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摘要：带式运输机被广泛应用在煤炭、港口、电厂、钢铁企业等生产线上，在现代集散控制系统当中PLC已成为一种重要的基本控制单元。
关键词：带式输送机 物料运输 PLC 自动控制
中图分类号：S611文献标识码： A
前言
带式输送机是以胶带作为牵引和承载机构并通过胶带的连续运动实现物料输送和装卸的一种运输设备，具有输送能力大、效率高、输送距离长、工作阻力小、能耗低、工作平稳可靠、结构简单、操作维修方便等优点而被广泛应用于冶金、煤炭等工业部门。经过不断改进和完善，逐步由车间内部输送发展到在企业内部、企业之间甚至城市之间的物料输送，成为物料输送系统机械化和自动化不可缺少的组成部分。我国通过引进与持续的技术革新，对带式输送机的关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发，研制成功了多种软起动和制动装置以及以PLC为核心的控制系统。
一、PLC简介
可编程逻辑控制器(PLC）是20世纪70年代发展起来的一种新型工业自动控制设备。它集自动化技术、计算机技术和通信技术为一体，是一种专门用于工业生产过程控制的现场设备。目前，PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种自动化控制设备提供非常可靠的控制应用。主要原因在它能为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合当前工业企业对自动化的需要。
由于控制对象的复杂性，使用环境的特殊性和运行的长期连续性，使PLC在设计上有自己明显的特点：可靠性高，适应性广，具有通信功能，编程方便，结构模块化。在现代集散控制系统中，PLC已成为一种重要的基本控制单元，在工业控制领域中应用前景极其广泛。
二、带式输送机的特点
带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械，又称连续输送机或皮带运输机，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，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，适用于输送堆积密度小于1.67/t/m3，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，具有结构简单、运行平稳可靠、能耗低、环境污染小、成本低、便于集中控制和实现自动化、输送量大、输送距离长、连续输送、管理维护方便、通用性强等优点，可用于水平运输或倾斜运输，广泛地应用在冶金、煤炭、交通、水电、化工、建材、轻工、食品、港口、船舶等领域。带式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 ℃。
三、带式输送机的组成与工作过程
带式输送机主要由两个端点驱动滚筒及紧套其上的闭合输送带机架、托辊、张紧装置、传带式输送机动装置等组成。驱动滚筒由电动机通过减速器驱动，输送带依靠驱动滚筒与输送带之间的摩擦力拖动。驱动滚筒一般都装在卸料端，以增大牵引力，有利于拖动。物料由喂料端喂入，落在转动的输送带上，依靠输送带摩擦带动运送袋卸料端卸出。当输送能力和运距较大时，可配中间驱动装置来满足要求。根据输送工艺的要求，可以单机输送，也可多机组合成水平或倾斜的运输系统来输送物料。目前的研究热点主要包括以下几个方面。
（1）提高整个设备的可靠性，保证设备的长期可靠运行，提高生产效率。
（2）提高输送机的带速，从而提高输送能力并节省投资。
（3）进一步节能降耗。带式输送机在输送机中耗能最低，但在矿山、港口、电力和冶金等行业中应用较多，属于用电大户，如能进一步节能降耗，可以有效降低企业的生产成本，提高总体经济效益。
（4）减少维护工作量。由于带式输送机分布在几百米甚至几千米的线路上，减少维护可以降低运行成本。
四、控制系统设计
控制系统主要由供电单元、变频器调速单元、PLC控制系统、检测传感器、计算机监控系统等部分组成。系统配置5台高压柜（配置智能综合保护装置）和1台低压柜，提供与高压柜通信的RS-485接口。皮带配置2台高压变频器，并为皮带系统配置各类保护传感器，包括跑偏、拉线、温度、打滑、张力等的检测，同时在关键位置采用网络型摄像头配置视频监控系统。PLC控制系统实现对每条皮带的自动操作及故障检测与报警等功能，与传感器、高压柜采用现场总线通信，与监控系统采用工业以太网进行通信。系统功能主要包括以下几个方面。
（1）采用多单元同步控制系统，2台变频同时启动，以皮带的工作速度为基础，PLC通过RS485给2台变频装置发送转速指令，并实时采集VT710所反馈的电机电流，通过比较，以工作电流最高的一台电机为基准，调整变频器的频率给定，从而将两台电机的工作电流调整到与基准电流一致，以实现功率平衡控制。
（2）在操作单元设有本地/遥控转换开关，既可实现本地控制，也可远程遥控。
