施耐德M580,PLC在多皮带控制系统中的应用

武炜 王丹萍 周召云

摘要：本文对施耐德M580系列PLC在长沙蔡家洲皮带电气系统中的应用方案作出详细描述。主要的描述内容包括：工程整体概况，电气设计原则，系统网络结构，现地I/O子站的设置，三种控制模式，系统软硬件实现，主要流程设计，技术难点及解决方案等。此方案已用于长沙蔡家洲皮带机电气系统。

关键词：皮带机;电气控制;

Abstract：This paper describes the application of Schneider m580 series PLC in Changsha caijiazhou belt electrical system in detail. The main description includes：the overall situation of the project，electrical design principles，system network structure，local I / O substation settings，three control modes，system software and hardware implementation，main process design，technical difficulties and solutions，etc. This scheme has been used in Changsha caijiazhou belt conveyor electrical system.

Key words：belt conveyor;electrical control

长沙蔡家洲砂石翻坝皮带电气控制系统根据集中控制和就地分散控制相结合的原则进行总体设计，采用基于PLC的集散型分布式控制结构。皮带机运行监控系统、皮带机调度管理系统、皮带机视频监控系统分别独立组网。系统具有很高的安全性、可靠性、实用性、开放性、先进性、可扩性和抗干扰性，且具有良好的可操作性和可维护性。

长沙蔡家洲砂石翻坝皮带电气控制系统主要包括上游PLC控制系统、下游PLC控制系统、现地RIO站、10KV配电系统、及视频广播监控系统等部分。各部分又由多个不同类型的机电设备组成。各种机电设备必须按照一定的程序准确、可靠、灵活、协调地运转。

1.电气控制要求

长沙蔡家洲砂石翻坝皮带电气自动控制系统工程位于湖南省长沙市望城区高塘岭镇湘江蔡家洲河段，湘江长沙综合枢纽工程所在坝轴线上游1.5km、下游2.5km范围内。

该工程设计年过坝运量3600万吨，上游出口新建8个泊位，下游进口新建12个泊位，中间采用4条皮带线运输。该系统涉及载人、载物的复杂大型系统，总体设计遵循安全可靠、技术先进、操作简便、易于维护、系统开放、电磁兼容、性价比高原则。

2.电气控制系统结构

湘江蔡家洲砂石翻坝工程皮带机电气系统自动化设备为了系统的长期可靠运行，本着经济实用、安全可靠、技术先进等要求来进行网络配置。监控系统采用分层分布式网络结构，整个监控系统分成集中监控级（CCL）、现地控制级（LCU）两级。

集中监控级（CCL）和现地控制控制级（LCU）通过TCP/IP交换数据，现地控制級分为现地LCU单元、远程RIO单元、传动单元（变频器单元）。现地单元LCU通过OLM光电模块与远程RIO，传动单元（变频器单元）相连，采用工业级现地总线RIO以太网通讯。

（1）现地控制系统的网络结构

AD线控制系统负责AD线皮带机的运行控制。AD线控制系统以PLC作为主站，RIO作为子站通过光纤组成环形网络。AD线的PLC主站设在上游配电室LCU2_1控制柜内，与其相连的子站共有11个。

