晋宁磷矿胶带运输系统主要运输对象为磷矿石，设计能力100万t/a，生产能力可达350 t/h。原矿经采场破碎站，破碎至25mm以下，经厂内1#带、1～5#高强度铅绳芯胶带输送机，厂内3#、4#、5#胶带通过1#、2#堆取料机到达配矿场，完成运输过程。全长13.15km，其中l#～5#高强度输送机总长12.68km，为国内之最。
PLC直接控制设备主要参数见表1。
2 、PLC控制简介
PLC为Prcgarnmable lcgic oDntmller的英文字母简写+即可编程逻辑控制器。定义为可将逻辑运算、顺控操作、限时、计算及算术运算等控制程序用一串指令形式存放到存贮器中，然后根据所存贮的控制内容经过数字模拟等输入输出部件对生产设备或生产过程进行控制的装置，是加世纪印年代末随计算机技术发展起来的一种新型工业通用控制器，可有效地代替传统继电器控制系统和其它类型的顺序控制器，通常借助梯形图进行程序设计，以满足不同设备的多变控制要求，使控制系统具有极大的柔性和通用性。
1个PLC站点主要由主机部分、输入模块、输出模块及编程器4部分组成，控制原理见图1。
3、晋宁磷矿PLC系统的配置及功能
1)晋宁磷矿PLC控制系统，采用的是天津诺迪亚可编程控制有限公司MODICON 984系列产品，由7台不同型号主机、21块输入模块、16块输出模块等主要部件构成7个独立本地站，中控室主机通过9个光端机（3M公司生产）和约14km长的光缆与6个PLC控制站构成一个MB+工业控制网络，软件由MODSOFT控制程序软件及UNICELL MP上位监控系统构成，附属设备有FM+工业微机(486)，PM+工业终端，NEC大屏幕投影仪等，完成对整个原矿运输系统的数据采集和监控功能。
主机、输入、输出模块性能指标见表2、表3。
3.2功能
晋宁磷矿PLC系统主要完成启动、停机及上位监控等功能。
1)其中启动分为：①程度启动，自大破碎堆取料机自上而下顺序延时启动，要求皮带沿线不带料；②中控室再启动，又称带料启，从堆取料机至大破碎，自上而下逆料流动，常用于故障后再启动。启动指令都由中控室发出。
2)停机：①正常停机即程序停机，自上而下顺料流延时停机。②故障停机，在运行过程中，出现故障实现联锁停机。又分为人为停机：中控室设有各带急、停按钮，各转动站设前、后急停按钮；事故停机：堵料跑偏、纵向撕裂、打滑、拉紧小车过程5项皮带保护传感器动作而自动发出停机指令。
3)上位监控主要包括：全线运行、状态、故障点和计时计量显示等功能。
3.3主要控制流程
图2是胶带运输线正常启动（顺启），正常停车的PLC控制程序流程，其中xo，XT子程序分别表示对应的高强带启动与停机过程功能块。由于大部分高强带是由首尾电机共同驱动，所以xQ，XT子程序只是逻辑概念上的“功能块”，实际上分由首尾2台主机分别控制，通过站间数据传递完成该高强带的启停操作。例如4Q子程序中，4MI、4M2由5#站主机控制，而4M3则由4#站主机控制。启动过程为接到4M启动信号，4M1电机启动，4MI=1信号延时10 s启动4M2，同时将此信号传递至4#站启动4M3电机。当4M=(4M1 AND 4M2 AND 4M3)=1，则表示高强4#带启动正常。
带料启动流程与正常启动相反，由堆抖机至破碎站逆料启动而上，启动时间较顺启过程短，可带料启动，是目前采用最多的启动方式。另一主要流程为故障停机，在故障信号采集后故障点以上（包括故障点）皮带同时停机（急停），故障点以下转入正常停机（延时停）流程。
4、控制原理
1)各本地站主机通过B809输入模块及MB+通讯接口，接受各种现场信息及控制指令，经用户程序运算后输出至B808模块控制设备，并通过MB+通讯口其它节点传递信息。主要原理见图3。
以下是程序中各变量功能说明：
oxxx-是开出（或线圈）可用来驱动联接在输出模块上的工业现场控制部件，或设定数据存储器SR中的1个或多个内部线圈。对应线圈只可使用1次，对应触点可多次使用，功能相当于继电器。
1XXX-开入，通/断状态由1个输入模块所控制，可在程序中驱动触点。常用于指令发出和现场信息采集。
4XXX-输出或保持寄存器，在SR中存放数值信息或将信息送到输出模块。可做全局定义，完成站间数据的传递，1个寄存器可存放16个开出状态。
2)本PLC系统通过多用复合网桥BM85构成MODBUS PLU（即MB+）网络，采用对等通讯，按广播方式即无应答方式，此时下节点可通过全局数据（需定义）形式向网上所有节点发布信息或访问，通过令牌（在网络中进行接点编号顺序传递的1组代码）周转实现数据或指令的传递，令牌工作方式见图4。
令牌周转顺序按节点地址（硬件设置），从低到高顺序循环周转。
