywords： PLC;inverter technology;belt conveyor;control mode

隨著帶式輸送機(jī)應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，帶式輸送機(jī)出現(xiàn)了運(yùn)行速度和使用安全方面的問(wèn)題。因此，有必要引入PLC系統(tǒng)與變頻器技術(shù)優(yōu)化帶式輸送機(jī)的性能。

1 PLC系統(tǒng)與變頻器技術(shù)

1.1 PLC系統(tǒng)

PLC系統(tǒng)又稱作PLC控制系統(tǒng)，是一種執(zhí)行數(shù)字運(yùn)算的裝置，主要應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。PLC控制器的硬件結(jié)構(gòu)類似于微型計(jì)算機(jī)，包含中央處理器、存儲(chǔ)器、電源以及輸入/輸出裝置等。其中，中央處理器是該系統(tǒng)的控制中樞，作用基本等同于人類的大腦;存儲(chǔ)器主要用于存放處理工作需求的系統(tǒng)軟件與應(yīng)用軟件;電源是該控制器與其系統(tǒng)正常運(yùn)行的保證;輸入/輸出裝置的主要作用是處理元件信號(hào)。當(dāng)前，該控制器的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，包括電力、石油、機(jī)械制造、輕紡與鋼鐵等。該控制器在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中能實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)量、模擬量、過(guò)程、運(yùn)動(dòng)及數(shù)據(jù)等的控制，具有無(wú)可比擬的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。但是，該系統(tǒng)存在易受外界因素干擾的缺點(diǎn)。第一，輻射干擾。系統(tǒng)運(yùn)行中，裝置內(nèi)部和通信網(wǎng)絡(luò)易受電視、雷電、雷達(dá)與無(wú)線電廣播等的干擾。第二，引線干擾。引線干擾來(lái)自于信號(hào)線、接地系統(tǒng)及電源。第三，內(nèi)部干擾。裝置內(nèi)部元器件或電路互不兼容，會(huì)產(chǎn)生電磁輻射，應(yīng)盡量選擇通過(guò)質(zhì)檢的系統(tǒng)。

1.2 變頻器技術(shù)

變頻器的變頻是借助微電子技術(shù)和變頻技術(shù)改變工作中電動(dòng)機(jī)的使用頻率，以達(dá)到控制其輸出速度的目的。不同轉(zhuǎn)矩對(duì)速度的要求不一致，因此只有控制電動(dòng)機(jī)速度，才能滿足轉(zhuǎn)矩要求，實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、停車以及調(diào)速等功能。目前，變頻器的使用多采用矢量控制技術(shù)。該技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)。第一，提升電動(dòng)機(jī)的負(fù)載能力[1]。負(fù)載能力是指機(jī)器能克服的最大阻力，電動(dòng)機(jī)的負(fù)載能力是指變頻器技術(shù)能抵抗的外界阻力。第二，提升電動(dòng)機(jī)的調(diào)速能力。電動(dòng)機(jī)需要具有良好的調(diào)速能力，以達(dá)到優(yōu)良的運(yùn)行狀態(tài)。而借助變頻器技術(shù)能優(yōu)化電動(dòng)機(jī)的調(diào)速能力。第三，實(shí)現(xiàn)最佳速度配比。為使變頻器內(nèi)部的多個(gè)驅(qū)動(dòng)設(shè)備互相配合、共同工作，需要應(yīng)用矢量控制技術(shù)控制設(shè)備運(yùn)行速度，以實(shí)現(xiàn)最佳速度配比。因此，在帶式輸送機(jī)中應(yīng)用變頻器系統(tǒng)，一方面可使帶式輸送機(jī)擁有良好的運(yùn)行速度，另一方面能有效避免設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行，延長(zhǎng)設(shè)備的使用期限，充分發(fā)揮設(shè)備價(jià)值。

1.3 PLC與變頻器相結(jié)合的控制系統(tǒng)

實(shí)際操作中，需結(jié)合PLC系統(tǒng)與變頻器技術(shù)組建控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)中，主控制器是PLC系統(tǒng)。它使用內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控變頻器的具體變頻情況，輸送系統(tǒng)中的變頻情況。通過(guò)總線呈現(xiàn)在控制主站的屏幕中，便于管理人員實(shí)時(shí)調(diào)整，并修改相關(guān)參數(shù)，保證整個(gè)輸送系統(tǒng)的良好運(yùn)行。

2 PLC及變頻器技術(shù)在帶式輸送機(jī)控制中的應(yīng)用

2.1 帶式輸送機(jī)

