【正文】 mA 控制不同 PROFIBUS能夠在由一根雙絞線電纜組成的單一總線網(wǎng)段上支持 32個(gè)工作站 PROFIBUSDP 的 特點(diǎn)1代替 PLCPC 與 IO 之間昂貴的電線 2快速傳輸 1 千字節(jié)的輸入數(shù)據(jù)和 1千字節(jié)的輸出數(shù)據(jù)所需時(shí)間 2 ms3 強(qiáng)有力的工具減少組態(tài)和維護(hù)費(fèi)用 4 被所有主要的 PLC 制造商支持 5 有廣泛的產(chǎn)品 PLC PC IO 驅(qū)動(dòng)器 編碼器等 6 允許周期性和非周期性的數(shù)據(jù)傳輸 7 單主和多主網(wǎng)絡(luò) 8 每個(gè)站的輸入和輸出數(shù)據(jù)最多可達(dá) 244 字節(jié)西門子的系列 PLC 所用的編程語言是西門子開發(fā)的 STEP7WINDOWS 環(huán)境下進(jìn)行編程的語言 PCMPI轉(zhuǎn)接電纜與 PLC的 MPI口相連 STEP7編程軟件不僅可以非常方便地使 PLC 的內(nèi)存 中執(zhí)行而且在調(diào)試運(yùn)行時(shí)還可以在線監(jiān)視程序中各個(gè) 圖 41 系統(tǒng)軟件流程圖 該集中控制系統(tǒng)共有三種工作方式集控方式下膠帶機(jī)和給煤機(jī)根據(jù)生產(chǎn)工藝流程預(yù)先編制的程序來集中控制啟停各種保護(hù)均投入就地方式下膠帶機(jī)和給煤機(jī)由操作員控制手動(dòng)按鈕通過 PLC 分別控制它們的啟停保護(hù)也均投入檢修方式下膠帶機(jī)和給煤機(jī)也采用手動(dòng)按鈕通過 PLC 分別控制啟停但是保護(hù)可根據(jù)需要有選擇的進(jìn)行投入各故障的投入選擇可在顯示屏內(nèi)進(jìn)行控制 42 系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn) 控制方式選擇 我們通過控制臺(tái)的三位置選擇開關(guān)來選擇系統(tǒng)的工作方式任何時(shí)候只能處于一種 工作方式膠帶和給煤機(jī)在運(yùn)行的時(shí)候工作方式不可改變在觸摸平屏上可以由顯示燈來表示系統(tǒng)當(dāng)前的工作方式 集控方式下按下顯示屏上的啟動(dòng)停止控制按鈕各條皮帶按設(shè)好的程序起停啟動(dòng)允許信號(hào)可以由逆煤流的前一條皮帶啟動(dòng)一段時(shí)間后給出停止信號(hào)可以由順煤流的前一條皮帶停止一段時(shí)間后給出時(shí)間設(shè)定與膠帶運(yùn)行速度有關(guān)以膠帶上煤流全部卸載完畢為最佳下面我們以工作方式選擇和就地方式啟停為例進(jìn)行程序說明 1 工作方式選擇 程序段 1工作方式選擇 I00I01I02分別是集控方式就地方式檢修方式信號(hào)當(dāng)在任一個(gè)工作方式下發(fā)出皮帶啟動(dòng)信號(hào) Q02 后不能 再選擇其它工作方式M07M06M05分別是三種方式下的自保信號(hào)起自保作用 M00常閉結(jié)點(diǎn)不用來控制只是讓梯形圖漂亮 2 就地方式啟?？刂? 程序段 1I03 是皮帶的啟動(dòng)按鈕 I04 是其停止按鈕 M40 是故障急停信號(hào)有任何故障發(fā)出急停指令時(shí)不允許啟動(dòng)皮帶 程序段 2 啟動(dòng)報(bào)警信號(hào)當(dāng) M04 閉合時(shí)脈沖定時(shí)器 T9 開始計(jì)時(shí)發(fā)出 30S 的報(bào)警指令 Q00 同時(shí)啟動(dòng)接通延時(shí)定時(shí)器 T10 程序段 3 當(dāng) 30S 延時(shí)預(yù)警成功后向皮帶正式發(fā)出啟動(dòng)指令 Q02I12 是皮帶電機(jī)運(yùn)行返回信號(hào)起自保作用 Q10是操作臺(tái)上對應(yīng)運(yùn)行指示燈 PLC_D02是觸摸屏上的啟動(dòng) 指示燈 啟動(dòng)允許信號(hào)發(fā)出后根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境和設(shè)備的工藝需求在啟動(dòng)運(yùn)行皮帶沿線發(fā)出預(yù)警聲響時(shí)間一般是 30 秒只有在無故障啟動(dòng)的情況下預(yù)警才會(huì)成功 模擬量的處理 