S7-200PLC选煤厂皮带运输机控制系统概述

论文导读：选煤厂皮带运输机是选煤厂生产的关键设备之一，一旦其电控系统出现故障，将影响选煤厂整个生产，带来重大的经济损失和安全隐患。由于选煤厂皮带运输机的电控大多为继电器控制系统，存在线路复杂、故障点多、可靠性低、稳定性差等缺点，不能满足煤矿安全生产的需要，因此，笔者采用PLC控制系统取代原来的继电器控制系统，并用组态王实现对整个皮带运输机的运行过程进行监控。
关键词：PLC，皮带运输机

　　0 引言
　　 选煤厂皮带运输机是选煤厂生产的关键设备之一，一旦其电控系统出现故障，将影响选煤厂整个生产，带来重大的经济损失和安全隐患。由于选煤厂皮带运输机的电控大多为继电器控制系统，存在线路复杂、故障点多、可靠性低、稳定性差等缺点，不能满足煤矿安全生产的需要，因此，笔者采用PLC控制系统取代原来的继电器控制系统，并用组态王实现对整个皮带运输机的运行过程进行监控。
　　1 系统构成及控制过程
　　 该皮带运输机控制系统由两级系统构成：一级基础自动化系统，二级完成监控和操作的人机界面系统。
　　基础自动化系统采用SIEMENS S7-200系列PLC，由完成控制功能的PLC、完成系统监控和操作的人机界面操作员站、现场执行机构和传感器组成；上位机监控系统采用亚控的组态王软件进行设计。论文参考。
　　一级基础自动化控制主要控制出现异常情况时进行报警和紧急停车，二级主要用来进行参数设定，启动和人工紧急停止。
　　2系统设计
　　 皮带运输机系统是以PLC为核心、对皮带运输机的运行情况进行实时在线控制和监督的自动化系统，通过PLC和组态王。该系统可以实现对所有现场在线设备的程序控制管理、安全联锁控制等功能，并显示各种操作画面和模拟现场，对事故信号进行报警以及打印报表等。
　　该系统主要特点：
　　(1) 开放式的结构，具有极大的灵活性、可扩展性；
　　(2) 便利的维护手段，可在线维护；
　　(3) 先进的硬件控制设备，具有高抗干扰能力、高可靠性；
　　(4) 高可靠性的检测仪表；
　　(5) 集中操作，分散控制的思想；
　　(6) 通用的软件开发平台，智能的设备管理和监控软件。
　　该系统主要功能具有检测皮带机速度、温度、撕裂、烟雾、跑偏等功能，当出现异常情况时，PLC控制电机紧急停止，同时报警并把信息传到上位机，由操作人员进行分析检修，完成后重新启动。
　　2.1 系统硬件设计
　　SIEMENS S7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、检测及控制的自动化。论文参考。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。此处选用CPU226模块（集成24输入/16输出共40个数字量I/O点，且可连接7个扩展模块）和模拟量扩展模块EM231（4路模拟量输入）、EM232（两路模拟量输出），它们的特点如下：
　　(1) 6个独立的30KZ高速计数器和2路独立的20KZ高速脉冲输出；
　　(2) 实现分布式系统和扩展通信能力都很简便，组成系统灵活自如；
　　(3) 随着应用的扩大，系统扩展无任何问题；
　　(4) 具有更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能；
　　(5) CPU可以高速处理指令并且具有友好的参数设置功能。
　　CPU模块：负责程序的运行等工作，电源不仅向CPU模块供电而且还要满足与CPU模块相连的其它模块的用电需求。
　　数字量输入模块DI：将外部采集到的信号输入到PLC，例如保护PLC的DI将皮带撕裂、烟雾、跑偏等信号采集进来；以完成监视保护功能。
　　数字量输出模块DO：将PLC内部运算结果输出，例如保护PLC的DO将正常启动，自动控制、手动控制、综合故障等输出；操作PLC的DO输出来控制继电器，以完成监视、控制和保护功能。
　　模拟量输入模块AI：将外部的模拟量采集进来送给PLC，如皮带的速度和温度，以完成监视保护功能。
　　模拟量输出模块AO：将PLC计算好的数字量，如皮带的速度等转换成模拟量输出到上位机上，以完成监视功能。
　　2.2 系统软件设计
　　 该系统中，PLC程序执行变频器的启动/停止控制和皮带机的行程和速度监控任务，变频器根据给定的信号和反馈的信号控制皮带机的速度；PLC通过传感器得到信号来控制皮带机是否停止、报警器是否报警。为了更加安全可靠运行，本设计还设置了自动手动切换，自动/手动程序如图1所示。
　　2.3 PLC与上位机之间的通信
　　在现场环境恶劣的条件下，采用上位机监控措施可直接将故障显示出来，从而提高整个系统故障的诊断效率，减少故障的维修时间，提高整个电控系统的可靠性。论文参考。本系统利用CAN总线与上位机进行通信，可将各种信息传输到上位机，从而实现对系统的实时监控。部分子程序和中断程序分别如图2、图3所示。
　　3 结束语
　　 根据选煤厂皮带运输机系统的实际情况，研制开发了选煤厂皮带运输机智能控制系统。该系统经过严格的选型、合理的配置及完善的程序设计，使系统维修方便，自控功能强，可以自动显示故障，可靠性高、稳定性好，极大的改善了皮带运输机的运行状况，确保矿山安全生产。

参考文献：
[1]廖常初 . PLC编程及应用. 北京：机械工业出版社，2002.9
[2] 罗宇航，罗建国等. 流行PLC实用程序设计.西门子S7-200系列.西安：西安电子科技大学出版社，2006.12