可编程序控制器实训报告样本.doc

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1、国家开放大学（宁夏）开放教育xxxxxxx专业专科实训报告可编程序控制器实训报告题目: 超大功率高速提升机全数字电控系统 姓 名 侯学华 学 号 1264001253255 联系方式 hxhffff 电话号码 12769552036 工作单位 北京中景恒基工程管理 有限公司银川分公司 所在分校 宁夏中卫分校 指导教师 尹少荣 国家开放大学（宁夏）开放教育xxxx专业专科实训报告实训报告成绩评定表分校名称： 班级： 姓名专业课程名称设计时间设计题目指导教师评语及评分成绩： 签 字（盖章） 年 月 日中文摘要及关键词摘 要： 此次设计是介绍一种超大功率高速提升机电控系统的作为设计方案,用于矿业集团

2、矿井提升机的电控系统， 此方案同时介绍了PLC的硬件配置和软件设计。目前提升机的提升速度可以达到设计的15m/s, 提升重量可达到设计的32t。通过实际运行表明此系统具有稳定可靠、PLC系统的各项功能和保护完善、故障率低等功能，有效提高了劳动效率。􀀁关键词： 提升机 PLC电控系统 数字技术引 言现在煤矿提升机控制系统大多采用“ 可控硅供电电机+ 模拟调节+ 继电器控制” 的直流拖动方式, 其调节控制保护系统基本采用模拟系统。模拟控制系统存在能耗大、运行效率低、维护困难、分立元件多、参数分散性大、可靠性低、控制方式陈旧、技术落后等缺点，在实际生产中对生产效率的提高具有一定的阻

3、碍。随着计算机和数字技术的发展, 采用全数字电控系统已经成为可能, 它从根本上改变了模拟控制系统的缺点, 并具有模拟系统无法比拟的优点。本文以ASCS直流提升机电控系统在某矿业集团矿主井提升机中的实际应用为例, 介绍了一种大功率、高速提升机全数字电控系统设计方案, 并给出了PLC硬件配置和软件设计方案。在实际运行中, 提升机的提升速度可以达到15m/s, 提升重量可达到设计的32t, 加减速度可达到设计的1m/s, 各项保护达到煤炭安全规程的要求; 该系统充分体现故障率低、可靠性高等优点。在煤炭行业大功率直流控制领域具有开创性和示范性。目录第1节 系统总体设计方案 .51.1 系统组成框圈 .

4、 .51.2 控制方案 . .5第2节 全数字调节系统. .6第3节 PLC控制系统. .73.1 硬件配置. .73.1.1 操作保护PLC .73.1.2 行控PLC功能要求.73.1.3 操作台PLC. .83.1.4 低压柜PLC.83.2 软件配置.8第4节 闸控系统. . 9第5节 信息系统 . . 9第6节 结速语 . . 10一、课程实训的目的及意义1.1、课程实训目的、意义1.2、课程实训时间、地点二、系统硬件三、系统软件四、课程实训心得体会五、参考文献六、附录参考案例电动机顺起逆停的控制线路1、电动机顺起逆停控制线路电路原理图电路分析：1)电源电路由三相电源线L1、L2、L

5、3；组合开关QS；熔断器FU1等组成，2)主电路由FU1；KM1；KM2；KM3； FR；热继电器及电动机M组成。3)控制电路控制电路：由SB1；SB2；SB3；SB4；SB5；SB6；KM1、KM2、KM3、的线圈等组成。原理简述：合上闸刀开关QS： 按下按钮SB2，接触器KM1线圈得电吸合，主触点闭合辅助设备运行，并且KM1辅助常开触点闭合实现自保持。按下按钮SB4，接触器KM2线圈得电吸合，主触点闭合主电机开始运行，并且KM2的辅助常开触点闭合实现自保持。按下按钮SB6，接触器KM3线圈得电吸合，主触点闭合主电机开始运行，并且KM3的辅助常开触点闭合实现自保持。 KM2的另一个辅助常开触

