卢智峰

摘 要：张紧装置是皮带机的重要组成部分，保证张紧力的稳定是皮带机稳定运行的基础，对张紧装置的优化能够保证输送机的正常工作。主要介绍了PLC在皮带机自动张紧装置中的应用，利用PLC通过外部液压泵站等执行部件动态调节胶带运行过程中的张力，以节约能耗，延长胶带的使用寿命。

关键词：PLC；皮带机；结构配置；程序化

中图分类号：TH222 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.19.100

随着社会经济的发展，皮带机的应用越来越广泛。张紧装置作为皮带机的重要组成部分，是保证皮带机正常运转必不可少的重要部件，它的性能直接影响皮带机整机的工作能力。而液压张紧是当下比较常用的调节运行皮带张力的装置，它是由液压泵站、测力传感器、油缸、滑轮和胶管等部件组成。利用PLC编程可以高效、快速地为液压张紧装置提供自动化平台，实现无人操作和远程通信，进而为实现无人化工作创造条件。

1 基本配置和控制要求

整个液压张紧系统功能主要是靠泵站的调节运行来实现的，而泵站主要是由电机、油泵、电磁阀和液控单向阀等组成。在系统正常工作时，皮带机集控系统向张紧装置提供“启车”和“正常运行”2个接点信号，待张紧装置反馈“可以启动主机”信号后才能启动主电机。当主电机启动，皮带机达到正常运行状态后，要向张紧装置发出“正常运行”信号；当张紧装置发生故障后，要向皮带机集控系统发出“故障”信号，这时皮带机应停车检査。

在皮带机运行的过程中，需要依靠PLC编程实现以下控制要求：①皮带机启动和正常运行时，可在胶带特性参数范围内任意调节张力。机器启动时，张紧力应为正常运行时的1.2～1.5倍；工作稳定后，液压自动张紧装置即按预定程序自动工作，保证胶带在理想状态下运行。②快速响应胶带张力变化缓冲，有效消除胶带启动张力峰值，降低胶带疲劳损坏程度，延长胶带使用寿命，避免断带事故的发生。③在胶带正常工作拉力下，油栗不频繁启动。④设置检修和正常运行时的操作按钮，既可以自动控制，也可以手动实现对外围设备的启停控制。⑤与集控系统及时通信，既可实现对液压自动张紧装置的远程控制，又可单独工作实现自检和紧急停机。

2 电控系统总体结构

电控系统主要是由隔爆电控箱、拉力传感器、电磁阀、真空电磁起动器和油泵等组成。PLC作为核心控制原件，通过编程实现系统功能，并与皮带机综保系统通信。根据运行和系统输入、输出控制点数的要求，选用美国通用的GE90-30 PLC控制系统，包含12点输入、8点输出，额定电压为AC100～240 V。这样既可以满足张紧装置电控箱127 V的工作电压，又可以在调试外馈DC24 V的传感器电源时使用220 V工频电压。因为外部需要将拉力传感器的模拟量信号转化为数字量信号，所以，选用KX1N-2AD-BD模拟量模块输入板，其转换精度为12位。

PLC需要接收拉力传感器采集的信号，通过比较判断，为液压泵站上的电机、电磁阀发出指令。而PLC作为电控系统的核心控制模块，在编写程序时，需要考虑设置电源开关的启停显示、手动和自动切换，以及油栗、电磁阀的启停显示。最后，

将输出端设置为：Y0—电磁阀，Y1—油泵，Y2—主机启动，Y3—故障，Y4—自动张紧，Y5—正常运行。根据实际情况，如果液压张紧装置本身是由液压绞车和油缸共同完成张紧动作，则栗站上应有多组电磁阀，输出设置相应增加电磁阀组的控制。图1为FX1N-2AD-BD的接线示意图，拉力传感器采集的模拟量信号选择2通道以4～20 mA标准电流方式送人，通过编程实现输出控制。

3 模块程序化

要处理拉力传感器信号，如果采用0～10 V电压信号输入，则编程时选用M8112通道；如果采用4～20 mA标准电流信号输入，则编程时选择M8113通道，具体程序如图2所示。

PLC接收的信号是以0～2 000为基本范围，如果系统中的数字量为4 000～20 000，则需要程序转换。转换方法如图3所示。

根据设备所控制的皮带机参数特性，设定K1为胶带预张紧后至少需要达到的最小拉力值，K2为正常运行时胶带可以承受的张力最小值，K3为正常运行时胶带可以承受的张力最大值，拉力传感器的反馈范围选择0～K4（kN），因此，0K4时，拉力传感器范围超限，提示故障。

综合考虑以上条件后，再加人手动操作旋钮的输入控制。这样，PLC的程序编写就基本完成了，即可进入具体调试阶段。

4 结束语

综上所述，在皮带机液压张紧装置中，PLC发挥着很重要的作用。在皮带机运行过程中，依靠PLC编程可实现液压张紧装置的手动和自动控制，为系统提供启动、运行、停机时不同张力的变化反馈，做到动态调节皮带张力，使胶带在理想状态下运行，从而节约能耗，延长胶带的使用寿命，降低意外事故发生的概率。与此同时，PLC也能够提高皮带机张紧装置的效率，实现无人操作和远程通信功能。于是，将PLC更广泛地应用到皮带机张紧装置中，可以进一步提高我国的工业发展水平。

参考文献

[1]陈雨，闫明启，秦富兵.PLC技术在带式输送机除尘装置控制系统中的应用[J].电工技术，2014（7）.

[2]马瑞鹏.皮带机自动张紧装置的设计与应用[J].中国科技博览，2015（47）.

[3]李晨.皮带机液压张紧装置的优化[J].中国港口，2015（2）.

〔编辑：白洁〕