S7-200PLC選煤廠皮帶運(yùn)輸機(jī)控制系統(tǒng)概述
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論文導(dǎo)讀：選煤廠皮帶運(yùn)輸機(jī)是選煤廠生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備之一，一旦其電控系統(tǒng)出現(xiàn)故障，將影響選煤廠整個(gè)生產(chǎn)，帶來(lái)重大的經(jīng)濟(jì)損失和安全隱患。由于選煤廠皮帶運(yùn)輸機(jī)的電控大多為繼電器控制系統(tǒng)，存在線路復(fù)雜、故障點(diǎn)多、可靠性低、穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，不能滿足煤礦安全生產(chǎn)的需要，因此，筆者采用PLC控制系統(tǒng)取代原來(lái)的繼電器控制系統(tǒng)，并用組態(tài)王實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)皮帶運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控。
關(guān)鍵詞：PLC，皮帶運(yùn)輸機(jī)
0 引言
選煤廠皮帶運(yùn)輸機(jī)是選煤廠生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備之一，一旦其電控系統(tǒng)出現(xiàn)故障，將影響選煤廠整個(gè)生產(chǎn)，帶來(lái)重大的經(jīng)濟(jì)損失和安全隱患。由于選煤廠皮帶運(yùn)輸機(jī)的電控大多為繼電器控制系統(tǒng)，存在線路復(fù)雜、故障點(diǎn)多、可靠性低、穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，不能滿足煤礦安全生產(chǎn)的需要，因此，筆者采用PLC控制系統(tǒng)取代原來(lái)的繼電器控制系統(tǒng)，并用組態(tài)王實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)皮帶運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控。
1 系統(tǒng)構(gòu)成及控制過(guò)程
該皮帶運(yùn)輸機(jī)控制系統(tǒng)由兩級(jí)系統(tǒng)構(gòu)成：一級(jí)基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)，二級(jí)完成監(jiān)控和操作的人機(jī)界面系統(tǒng)。
基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)采用SIEMENS S7-200系列PLC，由完成控制功能的PLC、完成系統(tǒng)監(jiān)控和操作的人機(jī)界面操作員站、現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器組成；上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用亞控的組態(tài)王軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。論文參考。
一級(jí)基礎(chǔ)自動(dòng)化控制主要控制出現(xiàn)異常情況時(shí)進(jìn)行報(bào)警和緊急停車，二級(jí)主要用來(lái)進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，啟動(dòng)和人工緊急停止。
2系統(tǒng)設(shè)計(jì)
皮帶運(yùn)輸機(jī)系統(tǒng)是以PLC為核心、對(duì)皮帶運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)在線控制和監(jiān)督的自動(dòng)化系統(tǒng)，通過(guò)PLC和組態(tài)王。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所有現(xiàn)場(chǎng)在線設(shè)備的程序控制管理、安全聯(lián)鎖控制等功能，并顯示各種操作畫面和模擬現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)事故信號(hào)進(jìn)行報(bào)警以及打印報(bào)表等。
該系統(tǒng)主要特點(diǎn)：
(1) 開(kāi)放式的結(jié)構(gòu)，具有極大的靈活性、可擴(kuò)展性；
(2) 便利的維護(hù)手段，可在線維護(hù)；
(3) 先進(jìn)的硬件控制設(shè)備，具有高抗干擾能力、高可靠性；
(4) 高可靠性的檢測(cè)儀表；
(5) 集中操作，分散控制的思想；
(6) 通用的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，智能的設(shè)備管理和監(jiān)控軟件。