6、点将SB1短接，使SB5失去控制作用，无法先停止辅助设备KM1。 停止时只有先按下SB5按钮，使KM3线圈失电辅助触点复位（触点断开），SB3、SB1按钮才起作用。主电机的过流保护由FR2热继电器来完成。辅助设备的过流保护由FR1热继电器来完成，但FR1动作后控制电路全断电，主、辅设备全停止运行。1、 根据任务控制要求，设计主电路电路图，列出PLC控制IO口（输入/输出）元件地址分配表，设计梯形图及PLC控制IO口接线图（45min）。 2、 操作PLC实验台，能正确地将所编程序输人PLC；使用仿真软件验证梯形图；进行仔细检查按照被控设备的动作要求进行调试（90min）。PLC地址说明输入I0

7、.0启动按钮SB1I0.1停止按钮SB2输出Q0.0电机M1线圈KM1Q0.1电机M2线圈KM2Q0.2电机M3线圈KM33、 任务拓展：用PLC实现四皮带的顺起逆停、顺起顺停、顺启同停等（150min）其它略参考案例小车自动往返控制线路小车自动往返控制线路电路原理图电路分析：先合上开关QS。按下SB1，KM1线圈得电，KM1自锁触头闭合自锁，KM1主触头闭合，同时KM1联锁触头分断对KM2联锁，电动机M启动连续正转，工作台向左运动，移至限定位置时，挡铁1碰撞位置开关SQ1，SQ1-1常闭触头先分断，KM1线圈失电KM1自锁触头分断解除自锁，KM1主触头分断，KM1联锁触头恢复闭合解除联锁，电

8、动机M失电停转，工作台停止左移，同时SQ1-2后闭合，使KM2自锁触头闭合自锁，KM2主触头闭合，同时KM2联锁触头分断对KM1联锁，电动机M启动连续反转，工作台右移（SQ1触头复位），移至限定位置时，挡铁2碰撞位置开关SQ2，SQ2-1先分断，KM2线圈失电，KM2自锁触头分断解除自锁，KM2主触头分断，KM2联锁触头恢复闭合解除联锁，电动机M失电停转，工作台停止左移，同时SQ2-2后闭合，使KM1自锁触头闭合自锁，KM1主触头闭合，同时KM1联锁触头分断对KM2联锁。电动机M启动连续正转，工作台向左运动，以次循环动作使机床工作台实现自动往返动作。1、 根据任务控制要求，设计主电路电路图，列

9、出PLC控制IO口（输入/输出）元件地址分配表，设计梯形图（定时器指令）及PLC控制IO口接线图 2、 操作PLC实验台，能正确地将所编程序输人PLC；使用仿真软件验证梯形图；进行仔细检查按照被控设备的动作要求进行调试（40min）。PLC地址说明输入I0.0停止按钮SB1I0.1右行按钮SB2I0.2左行按钮SB3I0.3左限位SQ1I0.4右限位SQ2输出Q0.0左行线圈KM1Q0.1右行线圈KM23、 任务拓展：用顺序控制指令（SCR）实现小车自动往返参考案例可编程序控制器在水泵控制中的应用PLC是20世纪60年代后期问世的，开始主要应用于汽车制造业，当时，汽车制造业的生产线的自动控制是

10、用继电器控制组成的，经过多次的改时和改造，1969年美国数字设备公司（DEC）研制出世界上第一台可编程序控制器，即PLC，在通用汽车公司生产线上应用获得成功。1971年日本从美国引进这项专利技术，研制出日本第一台可编程序控制器，1973年-1974年德国和法国开始研制可编程序控制器，我国是在1974年开始研制可编程序控制器的。1980年美国电器制造商协会正式命名可编程序控制器为PLC。PLC问世以来，经过30年的发展，已经成为国际市场最受欢迎的工业控制器，用PLC设计自动控制系统已成为潮流。水泵房对水位有严格的要求，而利用PLC构成的水位监控系统可实施检测与控制水位的变化。通过自动控制水泵房内

11、的水泵的开启和停止状态，以保证水泵房内有正常的水位，水位监控包括：一旦上下限设定，水位低时，水泵能自动停止运行，当水位上升到一定的程度，水泵将自动启动，从而实现水泵的自动开启与停止。一、基本资料：1、水泵房的基本情况：我矿井下涌水量30m3/小时，（970水平），装有两台150D307型水泵，矿井水直接排至地面，配套电机75KW（见图），正常涌水时，一台工作，另一台备用（检修）。控制图如下：系统通过检测水位和其它参数，控制水泵工作，使水泵合理经济运行，该系统具有运行可靠，操作方便，自动化程序高等特点，并可节约水泵的运行费用。根据现场的情况，随着电子时代的到来，完全可以用可编程序控制器来实现水泵

