晉寧磷礦膠帶運輸系統主要運輸對象為磷礦石，設計能力100萬t/a，生產能力可達350 t/h。原礦經采場破碎站，破碎至25mm以下，經廠內1#帶、1～5#高強度鉛繩芯膠帶輸送機，廠內3#、4#、5#膠帶通過1#、2#堆取料機到達配礦場，完成運輸過程。全長13.15km，其中l#～5#高強度輸送機總長12.68km，為國內之最。
PLC直接控制設備主要參數見表1。
2 、PLC控制簡介
PLC為Prcgarnmable lcgic oDntmller的英文字母簡寫+即可編程邏輯控制器。定義為可將邏輯運算、順控操作、限時、計算及算術運算等控制程序用一串指令形式存放到存貯器中，然后根據所存貯的控制內容經過數字模擬等輸入輸出部件對生產設備或生產過程進行控制的裝置，是加世紀印年代末隨計算機技術發展起來的一種新型工業通用控制器，可有效地代替傳統繼電器控制系統和其它類型的順序控制器，通常借助梯形圖進行程序設計，以滿足不同設備的多變控制要求，使控制系統具有極大的柔性和通用性。
1個PLC站點主要由主機部分、輸入模塊、輸出模塊及編程器4部分組成，控制原理見圖1。
3、晉寧磷礦PLC系統的配置及功能
1)晉寧磷礦PLC控制系統，采用的是天津諾迪亞可編程控制有限公司MODICON 984系列產品，由7臺不同型號主機、21塊輸入模塊、16塊輸出模塊等主要部件構成7個獨立本地站，中控室主機通過9個光端機（3M公司生產）和約14km長的光纜與6個PLC控制站構成一個MB+工業控制網絡，軟件由MODSOFT控制程序軟件及UNICELL MP上位監控系統構成，附屬設備有FM+工業微機(486)，PM+工業終端，NEC大屏幕投影儀等，完成對整個原礦運輸系統的數據采集和監控功能。
主機、輸入、輸出模塊性能指標見表2、表3。
3.2功能
晉寧磷礦PLC系統主要完成啟動、停機及上位監控等功能。
1)其中啟動分為：①程度啟動，自大破碎堆取料機自上而下順序延時啟動，要求皮帶沿線不帶料；②中控室再啟動，又稱帶料啟，從堆取料機至大破碎，自上而下逆料流動，常用于故障后再啟動。啟動指令都由中控室發出。
2)停機：①正常停機即程序停機，自上而下順料流延時停機。②故障停機，在運行過程中，出現故障實現聯鎖停機。又分為人為停機：中控室設有各帶急、停按鈕，各轉動站設前、后急停按鈕；事故停機：堵料跑偏、縱向撕裂、打滑、拉緊小車過程5項皮帶保護傳感器動作而自動發出停機指令。
3)上位監控主要包括：全線運行、狀態、故障點和計時計量顯示等功能。
3.3主要控制流程
圖2是膠帶運輸線正常啟動（順啟），正常停車的PLC控制程序流程，其中xo，XT子程序分別表示對應的高強帶啟動與停機過程功能塊。由于大部分高強帶是由首尾電機共同驅動，所以xQ，XT子程序只是邏輯概念上的“功能塊”，實際上分由首尾2臺主機分別控制，通過站間數據傳遞完成該高強帶的啟停操作。例如4Q子程序中，4MI、4M2由5#站主機控制，而4M3則由4#站主機控制。啟動過程為接到4M啟動信號，4M1電機啟動，4MI=1信號延時10 s啟動4M2，同時將此信號傳遞至4#站啟動4M3電機。當4M=(4M1 AND 4M2 AND 4M3)=1，則表示高強4#帶啟動正常。
帶料啟動流程與正常啟動相反，由堆抖機至破碎站逆料啟動而上，啟動時間較順啟過程短，可帶料啟動，是目前采用最多的啟動方式。另一主要流程為故障停機，在故障信號采集后故障點以上（包括故障點）皮帶同時停機（急停），故障點以下轉入正常停機（延時停）流程。
4、控制原理
1)各本地站主機通過B809輸入模塊及MB+通訊接口，接受各種現場信息及控制指令，經用戶程序運算后輸出至B808模塊控制設備，并通過MB+通訊口其它節點傳遞信息。主要原理見圖3。
以下是程序中各變量功能說明：
oxxx-是開出（或線圈）可用來驅動聯接在輸出模塊上的工業現場控制部件，或設定數據存儲器SR中的1個或多個內部線圈。對應線圈只可使用1次，對應觸點可多次使用，功能相當于繼電器。
1XXX-開入，通/斷狀態由1個輸入模塊所控制，可在程序中驅動觸點。常用于指令發出和現場信息采集。
4XXX-輸出或保持寄存器，在SR中存放數值信息或將信息送到輸出模塊。可做全局定義，完成站間數據的傳遞，1個寄存器可存放16個開出狀態。
2)本PLC系統通過多用復合網橋BM85構成MODBUS PLU（即MB+）網絡，采用對等通訊，按廣播方式即無應答方式，此時下節點可通過全局數據（需定義）形式向網上所有節點發布信息或訪問，通過令牌（在網絡中進行接點編號順序傳遞的1組代碼）周轉實現數據或指令的傳遞，令牌工作方式見圖4。
