西门子舟山PLC模块总代理

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卷扬提升机是采矿行业中应用十分广泛的一种起重机械。工况要求频繁启制动、启动速度慢，转矩大，加速平滑，停车平稳。能否正常工作直接影响采矿的产量、人身的安全及设备的维护。
我公司斜井提升机原使用牵引电机是绕线式交流异步电动机，型号为JR92-6(6较75KW)，该电机采用工频供电，调速方法为采用通过集电环和碳刷在转子回路中串入若干段电阻，由接触器控制接入电阻的多少来控制转速，凸轮控制器，接触器互所控制。这种控制系统存在以下缺点：
1、电机转子串电阻调速属能耗转差调速。能耗大，调速范围小，平滑性差，低速机械特性软，并且转速越低，机械特性越软，消耗在电阻中能量比例越大，较不经济，电网电压的高低对速度影响很大。
2、接触器互所控制系统在频繁切换情况下，冲击电流大，接触器触头易烧损，转子所串电阻易烧损；对减速机、连轴器、钢丝绳的机械冲击大，使用寿命短；
3、系统抱闸是在运行状态下进行的，对制动器损害很大，闸皮磨损严重。
为改善系统存在的问题，2004年8月，公司采用大连普传科技股份有限公司的变频器控制方案取代原有方案，效果明显。
一、改造方案
变频改造方案：保留原凸轮控制器，减速器和抱闸系统，取消原控制柜和继电器，变
频器采用普传PI8000 T系列**变频器8K093T3（93KW）。该产品是普传科技推出的提升机**变频器，32位DSP 控制，内置制动单元，保护功能齐全。
制动方法：通过变频调速系统对卷扬下降时电机制动再生的电能采取变频器内置的制动
回路外接制动电阻变为热能消耗。为防止提升或下降时因矿山轨道的可能产生的有时脱轨停车，必须采取液压制动器和手动制动器进行机械制动。
为防止溜车的控制，由外部加装的直流制动给电机加直流电源，将电机瞬时减速至启动液压制动器的抱闸动作防止溜车。
二、改造后的效果
从改造后运行来看，效果非常明显：
1、 系统采用5段速度控制，启动冲击小，可以缓启缓停，减少了电机启动时对变速齿轮的冲击，卷扬机的启动、制动、加速、减速等过程更加平稳快速，减少负载的波动；操作灵活易掌握。
2、 由于电动机启动电流限制得较小，频繁启动和停止时电动机热耗减少、寿命延长；液压制动器和手动制动器在低速时操作，其减少闸皮的磨损延长使用寿命，保养时间和费用都得以减少。卷扬机钢丝绳的使用寿命也明显延长。
3、停车位置准确，重车、空车停车位置基本一致。至今运行十个月，没有发生料车落道事故， 
4、 由于去掉了外接启动电阻，因而提高了系统的用电效率，经测算节电率达25％以上
三、 结束语
实践证明，采用普传科技**变频器的调速控制方案是一种简单、可靠性高、节能、，保护功能齐全（过电流，过电压，欠电压，接地，过热，短路），便于自动控制的较佳方案，完全可以替代传统的控制模式，具有非常高的推广价值

C7632液压半自动多车床是机械行业拥有量较多的一种半自动机床。它采用二极管矩阵顺控装置及继电器逻辑控制系统，液压驱动上下架作纵横两个方向的运动，装有液压卡盘。其加工自动化程度及生产效率较高，适用于较大批量工件的车削加工。但由于该机床系统采用的是分立元件，易出故障，且维修比较麻烦，影响了机床性能的正常发挥。

      我们根据该机床的问题，采用可编程序控制器改造其控制系统，克服了上述缺点，使机床工作可靠、维修方便，大大提高了机床的工作效率，取得了较好的经济效益。

      1.PLC的选型

      (1)控制对象的输入、输出点数输入点即为机床的控制按钮、工作选择开关、行程开关、接近开关等。输出点是控制电动机的接触器、控制液压动作的电磁阀及指示灯等。

      考虑到节省改造费用，应尽量压缩输入、输出点数。在某些场合，输入点可以一点两用。如某行程开关只在自动循环时有用，而某按钮只在手动调时用，当输入点不够时，则可将上述两个输入信号共用一个PLC输入点，利用PLC的转移标号指令，不会使两个信号混淆。同样，为节省输出点，也可将与自动控制无关的输出点，如电动机的起动、停止，仍用强电回路控制。

      (2)控制对象的输入、输出类型一般的机械加工设备，采用开关量控制，选用直流输入，继电输出型的PLC。输入还有交流型和TTL电平型，而输出则有晶闸管型及直流晶体管型，可适应不同的需要。另外还有各种特殊类型的模块，如A/D、D/A模块，外部可调计时/计数器模块，高速计数器模块等。

  (4)编制梯形图程序根据程序框图，开关表及动作表即可直接在编程器键盘上键人程序。编制程序可分段进行，先编制自动循环程序段、手动调整程序段、初始化程序段，后分段模拟运行调试后串联起来。运用转移、标号指令，可将复杂的程序分解成功能程序段，有利于程序编制及调试。以半自动车床自动循环与手动调整程序为例，若开关1127为手动/自选择开关，可按如下方法编制程序（见图3）：

      当开关1127接通时，程序按下列顺序扫描执行：1、3、…、20、40，再返回到开头，执行手动调整程序；反之，开关1127断开，程序扫描顺序为2、21、…、40，再返回至开头，执行自动循环程序。

