基于PLC控制的小車自動化送料系統(tǒng)

　　1引言

　　運料車的作用是將攪拌好的成品料提升到成品料存儲倉中。早期的攪拌設(shè)備中，運料車控制通常都是采用繼電器邏輯控制，由于繼電器的穩(wěn)定性遠遠比不上目前的plc控制設(shè)備。特別是隨著科技的不斷發(fā)展，plc以其體積小，功能強、故障率低、可靠性高、維護方便等優(yōu)點，被國內(nèi)外瀝青混合料攪拌設(shè)備廠家廣泛采用。本項目運用plc(可編程邏輯控制)控制運料小車的運行，取代了傳統(tǒng)的繼電器控制，實現(xiàn)了運料過程的自動化控制。在具體控制過程中，通過移位指令、計時器和移位寄存器的復(fù)位指令使運料車能夠連續(xù)運行，直到需要停止時按停止按鈕停車。運料車還可通過手動控制其運行，但操作起來復(fù)雜，而且易出錯，plc在小車自動送料控制系統(tǒng)中可實現(xiàn)較高的自動化程度，大大提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，減少調(diào)試、運行、維護的強度，成為“無人值班，少人值守”的優(yōu)選小車送料自動控制系統(tǒng)。本文通過分析可知，用plc控制運料系統(tǒng)，安全、可靠，而且維護、調(diào)試方便，具有很高的推廣價值。

　　2 設(shè)計與實現(xiàn)分析

　　2.1 運料車系統(tǒng)工作過程介紹

　　成品料存儲倉一般有單倉、雙倉或三倉等配置形式，另外再配一個廢料倉。我們以雙倉為例來說明其控制過程。圖1為運料車工作過程示意圖。運料車在工作前要先選倉。1號成品料倉和2號成品料倉的倉頂上各有(圖1運料車工作過程示意圖)兩個門，起防雨和保溫的作用。廢料倉頂上沒有門。當選擇好料倉時，艙門自動打開，這時才允許運料車工作。運料車的工作過程為：前進——停車卸料——后退——等待裝料——再前進。

　　2.2 小車自動送料系統(tǒng)設(shè)計

　　(1) 瀝青入噴射腔，各熱骨料倉裝料，料粉倉裝料;

　　(2)熱骨料，料粉，瀝青入攪拌鍋攪料;

　　(3) 攪拌結(jié)束，小車到位，接近開關(guān)發(fā)信號;

　　(4)攪拌鍋打開電磁閥放料，同時讀取稱重傳感器的值，當稱重傳感器的值到達設(shè)定值時攪拌鍋關(guān)閉電磁閥，料運到目的地;

　　(5)車卸料同時讀取稱重傳感器的值，當稱重傳感器的值達到設(shè)定值時運料車關(guān)門，然后返回攪拌鍋下重新裝料;

　　(6) 運行直到運料完停車。

　　2.3自動送料運動設(shè)計

　　用電動機拖動小車，電動機正轉(zhuǎn)，小車前進，電動機反轉(zhuǎn)小車后退。首先選擇成品料倉1號或2號。選擇好后，小車首先停在攪拌鍋下裝料，當稱重傳感器達到預(yù)定值時，電磁閥關(guān)閉，停止裝料，小車前進，向選好的料倉駛?cè)ィ诌_后將料卸完(稱重傳感器達到預(yù)定值即小車的凈重)小車后退返回到攪拌鍋下接著裝料，然后繼續(xù)向料倉運料。如此反復(fù)直到將料運完。

　　(1)小車向1號成品料倉運料：小車位于攪拌鍋下;當運料小車位于攪拌鍋下時，壓下限位開關(guān)sq0，接通x1，其常閉斷開，常開閉合，指示燈y0亮。

　　(2)小車向1號成品料倉運料：按下起動按鈕sb1，接通x0，其常開閉合，運行指示燈y1亮。y1常開觸點接通，實現(xiàn)自鎖。與此同時，y1常開觸點接通移位寄存器的輸入端，m0置“1”，其常開觸點閉合，常閉觸點斷開。m0和x2接通t0的線圈。30秒后(此30秒時間內(nèi)給小車裝料)t0常開觸點閉合，y4線圈得電，km1得電吸合，電機正傳，小車前進，向1號成品料倉運料。

　　(3)小車從1號成品料倉返回攪拌鍋下：當運料車到達1號成品料倉時，壓下限位開關(guān)sq1，x2常閉斷開，常開閉合。t0線圈失電，其常開斷開，km1失電釋放，電動機停轉(zhuǎn)，小車停止前進。與此同時m0與x2常開接通移位寄存器輸入端cp，將m0中的“1”移位到m1中，m1常閉接點斷開，m0補“0”，而m1常開接點閉合，t1線圈通電，延時30秒(在這30秒內(nèi)小車卸料)后，t1常開觸點接通，y5線圈通電，接觸器km2接通，電機反轉(zhuǎn)，小車后退，返回攪拌鍋下。

　　(4)運料車第二次向1號成品料倉運料：當運料車返回攪拌鍋下時，壓下限位開關(guān)sq0，x1常閉斷開，t1圈失電，t1常開斷開，y5失電，km2線圈失電釋放，電動機停轉(zhuǎn)，小車停在攪拌鍋下。與此同時，m1與x1接通移位寄存器輸入端cp，將m1中的“1”移位到m2中，m0的“0”移位到m1中，m0仍補“0”，m2接通t0線圈。30秒(這段時間小車裝料)后，t0常開觸點閉合，接通y4，km1得電吸合，電動機正轉(zhuǎn)。運料小車向1號成品料倉運料。