膠帶在煤炭運(yùn)輸中的重要角色讓煤礦無法忽視它的運(yùn)行狀況因此有效的監(jiān)測故障及時(shí)采取預(yù)防措施避免重大事故發(fā)生或者盡量減少損失是非常必要的膠帶常見的故障有以下幾種跑偏打滑超速斷帶滾筒超溫張緊下滑縱撕煙霧堆煤等同時(shí)我們?yōu)榱吮苊庖恍o法監(jiān)測的而又非常惡劣的事故發(fā)生在膠帶輸送機(jī)的沿線我們每隔 80～ 100 米設(shè)置一個(gè)拉線急停開關(guān) 在第二章我們已經(jīng)確定了監(jiān)測各種 故障的傳感器類型或方法并確定了輸出信號(hào)類型故障信號(hào)分為兩類一類為數(shù)字信號(hào)當(dāng)輸出為 1 時(shí)即是報(bào)警信號(hào)我們收到信號(hào)后對信號(hào)進(jìn)行處理或是皮帶緊急停機(jī)或是只發(fā)出聲光報(bào)警當(dāng)輸出為 0 時(shí)膠帶運(yùn)行正常無故障發(fā)生另一類為模擬量信號(hào)傳感器輸出的模擬量信號(hào)是標(biāo)準(zhǔn)的電壓或是電流信號(hào)通過模擬輸入模塊將電壓或電流信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字形式但是我們需要知道它所測的真實(shí)值如溫度傳感器輸出 9V我們需要得到 9V對應(yīng)的溫度值因此我們需要對輸入 PLC 的數(shù)值進(jìn)行處理下面我們簡要介紹一下模擬量數(shù)值的采集及轉(zhuǎn)換 1 模擬量數(shù)據(jù)處理 程序段 1 將采集到的數(shù)值 current_value 轉(zhuǎn)化為實(shí)數(shù)型并存在 b3 中 程序段 2 作 b3 與量程值相除運(yùn)算并將值放入輸出值 yunsuanzhi 中 2 調(diào)用模擬量數(shù)據(jù)處理塊 程序段 1調(diào)用上面兩段程序構(gòu)成的 FC塊 PIW270是滾筒溫度 1的輸入值存儲(chǔ)地址測量的實(shí)際溫度與 PLC 內(nèi)數(shù)字表示值成 100 倍關(guān)系 AI_7 是滾筒溫度 1 實(shí)際溫度存儲(chǔ)地址變量 在知道模擬量的真實(shí)值后或?qū)⑵渲苯虞敵龅接|摸屏上直接顯示出來或是將其與設(shè)定值比較后再輸出布爾變量 0或者 1如實(shí)際溫度超過設(shè)定值時(shí) PLC發(fā)出聲光報(bào)警同時(shí)啟動(dòng)灑水裝置降溫 5 控制系統(tǒng)的抗干擾措施 PLC控制系 統(tǒng)具有可靠性高功能強(qiáng)易于實(shí)現(xiàn)過程控制等優(yōu) PLC控制系統(tǒng)不用采取什么特殊抗干擾措施就可以直接在工業(yè)環(huán)境使用但在特別惡劣的環(huán)境中如強(qiáng)電場強(qiáng)磁場電氣設(shè)備產(chǎn)生的高頻干擾等這些干擾會(huì)導(dǎo)致控制精度降低PLC 內(nèi)部數(shù)據(jù)丟失機(jī)器誤動(dòng)作甚至造成 PLC 發(fā)生 PLC 控制系統(tǒng)可靠穩(wěn)定地運(yùn)行 PLC 控制系統(tǒng)的干擾源很多從形式上講分為內(nèi)部干擾和外部干擾兩類內(nèi)部干擾是 PLC 本身的問題外部干擾包括傳導(dǎo)型干擾和輻射型干擾傳導(dǎo)型干擾就是通過電氣線路進(jìn)入 PLC 控制系統(tǒng)的干擾信號(hào)包括電源線信號(hào)線等外部線引入的干擾和接地干擾輻射型干擾是輻射電磁場 通過感應(yīng)進(jìn)入 PLC 系統(tǒng)的干擾信號(hào)下面簡要介紹一下這些干擾 1 電源干擾 PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電當(dāng)電網(wǎng)上的負(fù)載如大型電 PLC控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障信號(hào)線引入干擾 這些干擾信號(hào)主要通過兩種途徑傳輸?shù)?PLC 控制系統(tǒng)一是通過變壓器供電電源或公用信號(hào)儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾這往往被忽視二是信號(hào)線受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾由信號(hào)引入的干擾會(huì)引起 IO 信號(hào)異常和測量精度降低嚴(yán)重時(shí)將引起元器件損壞對隔離性能差的系統(tǒng)將導(dǎo)致信號(hào)間相互干擾引起共地系統(tǒng)總線回流造成邏輯數(shù)據(jù)變化誤動(dòng)和死機(jī) 