12、的自动上水，可编程序控制器简介。PLC的构成：中央处理单元（CPU）、存储器、输入、输单元（I/单元），电源、编程器等。PLC的分类，按照结构形式分为整体式和模块式，按照输入/输出（I/0）点数分为小、中和大型。PLC特点：可靠性高，通用性强，编程简单（常用编程语言有梯形图，语句表，逻辑符号图，顺序动能图和高级语言），体积小、安装和保护简单。PLC的工作方式：采用循环扫描的工作方式，即每一次状态变化另一个扫描周期，PLC循环扫描时间一般为几毫秒至几十毫秒，整个过程分为内部处理、通信、输入处理、执行程序、输出处理几部分。PLC的发展趋势：向高速度、大容量、多种类发展，丰富编程语言，开发用户支好界

13、面，开发智能模块，加强联网通讯能力，预留现场总线接口，拥有智能诊断功能，保护功能强，对现场环境的适应能力更强。我矿决定选用箱体式PCM1A-20EDR、PLC。欧姆龙公司CPMIA、PLC介绍：这种PLC属于箱体式，它的内部由CPU、内存、I10及电源组成。输入输出端子在CPU单元上下端，它有12点输入（IN）：00000，00001，00002，00011共用一个COM（公用）端，输出（OUT）有8点，即：10000，10001，10002，10007，共用一个COM（公用）端，端子为螺钉压板结构，电线接入端子靠压板螺钉拧紧压住。面板上有指示灯，用板映PLC的状况及I10点的通断情况，面板有

14、5个指示灯，PWR指示PLC是否接口电源，接上则亮，PUN指示运行，PLC运行及监控时亮，ERR为过错指示，PLC出错亮时，说明PLC不工作，不执行控制，COMM为通讯指示，PLC接处这时亮，ALM为报警指示，出现报警时闪烁，但PLC仍可实现控制。另外，还有I/0指示灯，与I/0的状态对应，输入指示灯12个，为口通道的00-11，哪个灯亮，说明哪个点输入为ON。输出指示灯8个，与8个输出点对应，即10通道的00-07，哪个灯亮，说明哪个灯有输出。有3I/0指示，便于调线程序和检查PLC的工作状况。CPMIA用编程器对DM6600-66545进行设定，控制PLC的工作状况，在PLC面板左方在小盖

15、板，内有接口和两个电位器，PCM1A30J和CPMIA40J是用作摸拟量参数预置，取值范围0-200，其输入的地址为250、251，分别和两个电应器对应。外设端口可接编程器，也可以通过适配器和其他PLC或计算机，构成控制网络。CPMIA的继电器区及数据区CPMIA、PLC的继电器区与数据区中以下几部分组成，内部继电器区（IR），特殊辅助继电器区（SR），暂存继电区（TR），保持继电器（NR），辅助记忆继电器（AR），链接继电器区（LR），定时器/计数器（TIM/CNT），数据存储（DM）。1、内部继电器区（IR）IR区分为两部分，一部分供输入点/输出点用，称为输入/输出继电器区，另一部分供PL

16、C内部的程序使用，称为内部辅助继电器在区。CPMIA内部辅助继电器区的字地址用5位数表示，前3位数字为该位所在通道的通道号，后2位数字为该通道的位地址，一个通道中16个位的序号为00-15，如20004其中200为通道号，04为该通道的位地址。输入继电器有10个通道000-009，其中：000，001通道是CPU单元输入通道，002-009通道用于和CPU单元连接的扩展单元的输入通道。输出继电器区有10个通道010-019，其中：010、011通道用于CPU单元输出通道，012-019通道用于和CPU单元连接的扩展单元的输出通道。CPMIA-20EDR有20个I/0点，其中输入点为12个，占用

17、一个输入通道号00000-00011；其输出点8个，占用一个输出通道号，即10000-10007，内部辅助继电器区有32个通道（200-231），共计512点。另外，输入/输出继电器区中未被使用的通道也可作为内部辅助继电器用。2、特殊辅助继电器区（SR）特殊辅助继电器区共有24个通道（232-255），共计384点，SR区和IR区实际上是PLC的同一数据区，SR区的通道在IR区之后顺序编号，IR和SR的区别在于前者供用户使用，而后者由系统使用。SR区的前半部分（232-252），通常以通道为单位使用，功能简介如下：232-235：宏指令输区，236-239宏指令的输出区。232-243：中断0

