國家電投集團(tuán)遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保催化劑有限公司的研究人員毛久勇,，在2017年第11期《電氣技術(shù)》雜志上撰文指出,，擠出機(jī)出口的傳送帶速度是影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因數(shù)，所以擠出機(jī)出口傳送帶的速度與擠出機(jī)擠出速度保持同步顯得至關(guān)重要,。

以激光測速儀輸出的速度脈沖信號作為脈沖發(fā)生器,，利用西門子200PLC的高速脈沖計數(shù)功能對單位時間內(nèi)的脈沖進(jìn)行計數(shù),然后把單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)量轉(zhuǎn)換為同步傳送帶變頻器的模擬量速度控制信號。

設(shè)計了一種對擠出機(jī)速度采集與出口傳送帶速度同步的應(yīng)用程序,，此控制方法的優(yōu)點是實時性好,、精度高。

國內(nèi)脫銷催化劑生產(chǎn)行業(yè)中,，廣泛采用編碼器測速來控制擠出機(jī)前端的同步傳輸皮帶速度,。其工作原理是將編碼器的軸與產(chǎn)品的表面緊密接觸，應(yīng)用摩擦原理檢測出擠出機(jī)出口產(chǎn)品的線速度，通過PLC程序控制同步傳輸帶變頻器的頻率來實現(xiàn)與擠出機(jī)速度同步,。

但是,，采用編碼器[1-2]檢測連續(xù)移動且柔軟的物體速度時存在局限性，不僅會導(dǎo)致被測速物體表面變形,，而且檢測的速度也不準(zhǔn)確,，最終影響反饋控制的精度。目前,，激光測速儀是非接觸式測速的[3]最佳選擇,，檢測速度及時準(zhǔn)確，提高了傳輸皮帶系統(tǒng)的同步響應(yīng)速度和穩(wěn)定性,。

1擠出機(jī)同步傳送帶工作原理

擠出機(jī)采用變頻器調(diào)速的方式控制擠出速度,，由于供給物料存在間隙導(dǎo)致擠出的產(chǎn)品速度有較小波動，為了使擠出的產(chǎn)品在傳送帶上不發(fā)生拉伸和擠壓變形,，擠出機(jī)前端的傳送帶速度必須和擠出機(jī)擠出速度同步,。

擠出機(jī)起動時的出料速度為1-3m/min，本系統(tǒng)采用BETALaserMike的激光測速儀采集擠出機(jī)出口的產(chǎn)品速度,，采集速度信號的量程為0-5 m/min,，把采集到的速度轉(zhuǎn)換為脈沖串的形式輸出，輸出脈沖的數(shù)量為10000p/m,。

利用S7-200PLC的高速計數(shù)器[4]功能計算單位時間的脈沖個數(shù),，然后根據(jù)機(jī)械傳動比例關(guān)系編寫PLC程序，輸出0-10v模擬量到變頻器控制同步傳送帶電動機(jī)[5]的轉(zhuǎn)速,。

2控制系統(tǒng)硬件組成

2.1硬件配置

該系統(tǒng)選用了西門子公司的S7-200CPU224和EM235作為控制系統(tǒng),，西門子MM420變頻器[6]作為傳送帶電動機(jī)的調(diào)速元件，LS4000-303激光測速儀作為檢測元件,。

2.2 I/O點分配

輸入點分配：I0.0-激光測速儀脈沖輸入信號,；I0.1-同步傳送帶變頻器故障；I0.2-系統(tǒng)運行,；輸出點分配：Q0.2-同步傳送帶變頻器運行,；模擬量分配：AQW0-同步傳送帶運行速度；

2.3系統(tǒng)設(shè)計

控制系統(tǒng)流程圖如圖1所示,。

圖1 控制系統(tǒng)流程圖

3擠出機(jī)出口傳送皮帶速度同步的程序?qū)崿F(xiàn)

本系統(tǒng)采用STEP 7 MicroWIN SP8編程軟件,，創(chuàng)建三個梯形圖程序塊：主程序塊（OB1）、初始化程序（SBR1）和中斷程序快（INT_0）,。本文設(shè)計的控制程序梯形圖如圖2所示,。

圖2 控制程序梯形圖

初始化程序塊（SBR1）在PLC上電后執(zhí)行一次程序掃描，該程序塊將中斷事件21與中斷程序INT_0聯(lián)系起來,，即每當(dāng)中斷事件21發(fā)生時就觸發(fā)一次中斷程序INT_0,。

初始化程序中HDEF指令參數(shù)選用高速計數(shù)器0和工作模式0,，即通過PLC地址I0.0輸入的脈沖時鐘進(jìn)行計數(shù)。初次掃描時將16#F8傳送到存儲區(qū)SMB37,，即允許高速計數(shù)器HSC0寫入新的當(dāng)前值,、新的預(yù)設(shè)值和4倍速增計數(shù)。將0傳送給存儲區(qū)SMD38,，即為在初始化時對高速計數(shù)器0的當(dāng)前值進(jìn)行清零,。

中斷程序塊（INT_0）每1s執(zhí)行一次掃描，將計數(shù)器HC0的脈沖數(shù)量存儲到雙整型數(shù)據(jù)VD600中,，同時對高速計數(shù)器HC0的當(dāng)前值進(jìn)行清零,。數(shù)據(jù)VD600除以10后將結(jié)果保存到VD700中，VD700代表擠出機(jī)出口1s的位移量,。

VW740乘上常數(shù)210后存儲到VW320,，VW320作為同步皮帶變頻器的模擬量輸出。因為變頻器工頻50HZ時同步傳送帶的線速度為30 m/min,，而激光測速儀檢測的速度范圍為0-5 m/min,，為了滿足0-10v的模擬量到變頻器的速度對應(yīng)為0-5 m/min，根據(jù)傳送皮帶的減速箱減速比和皮帶滾筒直徑算出了210這個比例系數(shù),。

主程序塊（OB1）為循環(huán)掃描的程序塊,，所有的子程序塊和中斷程序塊都在這里調(diào)用和觸發(fā)調(diào)用。當(dāng)把系統(tǒng)的運行開關(guān)I0.2接通,，變頻器故障I0.1沒有出現(xiàn)時,，變頻器的運轉(zhuǎn)信號Q0.2導(dǎo)通。

OB1中的T32定時器產(chǎn)生1s的脈沖波,，T32上升沿觸發(fā)中斷程序INT_0運行,，中斷程序計算出當(dāng)前的擠出速度，模擬量輸出AQW0輸出0-10v的模擬量信號控制變頻器的頻率輸出,。頻率源信號和變頻器運轉(zhuǎn)信號都滿足條件時,，擠出同步傳送帶保持與擠出機(jī)出口的速度實時同步。

此控制系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保催化劑有限公司的擠出生產(chǎn)線,，該生產(chǎn)線年產(chǎn)量達(dá)12000m3,。經(jīng)過幾年的生產(chǎn)試驗,，擠出機(jī)同步傳輸皮帶上的催化劑產(chǎn)品沒有發(fā)生扭曲和拉伸的現(xiàn)象,，證實了此套控制系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性和實用性。

4 結(jié)論

文中針對傳統(tǒng)測速在柔軟產(chǎn)品中存在的缺點,，結(jié)合激光測速的準(zhǔn)確性和實時性特點,，設(shè)計了一種基于PLC的傳輸皮帶同步運行程序，通過PLC輸出的模擬量控制傳輸皮帶變頻器的速度,。該設(shè)計程序穩(wěn)定可靠,，效率高,，測速實時性好，可使用于各種同步傳輸場合,。