（3）除串口通信外，也必須能够接收模拟量给定，其控制源的切换可以在的操作面板上完成。
（4）具备闭锁功能和声光报警的信号系统，同时具备输送机的运转信号显示。
（5）皮带在线检测系统，采用无损探伤技术，对皮带机进行在线不间断检测，在线检测系统安装在皮带机下带部位。
（6）为皮带运输设计监控系统，实现对皮带运行的实时监控和分类数据的存储记录，并能生产各类表格和报表。
（7）变频器具有工频运行的旁路功能，一旦出现故障，能够让电机切换到工频运行。
（8）高压变频器能够对3台电机的同轴同步软启动，软停止功能。起动、停止能按所设定的皮带特性曲线运行。在运行过程中能够自动地实现转差调节和功率平衡调节。
（9）自动洒水控制装置，PLC控制器根据烟雾、超温信号，自动控制灭火洒水并报警停机。
（10）主回路具有短路、过载、断相、欠压等保护。
（11）主电机的电流检测，温度检测以及上限报警。
（12）速度检测及超速保护。
（13）各故障的显示及报警，故障性质与位置的识别。
（14）界面直观友好，操作简便，功能齐全。人机界面不仅具有形象逼真的动态画面和全中文显示，还具有实时报警监视、安全确认机制和数据记录功能。
五、自动化系统运行的工作方式
（1）集中自动运行方式，这种运行方式接收来自监控系统的控制信号，自动根据预先设定的流程控制设备的运行，并进行自动检测、报警和保护，属于正常生产时的主要操作方式。
（2）单机自动运行方式，这种方式由操作员根据生产要求发出起车与停车指令，具有集中运行的全部功能，同时将信息传送到监控系统，主要用于设备的试运行和检修。
（3）现场单机手动运行，这种方式由操作人员在现场设备附近设置的就地操作控制箱进行手动操作，主要用于检修试车。
结束语
综上所述，带式输送机是一种应用极为广泛的物料输送设备，在很多行业生产中具有重要的作用。大功率、长距离的带式输送机一般由电源、变频调速、PLC控制以及参数与故障检测等部分组成。本文根据电力系统中物料运输的功能要求，在综合考虑系统功能、稳定性和安全性等情况的前提下，设计了一套基于变频器和PLC的多机同步控制系统，具有功能完善、运行稳定、操作和维护方便等特点，为实际生产提供了可靠的保障。
参考文献：
[1] 宋伟刚.通用带式输送机设计[M].北京：机械工业出版社，2006.
[2] 何超.交流变频调速技术[M].北京：北京航空航天出版社，2006.
[3] 周建中，陈代伟，王雷.基于ARM的矿用带式运输机控制器的设计[J].制造业自动化，2012，34（9）：104-107.
[4] 张强，林都，任一峰.变结构控制在矿井带式输送机控制系统中的应用[J].煤矿机械，2010，31（11）：178-180.
关键词：带式输送机 物料运输 PLC 自动控制
中图分类号：S611文献标识码： A
前言
带式输送机是以胶带作为牵引和承载机构并通过胶带的连续运动实现物料输送和装卸的一种运输设备，具有输送能力大、效率高、输送距离长、工作阻力小、能耗低、工作平稳可靠、结构简单、操作维修方便等优点而被广泛应用于冶金、煤炭等工业部门。经过不断改进和完善，逐步由车间内部输送发展到在企业内部、企业之间甚至城市之间的物料输送，成为物料输送系统机械化和自动化不可缺少的组成部分。我国通过引进与持续的技术革新，对带式输送机的关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发，研制成功了多种软起动和制动装置以及以PLC为核心的控制系统。
一、PLC简介
可编程逻辑控制器(PLC）是20世纪70年代发展起来的一种新型工业自动控制设备。它集自动化技术、计算机技术和通信技术为一体，是一种专门用于工业生产过程控制的现场设备。目前，PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种自动化控制设备提供非常可靠的控制应用。主要原因在它能为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合当前工业企业对自动化的需要。
由于控制对象的复杂性，使用环境的特殊性和运行的长期连续性，使PLC在设计上有自己明显的特点：可靠性高，适应性广，具有通信功能，编程方便，结构模块化。在现代集散控制系统中，PLC已成为一种重要的基本控制单元，在工业控制领域中应用前景极其广泛。
二、带式输送机的特点
带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械，又称连续输送机或皮带运输机，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，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，适用于输送堆积密度小于1.67/t/m3，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，具有结构简单、运行平稳可靠、能耗低、环境污染小、成本低、便于集中控制和实现自动化、输送量大、输送距离长、连续输送、管理维护方便、通用性强等优点，可用于水平运输或倾斜运输，广泛地应用在冶金、煤炭、交通、水电、化工、建材、轻工、食品、港口、船舶等领域。带式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 ℃。