BC线控制系统负责BC线皮带机的运行控制，网络结构与AD线基本相同。总体结构如下图：

（2）自动控制方式启停要求及顺序

自动控制方式通过上位机下发自动启动/停止指令，顺序控制皮带运行。

皮带的自动控制分为3部分：

上游出筒仓及俯仰皮带部分

上游出筒仓及俯仰皮带部分的控制对象包括：出筒仓皮带、震动给料机、震动给料机闸板、皮带声光报警器、俯仰皮带、俯仰皮带卷扬机等。

该部分的自动启动流程为：

1）上位机将该部分皮带至于自动控制方式并观察系统有无备妥信号

2）上位机发皮带启动指令

3）出筒仓皮带声光报警并启动

4）开启俯仰皮带卷扬机将俯仰皮带放至水平位置

5）开启俯仰皮带

6）再次启动预告后启动出筒仓皮带机

7）出筒仓皮带启动正常后震动给料机启动，电动闸板开启到中间位置

该部分的自动停止流程为：

1）停止震动给料机

2）关闭震动给料机闸板

3）闸板关到位后延时停止出筒仓皮带

4）出筒仓皮带停止后延时停止俯仰皮带

5）俯仰皮带停止运行后开启俯仰皮带卷扬机将俯仰皮带放至提升上限位置

上游进筒仓至下游汇总皮带部分

上游进筒仓至下游汇总皮带部分的控制对象包括：上游进筒仓皮带、上游分料皮带、管带机、下游汇总皮带。

该部分的自动启动流程为：

1）上位机将该部分皮带至于自动控制方式并观察系统有无备妥信号

2）上位机发启动皮带指令

3）进筒仓皮带声光报警并启动

4）进筒仓皮带机启动成功后分料皮带声光报警器并启动

5）分料皮带机启动成功后管带机声光报警器并启动

6）管带机启动并达到设定转速（1200转）汇总皮带声光报警并启动

该部分的自动停止流程为：

1）停止指令发出后延时停止下游汇总皮带

2）下游汇总皮带停止完成后延时停止管带机

3）管带机停止完成后延时停止分料皮带

4）分料皮带停止完成后延时停止上筒仓皮带

下游固定皮带至下游移动皮带部分

下游固定皮带至下游移动皮带部分的控制对象包括：下游固定皮带、下游移动皮带、交通灯等。

该部分的自动启动流程为：

1）上位机将该部分皮带至于自动控制方式并观察系统有无备妥信号

2）上位机发启动皮带指令

3）下游固定皮带声光报警并启动

4）固定皮带机启动成功后下游移动皮带声光报警器并启动

5）全部皮带启动正常后交通灯变绿，允许卸料船舶打料。

该部分的自动停止流程为：

1）上位机发停止指令后交通灯变红延时停止移动皮带

2）移动皮带停止后延时停止固定皮带。

3.PLC的程序设计

3.1长沙蔡家洲皮带机控制系统的软件设计

本程序软件共有两个程序，分别是上游AD线PLC程序2015.09.13.stu，BC线PLC程序20150902。stu。两个程序结构相同。

以BC线PLC程序为例程序共分为如下程序段：

MOD_Choice 模式选择，改程序段主要接收上位机命令，将上位机下发的模式命令进行保持。

B_JX_Mod   B线检修模式。当B线的皮带机及相应的附属设备在需要检修维护或单独动作时，由上位机向PLC发送操作指令，PLC接收到该指令后启动或者停止相应的皮带及附属设备。

B_Standby   B线准备条件判別。当B线的皮带机需要在自动模式下启动时，需要对B线全线的设备是否具备启动条件进行判别，当条件不具备时，B线皮带不能再自动模式下启动，当条件具备时才可以启动。

B_autot_Mod  B线自动命令汇总。该程序段的主要功能是将B线检修模式下的命令和自动模式下的命令进行汇总，成为一个最终的输出信号，发送给需要启动/停止的设备。

B_Alarm_collect B线报警汇总，对B线皮带及附属设备的报警信号进行汇总。

B_ChengZhong  B线称重。该程序段对B线称重装置的信号进行运算处理，并上送给上位机。

B_Local_Control  B线现地控制。该程序段主要完成接收现地RIO控制柜面板的操作指令，在没有故障的情况下启动/停止响应设备。

B_BP   B线变频。该程序段主要读取变频器的数据，并对数据进行处理，对变频器及B线管带机电机提供保护。

B_PT_Alm  B线电机PT报警。该程序段负责处理B线皮带机发出的PT报警。

B_JTD  B线交通灯。该程序段负责根据皮带及现场情况，控制交通灯的开启和关闭。

4.结语

长沙蔡家洲砂石翻坝电气控制系统已投运，投运至今总体运行良好，对于其它同类型皮带机控制系统的设计具有较强的指导借鉴意义。

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