對(duì)于生產(chǎn)型企業(yè)，帶式輸送機(jī)不可或缺，如食品類有流水線系統(tǒng)，鋼鐵、煤礦類有傳輸系統(tǒng)等。帶式輸送機(jī)的使用，提高了生產(chǎn)效率。但是，目前帶式輸送機(jī)的發(fā)展僅能單純優(yōu)化質(zhì)量，無(wú)法達(dá)到提升效率的要求。理想化的選擇是優(yōu)化帶式輸送系統(tǒng)[2]，設(shè)置具有實(shí)效性的輸送監(jiān)控系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)控、集中控制及提高生產(chǎn)效率的目的。

2.2 帶式輸送系統(tǒng)

帶式輸送系統(tǒng)的重要功能是監(jiān)控。由于企業(yè)無(wú)法安排專人監(jiān)控運(yùn)輸系統(tǒng)，且生產(chǎn)中常出現(xiàn)各種問(wèn)題，若未及時(shí)解決，將影響生產(chǎn)效率。因此，企業(yè)設(shè)置了專門的控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控運(yùn)輸系統(tǒng)。例如，煤炭企業(yè)的運(yùn)輸系統(tǒng)中，常出現(xiàn)輸送帶斷裂、高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)及聯(lián)軸器斷裂等問(wèn)題，可使用工業(yè)計(jì)算機(jī)，顯示并控制輸送系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況。帶式輸送系統(tǒng)具有以下配置要求。第一，啟動(dòng)時(shí)間方面。該系統(tǒng)啟動(dòng)的時(shí)間一定要可調(diào)節(jié)，以達(dá)到滿負(fù)荷啟動(dòng)的要求。第二，啟動(dòng)速度方面。啟動(dòng)速度需有幅度變化，否則將損害輸送帶，減少使用壽命。第三，平穩(wěn)性方面。啟動(dòng)時(shí)要注意平穩(wěn)性，減少不必要的沖擊力，以防部件與各種配件受損。第四，功能方面。需具備過(guò)載保護(hù)功能，并貫穿于系統(tǒng)啟動(dòng)和運(yùn)行中。第五，功率方面。該系統(tǒng)運(yùn)行多臺(tái)驅(qū)動(dòng)時(shí)，應(yīng)計(jì)算電動(dòng)機(jī)的功率，以平衡多臺(tái)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行功率，完成工作任務(wù)。第六，控制器方面。及時(shí)更新系統(tǒng)的控制器，否則將難以完成集成控制的目標(biāo)。

2.3 帶式輸送控制系統(tǒng)

2.3.1 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。當(dāng)前帶式輸送控制系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要有四種類型。第一，CST可控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。此驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是可控制穩(wěn)定性、傳動(dòng)效率及調(diào)速范圍等，缺陷是體積大、安裝不便及維護(hù)成本較高。第二，調(diào)速型液力耦合器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。此系統(tǒng)在啟動(dòng)時(shí)間、結(jié)構(gòu)及使用壽命等方面均具有優(yōu)勢(shì)，但精度差，無(wú)法滿足輸送機(jī)的要求。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，企業(yè)需結(jié)合內(nèi)部控制系統(tǒng)的情況，綜合確定是否采用。第三，變頻調(diào)速系統(tǒng)。此系統(tǒng)的功能相對(duì)單一，重在維持功率平衡，使各類驅(qū)動(dòng)協(xié)調(diào)工作。第四，液體黏性傳動(dòng)系統(tǒng)。此系統(tǒng)具有傳動(dòng)、控制、傳熱及使用等功能。

2.3.2 保護(hù)系統(tǒng)。保護(hù)系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)溫度保護(hù)、輸送帶保護(hù)、打滑保護(hù)及滯物堵塞保護(hù)。其中，溫度保護(hù)一般與煙霧報(bào)警互相搭配，具有防塵、滅火及控溫等效果;輸送帶保護(hù)主要借助交替線圈與磁場(chǎng)探頭，將收集的信息傳輸至PLC系統(tǒng)，該系統(tǒng)向工作人員發(fā)出警報(bào);打滑保護(hù)應(yīng)用速度傳感器，可在輸送帶發(fā)生滾筒運(yùn)行現(xiàn)象時(shí)立刻使輸送帶停車;滯物堵塞保護(hù)是為了避免雜物影響輸送帶的正常運(yùn)行，需要探頭為PLC系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)。

3 結(jié)語(yǔ)

面對(duì)繁重的生產(chǎn)工作，企業(yè)有必要將PLC系統(tǒng)和變頻器技術(shù)引入生產(chǎn)環(huán)節(jié)，以提升帶式輸送機(jī)的性能和生產(chǎn)效率，提高經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]張悅.帶式輸送機(jī)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[D].西安：西安科技大學(xué)，2018.

[2]馮凱，陳冰.PLC與變頻器在井下帶式輸送機(jī)集控系統(tǒng)的應(yīng)用研究[J].時(shí)代農(nóng)機(jī)，2018（2）：130.