3 接地干擾 PLC 應(yīng)用系統(tǒng)的 地線包括系統(tǒng)地屏蔽地交流地和保護(hù)地等接地系統(tǒng)混亂會(huì)引起各個(gè)接地點(diǎn)電位分布不均引起地環(huán)路電流影響系統(tǒng)正常工作例如電纜屏蔽層必須一點(diǎn)接地如果兩端都接地就存在地電位差造成電流流過屏蔽層影響 PLC的正常工作 52 抗干擾措施 1 抗供電電源干擾 本系統(tǒng)采用以下三點(diǎn)來有效控制供電電源的干擾 1 采用專用電源電源的供電要與大的用電設(shè)備分開避免大用電設(shè) 2 控制的交流電源與 PLC 機(jī)之間采用雙屏蔽的隔離變壓器 見圖 其一次繞組的屏蔽層接中線隔離供電電源的干擾二次繞組的屏 PLC 系統(tǒng)控制柜共地使干擾信號(hào)入地 3 在隔離變壓器和 PLC 之間加裝交流穩(wěn)壓器或交流低通濾波器 見 以濾除高頻脈沖提高電源穩(wěn)定性從而降低電網(wǎng)電壓波動(dòng)對 PLC 電源電壓的影響 圖 51 PLC 的供電電源 2 抗擾 1 圖 52 輸入端抗干擾電路 2 PLC 的輸出負(fù)載可能產(chǎn)生干擾要采取相應(yīng)措施加以控制如直流輸出端接續(xù)流管或壓敏電阻或 RC 浪涌吸收器等保護(hù)電路交流輸出端接阻容吸收器或壓敏電阻晶體管及雙向晶閘管輸出端接旁路電阻保護(hù)控制器觸點(diǎn)開關(guān)量輸出的場合應(yīng)采用圖 53 所示的輸出端抗干擾電路以減清和消除干擾 圖 53 輸出端抗干擾電路 3 接地系統(tǒng)抗干擾 PLC 控制系統(tǒng)屬高速低電平控制裝置應(yīng)采用直接接地方式由于信號(hào)電纜分布電容和輸入裝置濾波等影響裝置之間的信號(hào)頻率一般低于 1所以 PLC控制系統(tǒng)接地應(yīng)采用一點(diǎn)接地方式如圖 53 所示接地線應(yīng)粗一些以減小各個(gè)電路部件之間的地電位差從而減小地環(huán)流的干擾另外屏蔽地保護(hù)地不能與電源地信號(hào)地等各其他地接在一起只能獨(dú)立的接到接地銅牌上 圖 54 一點(diǎn)接地方式示意圖 6 總結(jié) 礦井膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)是分布復(fù)雜部件繁多且又要求運(yùn)行協(xié)調(diào)一致的連續(xù)運(yùn)輸系統(tǒng)因此在膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)集中監(jiān)視和控制保證膠帶的安全 可靠運(yùn)行提高運(yùn)輸效率是很必要的本論文研究設(shè)計(jì)了 PLC 為核心的皮帶輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)本文重點(diǎn)介紹了以下幾點(diǎn)內(nèi)容 結(jié)合實(shí)際情況設(shè)計(jì)了集中控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和要完成的控制功能并對其各個(gè)組成部分分別論述根據(jù)功能要求對參數(shù)檢測和故障保護(hù)裝置中使用的傳感器進(jìn)行選擇 通過估算的輸入輸出點(diǎn)數(shù)和要求的 PLC的存儲(chǔ)容量及響應(yīng)速度確定所用 PLC的型號(hào)和功能模塊 設(shè)計(jì)出了系統(tǒng)控制的流程圖使用 PLC 語言編寫了皮帶集中控制的部分程序 對 PLC 控制系統(tǒng)的抗干擾措施進(jìn)行設(shè)計(jì) 由于是初次接觸煤礦的皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)對現(xiàn)場的具體情況了解甚微所以設(shè)計(jì)中的很多細(xì)節(jié)部分考慮不周在結(jié)構(gòu)上也有不完善的地方我在以后的工作學(xué)習(xí)中會(huì)繼續(xù)努力的在本次設(shè)計(jì)過程中我學(xué)習(xí)到了很多知識(shí)掌握了西門子 S7300 PLC的相關(guān)知識(shí)可以熟練配置 PLC 的各種模塊尤其是對膠帶運(yùn)輸?shù)墓に嚵鞒棠z帶間的閉鎖關(guān)系膠帶運(yùn)輸過程中的一些常見故障及檢測方法和處理措施有了很深的了解為我以后的工作打下了很好的基礎(chǔ) 參考文獻(xiàn) [1] 于學(xué)謙 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