18、-中断3的计数器设定值通道。244-247：中断0-中断3计数器当前值通道。248-249：高速升数器的当前值通道。250-252：模拟电位器0，1的设定值通道，250-251不可作为内部辅助继电器使用。SR区的后半部分，是用来存储CPMIA的工作状态标志，发出工作信号产生时钟脉冲等，除25200外，对其他继电器，用户程序只能利用其状态而不能改变状态，即用户只能用其触点，不能将其作输出用。3、暂存继电器区（TR）暂存继电器用于暂存复杂梯形图中分支点的ON/OF状态，在语句表编程时使用，CPMIA有8个暂存继电器，其范围为TR0-TR7。暂存继电器在同一程序段内不能重复使用。4、保持继电器区（H

19、R）保持继电器具有断电保持动能，即当电源掉电时，它们能够保持掉电前的ON/OF状态，保持继电器以HR标识，有20个通道。保持继电器即能以位为单位使用，又能以通道为单位使用，继电保持功能通常有两种用法。（1）通道为单位使用用作数据通道，此时断电后数据不全丢失，恢复供电时，数据亦可恢复。（2）以位为单位使用5、辅助记忆继电器区（AR）辅助记忆继电器区共有16个通道AR00-AR15。AR区用来存储PLC的工作状态信息，包括扩展单元连接的台数，断电发生的次数，扫描周期最大值及当前值以及高速计数，脉冲输出的工作状态标志和通信出错码，系统设定区域异常标志等。6、链接继电器（LR）链接断电器区共有16个通

20、道LR00-LR15，当CPMIA和CPMIA之间，CPMIA和CQM1，CPM1，SRM1，以及C200HS之间进行1：1链接时，用链接继电器与对应交换数据，不进行链接时，链接继电器可作为内部辅助继电器使用。7、定时器/计数器区（TIM/CNT）定时器/计数器区用于定时器和计数器，PCM1A的定时器和计数器统一编号又称为TC号，CPMIA共有128个定时器和计数器，其TC号为C00-127，CPMIA有2种定时器和2种计数器，分别为：普通定时器TIM，高速定时器TIMH；普通计数器CNT，可逆计数器CNTR。当电源断电时，定时器复位，计数器保持断电前的状态。8、数据存储区（DM）数据存储区用

21、来存储数据，共有1536个字，范围为DM0000-DM1023，DM6144-DM6655，每个字16个位，4位数字，数据存储区只能以字为单位使用，不能以位为单位使用，可进行间接寻址。DM区有断电保持动能。CPMIA的主要功能和使用方法CPMIA具有修改时间常数，模拟设定电位器，中断输入，快速响应输入，定时中断，高速计数器，上位机链接等功能。1、模拟设定电位器功能在CPMIA的CPO单元中有两上可应用于定时器/计数器模拟量设定的模拟设定电位器，旋转模拟电位器0或1，0-200（BCD码）的值，就会保存到特殊辅助继电器区域的250或251通道。用设置在250通道内的模拟设定电位器0的设定值（00

22、00-0200的BCD）来设定时器，定时器设定范围为0.0S至20.0S。2、输入时间常数设定功能。3、输入中断功能。4、快速响应输入功能。5、间隔定时中断功能。6、高速计数器功能。二、系统组成对于水泵来说，数据的自动采集和检测主要分为两类，模拟量数据和数字量数据。模拟量检测的主要数据有：水仓水位、电动机的工作电流、水泵轴温、电机的温度等。数字量检测的主要数据有：各阀门的工作状态、水泵吸水管真空高度及水泵出水口压力。数据的自动采集主要由PLC实现，PLC模拟量输入模块通过床按其连续监测水仓的水位，将水位变化成电信号进行处理，从而控制水泵的启停。电机电流、水泵轴温、电机温度等传感器用于检测水泵电