　　(5)運料小車第2次返回攪拌鍋下：當運料車到達1號成品料倉時壓下sq1，x2常閉斷開，常開閉合，t0線圈失電后，t0常開斷開，y4線圈失電，km1失電釋放，電機停轉(zhuǎn)，運料小車停止前進，這時m2與x2接通移位寄存器的輸入端cp，將m2中的“1”移位到m3中，m3常閉觸點斷開，m2補“0”，m3常開觸點閉合，接通t1，延時30秒(此時小車卸料)，t1常開閉合，y5被接通，km2接通，電動機反轉(zhuǎn)，小車后退，返回攪拌鍋下。

　　(6)運料車停止運料：當小車返回攪拌鍋下時x1常開閉合，常閉斷開，y5失電，運料車停止運行。此時m3與x1接通移位寄存器輸入端，m3移位到m4，m4為“1”，m0～m3位“0”，如果連續(xù)運行開關(guān)s沒有合上，x5仍斷開，那么移位寄存器不會復(fù)位，m0仍為“0”，則運料車停止運行。

　　(7)運料車連續(xù)運行或向其它料倉運料：

　　如果需要繼續(xù)向1號成品料倉運料，只要合上開關(guān)s，x5，x1與m4接通復(fù)位輸入端rst，移位寄存器復(fù)位。m0重新置“1”，m0與x2又接通y4，運料小車又開始第二周期運行。一直到不需要運料時，按下停止按鈕sb4，x8觸點斷開，y4、y5線圈回路斷開，運料車立即停止運行。同樣，如果發(fā)生意外情況，不論運料車在任何位置，只要按下停車按鈕sb4，電動機能夠立即停車，系統(tǒng)恢復(fù)原來狀態(tài)。當故障排除時重新啟動;

　　運料車向2號成品料倉運料。運料過程的控制與向1號成品料倉運料控制相同，只是移位寄存器的輸入從m5～m9。

　　運料車向廢料倉運料。控制過程與向1號成品料倉運料控制過程相同，只是移位寄存器的輸入從m10～m14。

　　此程序運行時，可以任意先選擇其中的一個料倉給其運料。運料過程中如果需要給其它料倉運料只要將運料車停止，再啟動其它料倉的啟動按鈕就行。

　　2.4設(shè)計中要注意的幾個問題

　　(1)盛瀝青、骨料、料粉的料斗分別裝有上限、下限報警器將瀝青、骨料和料粉分別用運料車將料放入盛料料斗中，將料斗閥門打開開始放料，它有一個盛料的上限，當料斗內(nèi)的料超過上限時，報警裝置動作，停止放料。同理，還有一個盛料的下限報警裝置。將瀝青、骨料、料粉下放到攪拌鍋內(nèi)，盛料斗內(nèi)的料低于下限時，下限報警裝置響應(yīng)，開始加料。

　　(2)瀝青、骨料、料粉入攪拌鍋量的控制。成品料是由瀝青、骨料、料粉攪拌而成，而各料在成品料中所占比例不同，因此需要控制各個料的量。放料時需按預(yù)先設(shè)計好的程序控制各料斗下料的量。

　　(3)重量控制。將攪拌鍋內(nèi)的料攪拌好后，通過電磁閥給運料車裝料。運料車裝料的量通過稱重傳感器來控制。當稱重傳感器的值達到設(shè)定值時，攪拌鍋關(guān)閉電磁閥，通過傳感裝置給電動機發(fā)出信號，小車將料運走。(4)電機過載報警裝置。運料車在過載低速運行過程中，容易引起電動機發(fā)熱過燙的現(xiàn)象，會縮短電動機的壽命。在發(fā)生這種現(xiàn)象時通過報警裝置及時檢修相關(guān)裝置，排除故障。

　　(5)障礙物監(jiān)測。在運料車工作過程當中，為防止傳送帶或軌道上有障礙物阻礙運料車而發(fā)生事故，如工作人員在不知道的情況下?lián)踉谶\料車的必經(jīng)之路時或有其它設(shè)備或物體時，自動監(jiān)測系統(tǒng)能夠及時發(fā)現(xiàn)發(fā)出警告，使運料車暫停，待清除障礙后再運行。

　　(6)運動路線。運料車運料必定有一個運料路線，這個路線是預(yù)先設(shè)定的，通過給運料小車編制一定的程序?qū)崿F(xiàn)自動沿路徑運行。

　　2.5 系統(tǒng)程序設(shè)計

　　(1) plc外部接線圖如圖2所示。

　　(2) 梯形圖設(shè)計如圖3所示。

　　3 結(jié)束語

　　論述證明通過限位開關(guān)、移位寄存器等的控制可以實現(xiàn)控制以下要求：

　　(1)運料車向1號成品料倉運料。

　　(2) 運料車向2號成品料倉運料。

　　(3)運料車向廢料倉運料。程序運行時，可以任意選擇其中的一個料倉給其運料，同時可以實現(xiàn)隨時停止功能。