      其自动循环工作段的程序，可采本控制器编程语言中特地为顺序控制设计的步进器功能编制。

      梯形图编制完成，并通过模拟器模拟运行后，通过打印机打印梯形图文本。当PLC安装在现场设备上后，可通过编程器与其联机，采用“故障检测”方式逐点检查现场设备的输入、输出元件是否连接正确，工作是否正常。在联机状态下，运行梯形图程序，并对运行进行监测、修改，直至程序运行完全符合要求，即可使PLC控制设备正常工作。

    3.结语

      采用PIC改造C7632车床后，车床的电气故障减少90％以上，工作效率大大提高。由于PLC的控制功能强，使机床的自动化程度提高，又因为程序编制时增加了各种保护功能，使机床不会因误操作而造成损坏。

      整个改造过程历时不到一周，停机时间只有两天，费用不到3000元。因此我们认为，采用PLC改造C7632车床及类似的机床，是完全可行且易见成效的技改捷径。

3 系统设计 

3.1 系统设计原则 

（1）系统硬件设备（包括系统软件）和控制应用软件满足高炉喷煤的各种工艺控制要求，并保证与世界控制系统发展趋势相一致，能够更新升级换代，以保近十余年连续稳定运行； 
（2）实现新一代电仪一体化，数据通讯网络及人机操作接口一体化； 
（3）操作监视集中化，主工艺线（制粉、喷吹）上的设备均采用HMI（CRT操作站）操作，使电仪系统人机界面统一化、共享化； 
（4）控制应用软件具有可靠性、稳定性及可操作性，并便于维护和扩展； 
（5）选用的产品操作简易，人机界面汉化，用户友好，系统软件通用，设备成熟可靠，有业绩和应用实例。 

3.2 系统硬件及设备设计 

3.2.1 控制系统硬件及设备设计概要 

随着自动化技术的不断发展和计算机技术的飞速进步，今天的自动化控制概念也发生了巨大的变化。在传统的自动化解决方案中，自动化控制实际上是由各种独立的、分离的技术和不同厂家的产品来搭配起来的，比如一个大型工厂经常是由过程控制系统、可编程控制器、上位监控计算机、SA系统和人机界面产品共同进行控制。为了把所有这些产品组合在一起，需要采用各种类型和不同厂商的接口软件和硬件来连接、配置和调试。 

全集成自动化思想就是用一种系统完成原来由多种系统搭配起来才能完成的所有功能。应用这种解决方案，可以大大简化系统的结构，减少了大量接口部件，应用全集成自动化可以克服上位机和工业控制器之间，连续控制和逻辑控制之间，集中与分散之间的界限。同时，全集成自动化解决方案还可以为所有的自动化应用提供统一的技术环境，这主要包括：（1）统一的数据管理；（2）统一的通信；（3）统一的组态和编程软件；（4）便于链接的通用网络。 

基于这种环境，各种各样不同的技术可以在一个用户接口下，集成在一个有全局数据库的总体平台中，这样系统之间的接口费用大大降低，备品备件的品种和数量也大大减少。同时技术人员可以在一个平台下对所有应用进行组态、编程和监控，可以大大提高监控水平，减少非计划停车时间。也是由于应用一个组态平台，培训和工程变得简单，费用也大大降低。 

根据系统需求，西门子S7-300系列PLC系统能满足工程的工艺要求。设备结构形式符合世界自动化控制系统的发展，可实现电仪一体化操作。网络采用以太网总线结构。数据通讯网络系统的开放、系统人机接口电仪一体化、资源共享、系统软件稳定可靠，并有利于系统的维护和扩展。人机界面汉化，操作实用简便。西门子的全集成自动化思想集中体现在可同时实现PLC 和DCS的解决方案。本系统硬件与网络选用西门子全集成自动化产品。 

3.2.2 网络系统方案 

本工程的基础自动化控制系统在工艺成3个控制子系统：煤粉制备系统2套和煤粉喷吹系统1套。3个系统之间的通讯用西门子的数据网络通讯技术（工业以太网）实现。系统的各类电源采用在UPS电源基础上的集中供配制，实用并便于维护管理。系统网络层分两级：（1）标准以太网服务器控制方式，方便地实现远程操作和网络扩展；（2）现场总线实现现场与系统的统一。 

3.2.3 PLC（I/O）接口信号 

PLC的输入采用光隔离模块，输出采用继电器模块。用PLC驱动信号的直流电源驱动仪用（I/O）信号和RTD信号，将PLC与仪表直接相连，完成仪表信号直接进PLC。其中：模拟量（I/0）信号为4-20mA、RTD直接用PLC的温度检测进机。 

3.2.4 煤粉制备系统硬件及设备设计 

煤粉制备系统配有两套机组，分为A系列和B系列,为3座高炉煤粉喷吹制备煤粉。煤粉制备系统主要工艺过程如下：原煤仓煤块经过其出口插板阀进入电子称重式给煤机，根据设定的制粉量，向磨煤机供煤。原煤被磨辊碾磨的同时，被吸入磨煤机的干燥气干燥。升温炉送出的干燥气出口温度220～300℃，把较细的煤粉带入位于磨煤机上部的分离器。分离器把不合格的煤纷返回到磨盘上再次碾磨，细度合格的煤粉随干燥气经输送管进入布袋收尘器被收集，再经锁气器进入煤粉仓。 

煤粉制备系统主要工艺装置和设备如下：原煤仓：A系列、B系列各一个；给煤机：A系列、B系列各一台，每台配有电子称、给料皮带速度变频器和闸板阀；磨煤机：A系列、B系列各配有一台型中速辊式磨煤机；热风炉烟气引风机：A系列、B系列各一台；烟气升温炉：A系列、B系列各配有一台烟气升温炉；增压风机：A系列、B系列各一台；袋式收粉器：A系列、B系列各一套；主排风机：A系列、B系列各一台；煤粉仓。 

上述设备和各控制点由二台PLC采集与控制