23、机的状态，超限报警，以避免损坏水泵和电机。PLC的数字量输入模块将各种开关量信号采集到，PLC中作为逻辑处理的条件和依据控制排水泵的启停。PLC的输入/输出设计：PLC的对外功能主要通过各类接口单元实现对工业设备或生产过程的监测和控制，通过各种输入输出接口电路，PLC即可检测到所需要的过程信息，又可以将处理后的结果传送给外部过程，驱动各种执行机构，实现工业生产过程的自动控制。实际生产中信号电平多种多样，外部执行机构所需要的电平也是多种多样，而PLC的CPU只能处理标准电平，正是通过I/0接口实现了这种信号电平的转换，小型的PLC的I/0单元是和中央处理器，电源等组装在一个整体，I/0的容量（点

24、数）受到一定的限制，而且以开关量为主。1、开关量输入单元开关量输入单元是将外部过程的开关量信号转换成PLC内部CPU单元所需要的信号电平，并传到系统总线上，输入信号一般分为直流信号和交流信号两种，对应的输入单元也分为直流输入单元、交流输入单元和交直流输入单三种，从单元的电路图构成可分为直流汇点输入、直流隔点输入、交流汇点输入和交流隔点输入。（1）直流输入输入单元分为汇点和隔点两种形式，汇点输入方式是将电路的公共端连接在一起，隔点输入方式是各输入电路的输入端是分开的，它们彼此独立，互不影响，但都占输入单元端子，输入的点数有8点、16点、24点、32点。输入信号一般经过信号调理，滤波和光电隔离后再

25、送入内电路处理。（2）交流输入输入单元也分汇点和隔点两种形式，输入点数有8点、16点、24点和32点。2、开关量输出单元开关量输出单元，用来将PLC的CPU单元输出的标准电平转换成外部过程所需要的电平信号，并用此来驱动外部过程的执行机构，指示灯和负载。（1）继电器输出。（2）晶闸管输出。（3）晶体管输出。3、模拟量的输入单元模拟量的输入单元在过程控制中的应用很广泛，如常用的温度、压力、速度、流量，位移集值都是连续变化的模拟量，经传感器的检测、变换，输出的是连续变化的电压或电流形式的模拟量，输入信号一般为4-20mA的电流信号。输入信号接好这种信号后送CPU处理，即进行A/D转换。4、模拟量输出

26、单元在现场经常遇到需要模拟量控制的问题，必须把PLC输出的数字量转换成模拟量，才能满足这类机构的动作要求，这个过程叫数/模（D/A）转换，模拟量输出单元也不有同类型，有0-10V电压信号，-10至+10的电压信号，4-20mA的电流信号。5、传感器传感器一般由敏感元件和信号处理电路三部分组成，有的还需要加辅助电源，其组成原理：被测信息敏感元件转换元件信号处理输出信号。常用的传感器有：压力传感器、温度辅助电源、全体传感器。我矿常用的有：压力传感器、温度传感器，它们都是将被测信息转换成一个小的电流或电压信号，甚至是频率信号送到PLC进行处理。本次采用XTX型信号自理器作为水仓水位深度显示之用。水位

27、低时输出一个带电接点，水位高时输出一个不带电的接点。三、用PLC实现自动控制1、选型：根据输入点和输出点的多少，选择PLC，根据本系统的输入点和输出点较少，选用欧姆龙（OMRON）公司生产的CPMIA型PLC，这种PLC提供了20个端子，输入端子有12个，即（IN）：0000，00010011，共用一个COM端。输出端子有8个，即（OUT）：10000，1000110007，共用一个COM端，面板上有5个指示灯，用以反映PLC的工作状况及工作的通断情况；PWR指示PLC是已接上电源，接上测亮；RUN指示运行，PLC运行及监控时亮；ERR为出错指示，PLC出错时亮，说明PLC不工作；COMM通讯

28、指示，PLC接外设或与计算机通讯时亮；ALM为报警指示，出现报警情况则闪烁。另外，还有工作指示灯，与工作状态一一对应，地址指令数据00000LD0000000001OR0010000002OR0000500003AND NOT0000100004AND NOT0000600005AND NOT0000700006OUT0010D00007LD0000200008OR0010100009OR0000500010AND NOT0000300011AND NOT0000600012AND NOT0000800013OUT0010100014LD0010000015OUT0010200016LD001