令牌周轉順序按節點地址（硬件設置），從低到高順序循環周轉。
網絡主要功能通常為讀開出開入狀態，讀/寫保寄存器內容和讀輸入寄存器和強線圈接通或斷開。
3)各站間數據通訊協議原理見圖5。1KT～10KT分別為1#站至中控室主機的BTT地址定義，另外BM85及2臺計算機地址分別為14、15、17，在圖5中未標注。本協議旨在用最少的數據交換、寄存器定義完成網絡控制功能。其中～一表示單向寫通訊。程序初定義1個寄存器( 4XXX)作為全局變量即可，協議中（中控）10KT—一1KT～6KT通過各站主機定義40500寄存器為全局變量，完成中控向各站同時發布指令。代表雙向通訊，程序中需定義兩個寄存器存人和寫出狀態。
5、PLC系統控制流程的改進完善
PLC控制系統程序，從設備安裝、調試到投入使用僅半年時間，通過近年來的生產實踐，系統暴露出了一些缺陷，為完善生產工藝、消除設備事故隱患，對原有系統控制程序必須進行適當改進。
1)13 km膠帶運輸線穿過地區多為農田山林，兩芯光纜經常被鼠類動物咬斷，以及光端機模塊突發故障、控制站PLC主機掉電等原因均會導致系統前后節點通訊中斷，由于控制網絡是線性網絡，通訊中斷故障使令牌工作方式受阻，故障點以上節點控制數據不能得到更新，仍然保持原有狀態，中控室膠帶運行指示也均為正常假象，實際上系統已處于半失控狀態，在通訊中斷過程中如果故障點以下任意節點產生停機信號，將導致皮帶線下．段已停機而上段仍然正常運行，造成堵料、撕帶、過載等嚴重后果。
經程序分析發觀，在運行過程中所有節點程序傳遞數據均為“0”、“1”固定狀態量，必須在程序定義的控制指令產生后，狀態量才發生變化，所以在系統通訊中斷時，控制站點數據得不到刷新，原有數據被鎖定，系統硬件沒有識別功能，程序仍按原指令執行而造成事故。由此找到突破口，可在傳遞信息中加入隨時變量，作為通訊識別碼，通訊正常的時候，接收該量為變化量，通訊不正常時，該碼被鎖定為常量，由此差異來控制各本地站內部程序，達到故障停機目的。
由于是線性網絡，可在根節點和末節點10KT，1KT中分別設立信號發生器及檢測器各1套，中間節點只需設立信號檢測器。通訊識別信號及通訊故障信號傳遞與原通訊協議一致，中控信號向各站同時發送，若中間某節點出現通訊故障，中控室將接收不到1KT所發出的信號數據而發出故障停機指令，使故障點以下站點停機；此時故障點以上節點也將同時收不到中控發出信號數據而自動轉入通訊故障停機程序，從而到達保護設備目的。
信號發生器信號檢測器的梯形圖程序設計見圖7、圖8所示。
①信號發生器
②信號接收器
當00074線圈（發生器來）狀態為間隔0.5s“0”、“l”變化時，線圈00011輸出為“O”表示通訊正常；當00074線圈持續Is以上均為“0”或“1”，00011輸出都為“1”，表示通訊故障，產生停機信號。
此設計可對Is以上的通訊故障作出及時處理，避免了相應的事故，加強了系統的安全性，通過軟件程序控制，達到了解決原系統內固有缺陷的目的。
2)原程序故障停機流程設計不合理。原流程不論故障大或小，采取“一刀切”直至全線停完，待故障排除后，再中控執行再啟動（帶料啟動），全線自上而下啟動。實踐過程中發現，許多故障停機都沒有必要全線停機，比如發生堵料事故，則必須要求故障點以下運輸繼續運轉方能處理。設備無須頻繁啟停，這在電耗和時間上均造成浪費，同時影響了電器設備正常使用壽命，使電器故障點增多。若將故障停機流程改為：故障點前端急停而故障點以后仍正常運行，等故障點排除后，中控發出故障消除及故障點再啟動指令，膠帶由原故障點向上啟動即可，若故障在短時間內不能排除，再由中控執行全線停機。此流程只需在原有程序基礎上作適當修改，加入一個判斷語句即可。
3) 由于膠帶輸送機上的各保護裝置不可靠，常發出誤動信號，而程序隔離后，又達不到應起功能，埋下了隱患。可將原傳感器動作一停機信號方式改為傳感器動作一延時并報警一停機信號。在延時報警過程中操作人員可解除誤信號，保持設備正常運轉。其它如在程序中還可增加主回路電源指示，電源缺相保護，聯系報警等其它功能，以使PLC系統發揮更大功效。
6、存在問題
PLC系統由于其卓越的性能，靈活的程序控制，對提高本礦生產工藝的自動化程度起到了很大作用，同時它尚存在某些問題，需要進行探討和解決，主要有以下幾個方面：
1)通訊光纖選型早，性能指標差，中繼站光端機多，加之全線高差大，晝夜溫差大等外部因素，經常出現通訊不穩定的現象。
2)保護傳感器不可靠性有待改進。
3)電流、功率、溫度、張力等模擬數據采集的棄用使PLC系統潛力未能很好開發，自控程度受到限制。
相關輸送機產品：
1、刮板輸送機
2、螺旋輸送機
3、皮帶輸送機
