矿井操车电控技改中PLC的应用.pdf

第 2 0卷第 1 期 2 0 0 1 年 1 月 煤炭技术 C o a l T e e h n o l o a v ． 2 0 ． №． 1 ．．2 0 0 1 矿井操车电控技改中 P L C的应用 居荣 南京师范大学 电气与电子工程学院， 江苏 南京 2 1 0 0 4 2 摘要 介 绍了 P I E在矿 井朵丰 电控技 术改造 中的应 用， 阐递 了其工 艺流程 、 P I E控 制 系境 的硬件 设计 ， 重点 介绍了软件设计中移住寄存嚣的使用技巧。 关键词 矿井朵车； P L C； 移位寄存嚣 中田分类号 1 1 6 7 9 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 8 7 2 5 2 0 0 0 0 1 0 0 1 4 0 3 0 前言 某矿矿井操车 的电气控制最初采用的是继电接 触器控制， 由于其庞大的体积、 高故障率 以及逻辑 关系的不可变 ， 已不能满足生产实际的需要 ， 后来由 电子元件组成的逻辑控制器来取代， 但 由于操车的 控制要求必须随着矿井采矿工艺的变化而变化 ， 而 电子器件组成的硬逻辑特性已不能满足经常变化的 控制要求 ， 再则 ， 矿井的环境相当恶劣 ， 干扰太 ， 电子 器件控制器常常由于抗干扰能力差， 使逻辑出错 ， 甚 至发生混乱， 已严重影响了矿井操车的正常工作 ， 而 可编程序控制器 P L C以其可编程序的软逻辑性 ， 良好的抗 干扰能力和体积小等特点很好地解决 了以 往控制中出现的同题． 本文就是介绍了 P L C在某矿 矿井操车电气控制中的应用⋯。 1 系统硬件组成 1 ． 1 矿井井口操车电控工艺流程 该矿井 的操车 电气控 制分 为井 口和井 底两部 分， 而在井 口和井底的操车控制 又有左、 右 两道之 分， 在此重点介绍井口的其中一道操车的电气控制。 工艺流程框图如图 1 。图中操车流程在 矿井采矿生 产中不断循环重复。 1 ． 2 硬件设计 在操车的电气控制中所遇到的输入 、 输出信号 有行程开关 、 限位开关 、 温度开关、 电机的控制、 电磁 阀的控制、 状态指示 等， 共计 8 0个输入 ， 5 8个输 出。 园此 ， 选用 O MR O N公 司的 c o Ml 型 P L C作为控制 机 ， 它是一种积 木式机构 ， 系统构成 和扩展 十分方 便， 更有外设端口和 R S一2 3 2接E l ， 可与上位机进行 图 通讯。硬件结构如图 2所示。 2 程序设计 2 ． 1 程序流程图 系统工作方式分为 自动、 手动和点动， 系统的工 收稿 日期 2 0 0 0 1 I 一 2 0 ； 修订 日期 2 0 0 1 一O l 一∞ 作者简介 居荣 1 9 6 4 一 ， 男， 江苏高邮人， 硕士， 副教授， 主要从事自动控糊、 电力系统及其自动化研究。 维普资讯 第 1 期 居荣等 矿井操车电控技改中P L C的应用 l 5 作种类有装车、 提人 和下长材三种类型。其流程图 时可以转换成手动运行 ， 程序设计技巧见下节。 如图 3所示。根据用户要求， 自动运行过程中要随 c pu I 电 l I I I I N l N I N I N O U l O U T O U T O U T O U T O UT 豫 l 点16 { 点16 8 16 16 l6 8 8 8 16 I6 8 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 图 2 2 ． 2 技术要点 2 ． 2 ． 1 移住寄存器的使用技巧 在程序的设计中， 有些场合用移位 寄存器可以 使编程方便 ， 思路清晰。图 4是手动控制程序中一 段用到移 位寄存器的程序。在设计中将移位寄存器 中的每一位作为一个流程环节的启动条件。由于工 艺流程要求， 每一个环节必须按照工艺流程顺序一 步步进行 ， 因此在程序运行过程 中必须保证移位寄 存器中始终只有一位是状态 “ r， 其余为⋯ 0’ 状态。 这在本程序中是这样实现的 ， 用 0 3 I 通道作 为移位 寄存器 ， 用到了其中的 0 3 1 0 0 0 3 l 0 6共 7位， 由图 4 可以看 出， 在移位寄存器 的数据端 0 3 1 0 0～0 3 1 0 6各 位均是 常闭触点 ， 这样 只有在第一 次移位 时移人 0 3 1 0 0的状态为“ 1 ． ． ， 而在其余次移位时。 由于 0 3 1 X 一 0 3 1 0 6中总有一位 的状态为⋯ 0 所以在整个移位 过程中始终保证了移位寄存器 中只有一位为“ 1 1 ， 也 就保证了任何时刻只有一个流程环节可以进行。 移位寄存器使用最关键 的一处是它的脉冲信 号 ， 它每接受到一个正跳变， 产生一次移位， 因此 ， 它 的脉冲端必须接受到的应是脉冲信号， 不能是一个 不变的高电平。另外， 在实际使用中值得注意的是， 图 3 如果由按钮或行程开关等靠触动闭台的开关来产生 脉冲信号， 要防止其抖动， 因为一旦发生抖动 ， 有可 能产生不止一个脉冲， 而产生不应有的位移。这在 本程序设计中是如下解决的。由图4可以看出。 脉 冲端共有 7条支路 ． 每条支路要产生一个移位脉冲。 靠按钮 、 行程开关或限位开关闭台产生移位脉冲， 但 是每条移位支路必须在产生状态“ 1 ” 后 ， 能再转 为 ⋯ 0’ 状态， 以保证下条移位脉冲支路“ 1 ， ， 状态的有效。 