29、0100017OUT0010300018END（2）根据梯形图，输入程序LD000OR1001OR002AND NOT0001AND NOT0003AND NOT0005AND NOT0004OUT1001LD0004OR0002OR0003OUT10023、调试接线和输入程序后，对程序要进行调试，PLC程序是靠人的智慧编写出来的，要在不断的实践中不断改进、不断完善。四、PLC的抗干扰问题1、PLC的电源一般采用隔离的较好的电源；2、对于变压器和共用信号仪表工点应选择分布电容小，抑制带大（多次隔离和屏蔽及漏感技术）的配电器，以减少PLC系统的干扰；3、应尽量采用在线或不间断供电电源（UPS）供

30、电，提高供电的安全可靠性，并用UPS还具有较强的干扰隔离性能，是PLC控制系统的理想电源。五、电缆的选择和敷设为减少动力电缆的辐射电磁干扰，应尽量采用铜带铠装屏蔽电力电缆，从而降低动力电缆的电磁干扰，严禁同一电缆的不同导结同时传送动力电源和信号电源，避免信号线与动力线靠近平行敷设，以减少电磁干扰。六、正确地选择接地点，完善接地系统接地的主要目的是安全和抗干扰，完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的主要措施之一。结束语：本篇论文题为可编程序控制器在水泵控制中的应用，只是通过一个简单的控制实例，来说明可编程序控制器的应用，“麻雀虽小，五脏俱全”，通过它完全能反映出可编程序控制器的基本情况，通过

31、这次设计，使我对可编程序控制器有了更深的认识，为我今后的工作起到了指导性作用。主要参考资料：1、王立权机电控制与可编程序控制器200112 中央广播电视大学出版社2、崔亚军可编程序控制器原理及程序设计19933 电子工业出版社3、中国工控网 参考案例2第一节 系统总体设计方案1.1系统组成框图该直流提升机全数字电控系统具备先进的技术，采用“双直流电机+可控硅变流+ 全数字调节控制+ 多PLC 网络控制+ 上位机诊断与监控+局域网信息互联”的控制模式，具有数字化、自动化、网络化和信息化等为一体。主要设备包括高低压供电装置、传动整流装置、全数字调节控制装里、多PLC 网络控制系统、操作台和上位机、

32、装卸载控制装置和液压站控制装置, 如图1 所示.该系统由2台德国西门子公司制造直流电机 （电机为2500KW,电枢额定电流2985A, 额定电压917V）直接轴联作为提升机的驱动源。在全数字调节系统的控制下, 主回路是通过电枢转接柜和励磁转接柜将主电源变换为适于主电机的供电电源, 两台电机可以单独运行也可以同时串联运行。根据提升机两电机的额定电压和额定电流的参数, 主回路采用电枢电流不可逆, 磁场电流可逆, 电枢回路配置成单机运行时串联12 脉动顺序控制方式, 双机串联时为24脉动控制方式。1.2控制方案针对矿主井采用的是直流提升机的磁场换向双闭环控制策略。控制原理图如图2􀀁

33、图中外环为速度闭环, 内环为磁场和电枢电流闭环。系统运行时, 由系统行控部分给出速度给定值(或加速度给定值), 与速度反馈实际值比较后形成速度调节器ASR偏差输入, 速度调节器为按照二阶最优设计的PI调节器, 保证系统运行速度稳态无差。速度调节器的输出作为电流调节器的给定值与电流反馈实际值比较后形成电流调节器偏差输入, 电流调节器为按照一阶最优设计的PI调节器, 保证系统电流快速跟随。对于电枢电流调节器ACR和磁场电流调节LACR, 在实际运行过程中按照单变量调节原则, 设定电枢电流阑值, 在磁场电流调节变化时, 使电枢电流维持在设定闭值当磁场电流达到饱和限幅值时, 才使电枢电流进人调节变化过

34、程。保证系统运行时转矩按线性变化。第二节 全数字调节系统全数字调节系统采用了高效的多CPU,并行处理技术和先进的控制策略, 完成提升机速度和转矩的开环或闭环控制, 取代了传统的模拟电路调节器;完成提升机速度和电流双闭环调节, 实现电枢和磁场回路的各种故障保护。 采用以16位处理器为核心的ASCS全数字调节系统, 电枢电流不可逆、磁场电流可逆、电流和速度双闭环均由全数字调节部分实现全数字控制。该系统既可以用模拟量给定, 也可用上位机、PLC或其它数字操作单元提供数字量给定。反馈可用模拟测速机, 也可用轴编码器或者同时使用作为复合反馈, 从而得到最佳的动态性能和稳态精度。所有控制算法都由高速16位