网络主要功能通常为读开出开入状态，读/写保寄存器内容和读输入寄存器和强线圈接通或断开。
3)各站间数据通讯协议原理见图5。1KT～10KT分别为1#站至中控室主机的BTT地址定义，另外BM85及2台计算机地址分别为14、15、17，在图5中未标注。本协议旨在用最少的数据交换、寄存器定义完成网络控制功能。其中～一表示单向写通讯。程序初定义1个寄存器( 4XXX)作为全局变量即可，协议中（中控）10KT—一1KT～6KT通过各站主机定义40500寄存器为全局变量，完成中控向各站同时发布指令。代表双向通讯，程序中需定义两个寄存器存人和写出状态。
5、PLC系统控制流程的改进完善
PLC控制系统程序，从设备安装、调试到投入使用仅半年时间，通过近年来的生产实践，系统暴露出了一些缺陷，为完善生产工艺、消除设备事故隐患，对原有系统控制程序必须进行适当改进。
1)13 km胶带运输线穿过地区多为农田山林，两芯光缆经常被鼠类动物咬断，以及光端机模块突发故障、控制站PLC主机掉电等原因均会导致系统前后节点通讯中断，由于控制网络是线性网络，通讯中断故障使令牌工作方式受阻，故障点以上节点控制数据不能得到更新，仍然保持原有状态，中控室胶带运行指示也均为正常假象，实际上系统已处于半失控状态，在通讯中断过程中如果故障点以下任意节点产生停机信号，将导致皮带线下．段已停机而上段仍然正常运行，造成堵料、撕带、过载等严重后果。
经程序分析发观，在运行过程中所有节点程序传递数据均为“0”、“1”固定状态量，必须在程序定义的控制指令产生后，状态量才发生变化，所以在系统通讯中断时，控制站点数据得不到刷新，原有数据被锁定，系统硬件没有识别功能，程序仍按原指令执行而造成事故。由此找到突破口，可在传递信息中加入随时变量，作为通讯识别码，通讯正常的时候，接收该量为变化量，通讯不正常时，该码被锁定为常量，由此差异来控制各本地站内部程序，达到故障停机目的。
由于是线性网络，可在根节点和末节点10KT，1KT中分别设立信号发生器及检测器各1套，中间节点只需设立信号检测器。通讯识别信号及通讯故障信号传递与原通讯协议一致，中控信号向各站同时发送，若中间某节点出现通讯故障，中控室将接收不到1KT所发出的信号数据而发出故障停机指令，使故障点以下站点停机；此时故障点以上节点也将同时收不到中控发出信号数据而自动转入通讯故障停机程序，从而到达保护设备目的。
信号发生器信号检测器的梯形图程序设计见图7、图8所示。
①信号发生器
②信号接收器
当00074线圈（发生器来）状态为间隔0.5s“0”、“l”变化时，线圈00011输出为“O”表示通讯正常；当00074线圈持续Is以上均为“0”或“1”，00011输出都为“1”，表示通讯故障，产生停机信号。
此设计可对Is以上的通讯故障作出及时处理，避免了相应的事故，加强了系统的安全性，通过软件程序控制，达到了解决原系统内固有缺陷的目的。
2)原程序故障停机流程设计不合理。原流程不论故障大或小，采取“一刀切”直至全线停完，待故障排除后，再中控执行再启动（带料启动），全线自上而下启动。实践过程中发现，许多故障停机都没有必要全线停机，比如发生堵料事故，则必须要求故障点以下运输继续运转方能处理。设备无须频繁启停，这在电耗和时间上均造成浪费，同时影响了电器设备正常使用寿命，使电器故障点增多。若将故障停机流程改为：故障点前端急停而故障点以后仍正常运行，等故障点排除后，中控发出故障消除及故障点再启动指令，胶带由原故障点向上启动即可，若故障在短时间内不能排除，再由中控执行全线停机。此流程只需在原有程序基础上作适当修改，加入一个判断语句即可。
3) 由于胶带输送机上的各保护装置不可靠，常发出误动信号，而程序隔离后，又达不到应起功能，埋下了隐患。可将原传感器动作一停机信号方式改为传感器动作一延时并报警一停机信号。在延时报警过程中操作人员可解除误信号，保持设备正常运转。其它如在程序中还可增加主回路电源指示，电源缺相保护，联系报警等其它功能，以使PLC系统发挥更大功效。
6、存在问题
PLC系统由于其卓越的性能，灵活的程序控制，对提高本矿生产工艺的自动化程度起到了很大作用，同时它尚存在某些问题，需要进行探讨和解决，主要有以下几个方面：
1)通讯光纤选型早，性能指标差，中继站光端机多，加之全线高差大，昼夜温差大等外部因素，经常出现通讯不稳定的现象。
2)保护传感器不可靠性有待改进。
3)电流、功率、温度、张力等模拟数据采集的弃用使PLC系统潜力未能很好开发，自控程度受到限制。
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1、刮板输送机
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