以第二条移位支路为例， 撇开其它连锁条件 ， 当上层 安全门开到位 X D 0 0闭台和摇 台落到位 0 0 O O 5闭台 后 ， 会产生一个“ I ” 状态 ， 进行一次移位 ， 启动一 个流 程环节进行。由于安全门打开和遥台落下要一直保 持几个环节的过程， 这条移位支路的状态“ 1 ， ， 一直不 变， 就无法使下一条支路的脉冲产生。 依次的下一个 环节就无法进行， 为此 ， 用 0 3 5 0 1中间继电器来解决 该问题。一旦第二条支路 的移位正跳 变产生， 移位 寄存器的第二位0 3 1 0 1 为“ 1 ” ， 利用 0 3 1 0 1 去接通辅 助中间继电器 0 3 5 0 1 ， ， 3 5 o I 常闭接点串联在第 二条移位脉冲支路中， 断开该支路 ， 产生“ 0 状态， 保 证下面的移位脉冲有效 。另外， 该常闭触点还有效 地解决了 X D 0 0安全门开到位和 0 0 O O 5遥 台落到位 维普资讯 l 6 煤炭技术 2 0 0 1 年 这两个行程开关的抖动问题。因为 o 3 5 o 1 - 卜 常闭 接点打开， 断开了该支路， 即使行程开关 由于抖动也 不会产生有效的移位脉冲而发生误位移， 只会仅仅 是一个脉冲有效。因此， 在七条移位脉 冲支路 中分 别串人 了 0 3 5 0 0～0 3 5 0 6七个 中间继电器 的常闭触 点 ， 很好地解决了以上所述的问题 ， 使程序执行结果 正确可靠。 另一方面， 要保证工艺流程的顺序进行， 就要保 证移位寄存器移位脉冲的顺序产生 ， 以防后面环节 的行程开关或限位开关误动作而引起误位移。同样 以第二条移位脉冲支路为例， 常开接点- t I- o 3 o 就起这样的作用。 它只有在第一条移位脉冲产生后， 移位寄存器的 0 3 1 0 0位为“ 1 ’ ， ， 接 通了 0 3 5 0 0中间继 电器， 串联在第二条移位脉冲支路的 o 3 5 o o - 卜 常 开接点闭合 。 只有该接点闭合， 第二个移位脉冲才能 产生 。 这样就有效地保证了移位脉冲产生的顺序， 因 此 ， 在每条移位支路 中都串接 了一个受前一移位控 制的常开接点， 从而保证了工艺顺序 的正确性。 2 ． 2 ． 2 自动转换为手动控制 根据用户要求 ， 自动装车控制过程 中的任何时 刻要能够转换为手动控制。自动装车控制流程和手 动装车控制流程完全相同， 两个程序 的设计思路也 相同， 都用移位寄存 器来进行顺序控制。同样 以图 4为例， 该 图是手动装车控制 的部分程序 ， 可以看 出。 每一个移位脉冲支路中都有- t F o 2 o o o与- 1卜 O 2 O O 2 并联， 0 2 0 0 卜 只有在自动控制时才会闭合， - 1 2 0 0 0只有 在手动控制时 才会闭合 ， 作 为手动 控制时移位脉冲支路的一个启动条件。将- 1 卜 O 2 0 0 O与- 1卜 o 2 o 0 2 并联， 放在手动程序的移位寄存 器移位脉冲支路中， 就使得 自动装车程序执行时， 手 动程序中的移位寄存器也 同时进行移位。由于 自动 控制开关 和手动控制开关 同为一个转换开关控制 ， 不可能同时接通， 同时在最终的输 出继 电器支路中 还有其它联锁， 因此， 手动程序移位寄存器在此时只 是与 自动控制程序的移位寄存器 同步移位 ， 起一个 记录的作用 。 并不会手动控制与 自动控制同时进行。 一 旦转换开关由 自动转为手动， 自动程序立 即停止， 而手动程序能很好地按 自动控制 的顺序控制下去， 可靠地实现转换【 。 3 结束语 圈 4 该系统于 1 9 9 9年初投人使用 ， 运行情况 良好 ， 工作可靠 ， 自动化程度大大提高了， 为以后矿并电控 设备的技术改造打下了基础。 参考文献 『 1 ] 朱善君 ． 可编程序榨击 I 系统踩理、 应用、 维护[ M ] ． 北京 清华 大学 出版杜 ， [ 9 9 2 2 ] O N R O N S S M A C o O M 【 ． 缩程手册[ M ][ 9 9 7 Ap p l i c a ti o n o f P LC i n e l e c t r i c c o n t r o l t e c h n o l o g y r e f o r m i n o p e r a t ia n g c ag e J U R 0 嚷 E l e c t r ic s a d E i e c n - E n n g C o l l e g e ． N a r Ij 吨 T e a c h e U 6 v t y ， 2 1 0 0 4 2 ， 0 I i m Ab s t r a c t T h e a p p l i c a ti o n o f P L C i n e l e c t ri c c o n t r o l t o o p e r a t e mi n e c a ／ “ i s p r e s e n t e d．【 l ’ s p r o c e d u r e d e o f h a r d w a r e ，e s p e c i a l y ， t h e u s e s k il l o f s h i f t r e g l s t e r i n t h e s o f twa t d i g n a r e。| p e d． Ke y wo o p e r a t i n g ；P L C；s h i f t r e g i s t e r 维普资讯