35、微处理器来完成, 保证所有控制回路的调节作用在主回路6个晶闸管桥的转换时间之内完成, 以保证电流环的采样时间。对可逆装置, 转矩反向时的无环流时间非常短􀀁且可由软件设定􀀁。电流环具有自适应功能, 即使负载变化很大时, 系统也能获得平稳的速度响应, 速度环的PI参数调节范围很大, 且具有积分分离功能。第三节 控制系统3.1硬件配置提升机是矿山关键设备, 必须具备高可靠性、高安全性, 建立以网络为连接纽带的多户PLC冗余控制系统, 用于完成提升机行程控制、逻辑操作和故障保护、液压制动控制以及装卸载自动控制等。本套系统的PLC采用西门子公司的S7一300。所有PL

36、C 均通过MPI和PROFIBUS双网连接(如图3所示), 从而保证了重要数据的同一性。3.1.1操作保护PLC主要包括电源模块/CPU模块、输入模块、输出模块、A/D模块、和计数模块。主控PLC与继电器构成双线制提升机安全保护回路。来自提升机各部分的保护信号分为立即施闸、井口施闸、电气制动和报警4类。其中井口施闸、电气制动和报警类事故信号直接引人到PLC中,PLC 将其处理后送监视器显示故障类型并控制声光报警系统报警并施闸, 而立即施闸类事故信号除引人到PLC中处理、显示、报警外, 还直接引人到安全直动回路, 动作施闸系统施闸。主控PLC还将轴编码器信号经软件计算后处理成罐笼在井筒中的位置和

37、在线速度, 进行后备位置、速度保护。3.1.2行控PLC主要包括电源、CPU、I/O、D/A、A/D、计数和通信模块。行程监控PLC的主要功能是:将部分操作信号、部分保护信号以及设定的一些行程参数与轴编码器信号结合起来进行逻辑运算处理, 自动产生提升机所需的速度给定信号(即运行曲线), 为了尽量减少起动、制动过程中的机械冲击, 提高提升机控制精度, 速度给定信号的加速、减速段为“ S ” 型曲线, 减速段行程通过PLC实际运算来调节减速度以保证减速段为一固定值, 从而保证了停车点不变和停车点的精度。此外行程监控PLC还将轴编码器信号经软件计算后处理成罐笼在井简中的位置和在线速度, 送到操作台监

38、视器显示, 此外还产生包络曲线对提升机的度进行连续监视。主控和行控2台PLC既相互独立, 又能相互监视,对某些保护(如过卷、超速、钢丝绳打滑等)还能相互备用、冗余, 这样大大提高了行程监控器的可靠性。􀀁3.1.3 操作台PLC操作台PLC实现3个主要功能: 一是将操作的有关按钮和旋钮等输人信号传送给主控PLC;二是通过输出模块, 将系统中重要的开关量和模拟量在指示台上正确显示;三是与深度指示器通讯, 完成深度指示。操作台PLC与主控、行控PLC也是双网络连接, 保证数据的安全可靠。3.1.4 低压柜PLC低压柜PLC实现的一个主要功能是将低压柜的各个开关信号传送给其他3台PL

39、C。3.2 软件配置软件配置有系统和用户程序。系统程序装配在CPU模块上随硬件的产品而来; 用户程序是编程器编好程序后输人到PLC的存储模块。程序是采用块式结构形式，共有组织块(OB)、程序块(PB)、功能块(FB)、数据块(DB)、顺序块(SB)5种形式。本系统没有采用顺序块。功能块（FB）是用于复杂功能的反复编程(如专用控制器、报替器、计算功能和调整功能)。组织块(OB)是系统和用户程序的接口, 是用户程序的一部分, 但只能由系统程序调用, 可以编程, 使用者不能调用, 本系统使用了3个(OB)块(OB100,OB1,OB35)为加电启动组织块. 在该组织块中编制有关系统参数初始化的程序,