該系統(tǒng)主要功能具有檢測(cè)皮帶機(jī)速度、溫度、撕裂、煙霧、跑偏等功能，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，PLC控制電機(jī)緊急停止，同時(shí)報(bào)警并把信息傳到上位機(jī)，由操作人員進(jìn)行分析檢修，完成后重新啟動(dòng)。
2.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
SIEMENS S7-200系列PLC適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、檢測(cè)及控制的自動(dòng)化。論文參考。S7-200系列的強(qiáng)大功能使其無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。此處選用CPU226模塊（集成24輸入/16輸出共40個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)，且可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊）和模擬量擴(kuò)展模塊EM231（4路模擬量輸入）、EM232（兩路模擬量輸出），它們的特點(diǎn)如下：
(1) 6個(gè)獨(dú)立的30KZ高速計(jì)數(shù)器和2路獨(dú)立的20KZ高速脈沖輸出；
(2) 實(shí)現(xiàn)分布式系統(tǒng)和擴(kuò)展通信能力都很簡(jiǎn)便，組成系統(tǒng)靈活自如；
(3) 隨著應(yīng)用的擴(kuò)大，系統(tǒng)擴(kuò)展無(wú)任何問(wèn)題；
(4) 具有更快的運(yùn)行速度和功能更強(qiáng)的內(nèi)部集成特殊功能；
(5) CPU可以高速處理指令并且具有友好的參數(shù)設(shè)置功能。
CPU模塊：負(fù)責(zé)程序的運(yùn)行等工作，電源不僅向CPU模塊供電而且還要滿足與CPU模塊相連的其它模塊的用電需求。
數(shù)字量輸入模塊DI：將外部采集到的信號(hào)輸入到PLC，例如保護(hù)PLC的DI將皮帶撕裂、煙霧、跑偏等信號(hào)采集進(jìn)來(lái)；以完成監(jiān)視保護(hù)功能。
數(shù)字量輸出模塊DO：將PLC內(nèi)部運(yùn)算結(jié)果輸出，例如保護(hù)PLC的DO將正常啟動(dòng)，自動(dòng)控制、手動(dòng)控制、綜合故障等輸出；操作PLC的DO輸出來(lái)控制繼電器，以完成監(jiān)視、控制和保護(hù)功能。
模擬量輸入模塊AI：將外部的模擬量采集進(jìn)來(lái)送給PLC，如皮帶的速度和溫度，以完成監(jiān)視保護(hù)功能。
模擬量輸出模塊AO：將PLC計(jì)算好的數(shù)字量，如皮帶的速度等轉(zhuǎn)換成模擬量輸出到上位機(jī)上，以完成監(jiān)視功能。
2.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
該系統(tǒng)中，PLC程序執(zhí)行變頻器的啟動(dòng)/停止控制和皮帶機(jī)的行程和速度監(jiān)控任務(wù)，變頻器根據(jù)給定的信號(hào)和反饋的信號(hào)控制皮帶機(jī)的速度；PLC通過(guò)傳感器得到信號(hào)來(lái)控制皮帶機(jī)是否停止、報(bào)警器是否報(bào)警。為了更加安全可靠運(yùn)行，本設(shè)計(jì)還設(shè)置了自動(dòng)手動(dòng)切換，自動(dòng)/手動(dòng)程序如圖1所示。
2.3 PLC與上位機(jī)之間的通信
在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣的條件下，采用上位機(jī)監(jiān)控措施可直接將故障顯示出來(lái)，從而提高整個(gè)系統(tǒng)故障的診斷效率，減少故障的維修時(shí)間，提高整個(gè)電控系統(tǒng)的可靠性。論文參考。本系統(tǒng)利用CAN總線與上位機(jī)進(jìn)行通信，可將各種信息傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。部分子程序和中斷程序分別如圖2、圖3所示。
3 結(jié)束語(yǔ)
根據(jù)選煤廠皮帶運(yùn)輸機(jī)系統(tǒng)的實(shí)際情況，研制開(kāi)發(fā)了選煤廠皮帶運(yùn)輸機(jī)智能控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的選型、合理的配置及完善的程序設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)維修方便，自控功能強(qiáng)，可以自動(dòng)顯示故障，可靠性高、穩(wěn)定性好，極大的改善了皮帶運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行狀況，確保礦山安全生產(chǎn)。
參考文獻(xiàn)：
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