基于PLC控制的小車自動化送料系統

　　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，由于繼電器的穩定性遠遠比不上目前的plc控制設備。特別是隨著科技的不斷發展，plc以其體積小，功能強、故障率低、可靠性高、維護方便等優點，被國內外瀝青混合料攪拌設備廠家廣泛采用。本項目運用plc(可編程邏輯控制)控制運料小車的運行，取代了傳統的繼電器控制，實現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位指令使運料車能夠連續運行，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，但操作起來復雜，而且易出錯，plc在小車自動送料控制系統中可實現較高的自動化程度，大大提高系統的穩定性和可靠性，減少調試、運行、維護的強度，成為“無人值班，少人值守”的優選小車送料自動控制系統。本文通過分析可知，用plc控制運料系統，安全、可靠，而且維護、調試方便，具有很高的推廣價值。

　　2 設計與實現分析

　　2.1 運料車系統工作過程介紹

　　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 小車自動送料系統設計

　　(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) 攪拌結束，小車到位，接近開關發信號;

　　(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定值時攪拌鍋關閉電磁閥，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定值時運料車關門，然后返回攪拌鍋下重新裝料;

　　(6) 運行直到運料完停車。

　　2.3自動送料運動設計

　　用電動機拖動小車，電動機正轉，小車前進，電動機反轉小車后退。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定值時，電磁閥關閉，停止裝料，小車前進，向選好的料倉駛去，抵達后將料卸完(稱重傳感器達到預定值即小車的凈重)小車后退返回到攪拌鍋下接著裝料，然后繼續向料倉運料。如此反復直到將料運完。

　　(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，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，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，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。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，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，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”，如果連續運行開關s沒有合上，x5仍斷開，那么移位寄存器不會復位，m0仍為“0”，則運料車停止運行。

　　(7)運料車連續運行或向其它料倉運料：

　　如果需要繼續向1號成品料倉運料，只要合上開關s，x5，x1與m4接通復位輸入端rst，移位寄存器復位。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，系統恢復原來狀態。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，盛料斗內的料低于下限時，下限報警裝置響應，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。放料時需按預先設計好的程序控制各料斗下料的量。

　　(3)重量控制。將攪拌鍋內的料攪拌好后，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定值時，攪拌鍋關閉電磁閥，通過傳感裝置給電動機發出信號，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，容易引起電動機發熱過燙的現象，會縮短電動機的壽命。在發生這種現象時通過報警裝置及時檢修相關裝置，排除故障。

　　(5)障礙物監測。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生事故，如工作人員在不知道的情況下擋在運料車的必經之路時或有其它設備或物體時，自動監測系統能夠及時發現發出警告，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，這個路線是預先設定的，通過給運料小車編制一定的程序實現自動沿路徑運行。

　　2.5 系統程序設計

　　(1) plc外部接線圖如圖2所示。

　　(2) 梯形圖設計如圖3所示。

　　3 結束語

　　論述證明通過限位開關、移位寄存器等的控制可以實現控制以下要求：

　　(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，同時可以實現隨時停止功能。