40、 此组织块仅在系统加电起动后运行一次, 以后在程序循环中不再执行, 系统初始化程序框图如图4所示。OB1为循环运行组织块, 即用户主程序部分, 行控PLC主程序框图如图5所示。在OB1中可以调用其它功能块, 如 SFB、SFC 、FB、FC等。OB35 为中断组织块, 它使循环时间中断, 循环时间为060ms, 可根据用户需要任意设置。本系统利用OB35的中断时间, 循环向上位机发送监控数据。系统中行程监控PLC 的中断程序框图如图6所示。第四节 闸控系统本项目中采用的闸控系统是进口恒减速液压站+进口闸盘。主控PLC系统与闸控系统之间采用硬件线路方式进行联系。主控系统给闸控系统的主要信号有:硬

41、件安全回路信号、软件安全回路信号、恒减速解除、沉罐保护信号、闸控给定、速度信号、手动和自动信号等;闸控系统给主控系统的信号主要有:压力恒减速投人、液压站故障或者报替信号等。第五节信息系统信息系统的构建是基于现场总线、上位机网络管理等技术, 各子系统通过现场总线与主控PLC通讯。PLC与上位机通讯, 上位机通过WEB和ActiveX技术采用B/S模式管理服务器, 并在Internet网络进行信息管理。图7 为信息系统的网络图。信息系统主要的功能是：对系统中各个组成部分进行实时的监控, 及时的反应系统运行过程中的各种参数、状态和故障报警；完成对系统运行时间的统计、提升量的统计、运行曲线的记录、故障

42、报替的记录, 并可生产各种报表；通过WEB和程序服务器进行客户机访问管理, 为各客户机提供运行画面、统计量、故障报警、报表查询等信息, 实现信息的共享和管理。第六节 结束语本系统自2005年9月正式投入试运行以来,ASCS控制系统稳定可靠、PLC系统的各项功能和保护完善、其他子系统与PLC系统的结合正常。目前提升机的提升速度可以达到15m/s, 提升重量可达到32t , 加减速度可达到1m/s , 各项保护达到煤炭安全规程的要求。此系统PLC程度高, 可靠性高, 事故率低, 维护量小, 工人劳动强度低, 具有很好的社会效益和经济效益。参考文献【1】西门子公司S7-300可编程序拉制器编程手册,

43、2001年12月【2】何风有, 谭国俊.矿井直流提升机计葬机拉制技术M中国矿业大学出版社, 2003参考案例3泡沫塑料切片机控制原理切片机的控制要求 (1)原理图切片机控制系统原理，如图2-1所示，切割厚度由4位拨盘开关设定输入，范围为000.0199.9mm。在刀架电机的转轴上装有调速齿轮，沿圆周均匀开5个槽，使用二线制接近开关，电机转轴每转1圈，向PC发出5个计数脉冲，转两圈刀架高度变化1mm，接近开关发出10个脉冲，根据设定的切割厚度可以简单的计算出PC应计的脉冲个数。电机轴转速为10转/秒，PC的计数频率应达到50HZ，因此，采用CPM2A的单相高速计数功能，它的计数频率可达5KHZ。

44、 CPM2A输 输入 出操作指令 拨盘开关 给定值 行程开关接近开关 带 锯交 磨 刀流 台面向后接 台面向前触 落 刀器 抬 刀 台面刹车调速齿轮图2-1为切片机控制系统原理图(2)工作原理示意图泡沫塑料切片机把泡沫塑料切成一片片一定厚度的海绵，其工作原理如图2-2所示。泡沫块置于台面上，切割开始时，使台面后移到限位，接着刀架下降一定位移量并锁住，然后台面带动泡沫快一起前移至限位，旋转的刀片随之切割出一片一定厚度的海绵，台面再后移至限位，不断重复上述过程。台面的体积为长、宽、高分别为1米、0.5米0.005米的铁块。图2-2 切片机工作原理示意图2.2 PLC控制系统的功能如下：（1）两种工作状态：手动或自动。工作方式由选择开关S1确定，输入点00011接通时为手动方式，断开时为自动方式。由手动进入自动时，先停止手动状态工作，按下自动启动按钮后，根据拨盘开关设定厚度值，进行自动切割。过程如图2-3所示。由自动进入手动时，先停止自动状态开关，然后操作人员操作手动按钮，控制切片机的动作。（