三、带式输送机的组成与工作过程
带式输送机主要由两个端点驱动滚筒及紧套其上的闭合输送带机架、托辊、张紧装置、传带式输送机动装置等组成。驱动滚筒由电动机通过减速器驱动，输送带依靠驱动滚筒与输送带之间的摩擦力拖动。驱动滚筒一般都装在卸料端，以增大牵引力，有利于拖动。物料由喂料端喂入，落在转动的输送带上，依靠输送带摩擦带动运送袋卸料端卸出。当输送能力和运距较大时，可配中间驱动装置来满足要求。根据输送工艺的要求，可以单机输送，也可多机组合成水平或倾斜的运输系统来输送物料。目前的研究热点主要包括以下几个方面。
（1）提高整个设备的可靠性，保证设备的长期可靠运行，提高生产效率。
（2）提高输送机的带速，从而提高输送能力并节省投资。
（3）进一步节能降耗。带式输送机在输送机中耗能最低，但在矿山、港口、电力和冶金等行业中应用较多，属于用电大户，如能进一步节能降耗，可以有效降低企业的生产成本，提高总体经济效益。
（4）减少维护工作量。由于带式输送机分布在几百米甚至几千米的线路上，减少维护可以降低运行成本。
四、控制系统设计
控制系统主要由供电单元、变频器调速单元、PLC控制系统、检测传感器、计算机监控系统等部分组成。系统配置5台高压柜（配置智能综合保护装置）和1台低压柜，提供与高压柜通信的RS-485接口。皮带配置2台高压变频器，并为皮带系统配置各类保护传感器，包括跑偏、拉线、温度、打滑、张力等的检测，同时在关键位置采用网络型摄像头配置视频监控系统。PLC控制系统实现对每条皮带的自动操作及故障检测与报警等功能，与传感器、高压柜采用现场总线通信，与监控系统采用工业以太网进行通信。系统功能主要包括以下几个方面。
（1）采用多单元同步控制系统，2台变频同时启动，以皮带的工作速度为基础，PLC通过RS485给2台变频装置发送转速指令，并实时采集VT710所反馈的电机电流，通过比较，以工作电流最高的一台电机为基准，调整变频器的频率给定，从而将两台电机的工作电流调整到与基准电流一致，以实现功率平衡控制。
（2）在操作单元设有本地/遥控转换开关，既可实现本地控制，也可远程遥控。
（3）除串口通信外，也必須能够接收模拟量给定，其控制源的切换可以在的操作面板上完成。
（4）具备闭锁功能和声光报警的信号系统，同时具备输送机的运转信号显示。
（5）皮带在线检测系统，采用无损探伤技术，对皮带机进行在线不间断检测，在线检测系统安装在皮带机下带部位。
（6）为皮带运输设计监控系统，实现对皮带运行的实时监控和分类数据的存储记录，并能生产各类表格和报表。
（7）变频器具有工频运行的旁路功能，一旦出现故障，能够让电机切换到工频运行。
（8）高压变频器能够对3台电机的同轴同步软启动，软停止功能。起动、停止能按所设定的皮带特性曲线运行。在运行过程中能够自动地实现转差调节和功率平衡调节。
（9）自动洒水控制装置，PLC控制器根据烟雾、超温信号，自动控制灭火洒水并报警停机。
（10）主回路具有短路、过载、断相、欠压等保护。
（11）主电机的电流检测，温度检测以及上限报警。
（12）速度检测及超速保护。
（13）各故障的显示及报警，故障性质与位置的识别。
（14）界面直观友好，操作简便，功能齐全。人机界面不仅具有形象逼真的动态画面和全中文显示，还具有实时报警监视、安全确认机制和数据记录功能。
五、自动化系统运行的工作方式
（1）集中自动运行方式，这种运行方式接收来自监控系统的控制信号，自动根据预先设定的流程控制设备的运行，并进行自动检测、报警和保护，属于正常生产时的主要操作方式。
（2）单机自动运行方式，这种方式由操作员根据生产要求发出起车与停车指令，具有集中运行的全部功能，同时将信息传送到监控系统，主要用于设备的试运行和检修。
（3）现场单机手动运行，这种方式由操作人员在现场设备附近设置的就地操作控制箱进行手动操作，主要用于检修试车。
结束语
综上所述，带式输送机是一种应用极为广泛的物料输送设备，在很多行业生产中具有重要的作用。大功率、长距离的带式输送机一般由电源、变频调速、PLC控制以及参数与故障检测等部分组成。本文根据电力系统中物料运输的功能要求，在综合考虑系统功能、稳定性和安全性等情况的前提下，设计了一套基于变频器和PLC的多机同步控制系统，具有功能完善、运行稳定、操作和维护方便等特点，为实际生产提供了可靠的保障。
参考文献：
[1] 宋伟刚.通用带式输送机设计[M].北京：机械工业出版社，2006.
[2] 何超.交流变频调速技术[M].北京：北京航空航天出版社，2006.
[3] 周建中，陈代伟，王雷.基于ARM的矿用带式运输机控制器的设计[J].制造业自动化，2012，34（9）：104-107.
[4] 张强，林都，任一峰.变结构控制在矿井带式输送机控制系统中的应用[J].煤矿机械，2010，31（11）：178-180.