矿井提升机PLC过程控制系统浅述.pdf

第 3 3卷 第 2 1期 2 0 0 7年 7月 山 西 建 筑 SHANXI ARcHI TECTURE Vo 1 ． 3 3 No． 2 1 J u 1 ． 2 0 0 7 3 6 3 文章编号 1 0 0 9 6 8 2 5 2 0 0 7 2 1 0 3 6 3 0 2 矿井提升机 P L C过程控制系统浅述 李 国 强 摘要 介绍了矿井提升机 P L C过程控制系统的硬件选型及组成， 介绍 了P L C系统的工作、 运行及驱动模式， 并对 P L C 过程控制系统的功能进行了阐述， 以提高工作效率。 关键词 矿井提升机 ， P L C过程控 制系统 ， 驱 动模 式 中图分类号 TP 3 9 1 文献标识码 A 1 P L C概述 P L C是以 自动控制技术、 微计算机技术和通讯技术为基础， 在 2 0世纪 7 0年代开始迅速发展起来的新一代工业控制装置_ 1 J 。 目前， 它已被广泛应用于各个工业领域过程控制中。在矿井提升 机电控系统中， P L C作为过程控制系统， 是实现其 自动化控制的 核心。它综合了全数字传动系统、 上位机监控系统、 信号系统、 继 电回路 、 液压制动系统及其他各种相关设备 的信号和数据， 通过 用户编制的程序对上述信号和数据的处理， 使提升机罐笼运行实 现全数字行程控制和 s型运行曲线， 并从软件上对各种信号实现 多重联锁和安全保护[ ， 整个提升机系统进行实时监控， 既保证 了整个系统安全可靠的运行， 又大大提高了其工作效率。 2 P L C过程控制系统硬件的选型及组成 2 ． 1 选 型原 则 为合理的选择 P L C机型， 使其既能满足系统功能要求 ， 又具 有良好的性价比。P L C机型的选择应遵循如下基本原则_ 3 J 1 对 P L C的输入／ 输出点数 ， 应留出 1 5 ％--2 0 ％的后备点数； 2 P L C的存贮容量， 应大于系统实际所需存贮容量的 5 0 ％～ 1 0 0％ 3 对有模拟量的控制系统， 应考虑 I ／ 0的响应时间能满足系 统要求 ； 4 根据负载的类型和启停频率等特点， 选择不同的输出方式； 5 根据系统不同的通讯要求， 选择具有相应通讯功 能的 P L C。 2 ． 2 硬件 的 选择 和 组成 根据上述选型原则 ， 可以决定选用两 台西门子公司 S 7 3 0 0 系列的P L C组成项 目的P L C过程控制系统。S 7 3 0 0是模块化的 中小型 P L C， 能满足中等性能的控制要求。一般由 C P U模块 、 负 载电源模块 P S 、 接口模块 I M 、 信号模块 S M 、 功能模块 F M 以及通讯处理模块 C P 组成_ 4 J 。 各模块都通过背板总线连接， 用户可根据系统的具体情况选 择合适的模块， 其简单实用的分布式结构和强大的通讯联网能 力 ， 使其应用十分灵活。 3 P L C系统的工作、 运行及驱动模式 3 ． 1 工作模 式 P L C过程控制系统的实际工作模式有正常工作模式和简易 工作模式两种。在正常工作模式下， 系统能执行所有的运行、 控 制和检测功能； 在简易工作模式下 ， 系统 P L C不工作 ， 只有传动 P L C工作 ， 此时系统运行的最高速度被限定在 3 m／ s ， 系统的部分 运行和监控功能丧失 ， 但仍能执行简单的提升任务和重要的监控 功能， 实现全数字行程控制。 3 ． 2 运 行模 式 P L C控制系统的实际运行模式分手动和自动模式两种。在 手动模式下， 由司机通过速度手柄给定系统的给定速度 ， 在允许 开车条件下， 提升机的开车、 加速、 减速、 速度大小控制 最大限定 速度仍由P L C锁定 、 停车及闸手柄液压制动控制完全由司机根 据现场要求和经验手动控制， 一般用于P L C系统故障以及某些如 检修、 对罐等特殊运行要求的情况， 但其相应的基本安全监控功 能仍由系统自动实现， 故而其安全性依然可靠。在 自动模式下， 当提升机允许开车时， 司机只需根据信号系统发出的开车请求信 号给定开车信号， P L C控制系统 自动判别方向、 开车 、 加速、 行程 计算 、 减速、 爬行、 液压制动和停车， 实现全数字行程控制， 并能监 控整个提升机的运行状况 ， 进行故障自诊断和相应处理。 3 ． 3驱 动模 式 P L C控制系统有全桥、 桥 1 半载和桥 2半载三种驱动模式以 控制提升机在相应状态下工作。事实上， 上述分类只是从静态的 角度对 P L C控制系统不同特点进行区分。在实际工作中， 系统工 作模式、 运行模式和驱动模式以及提升种类是同时存在， 相互交 融和互为条件的， 在任何一种工作和运行模式下都有三种驱动模 式 ， 反之亦然 。 高低压供电系统状态信息 司机 台输入信息 提升机设备状态输入信 息 液压闸系统输入信息 车场输入信息 蒜 控 制系 统l 系统 P L Cl 液压闸系统输出信息 传动P L CI H配 瞳 霉 图 1 P L C过程控制系统图 4 P L C过程控制系统的功能 任何控制系统功能的实现过程其实质也是系统对信息的处 理过程， 如图 1 所示的P L C过程控制系统图正显示了这一处理过 程， 通过对现场和提升机设备信号的处理， P L C系统输出相应的 控制信号以实现其控制功能。根据整个系统要求 ， P L C系统应具 有以下功能 逻辑控制和安全保护功能； 理想 S型曲线速度曲线给 定； 实现全数字行程控制； 状态监控和故障自诊断功能； 通讯功能。 参考文献 [ 1 ] 王元奎， 杨建宁． 编程控制器的现场集成技术 P L C[ J ] ． 工控机 与集散控 制 系统 ， 2 0 0 4 1 3 2 3 4 、 [ 2 ] 谢军， 郑小刚． P L C在煤矿提升机电控 系统 中的应用[ J ] ． 煤 矿机械 ， 2 0 0 4 5 1 0 9 1 1 1 ． 收稿 日期 2 0 0 7 0 3 2 0 作者简介 李国强 1 9 7 2 一 ， 男 ， 助理工程师， 山西省大 同市同煤集 团地煤 公司姜 家湾煤 矿 ， 山西 大 同0 3 7 0 0 0 维普资讯 第 3 3卷 第 2 1期 3 6 4 2 0 0 7年 7月 山 西 建 筑 S HANXI ARCHI TE 兀 瓜 E V0 1 ． 3 3 No ． 21 J u 1 ． 2 0 0 7 文章 编号 1 0 0 9 6 8 2 5 2 0 0 7 2 1 ． 0 3 6 4 0 2 汉阳市政实验室信息 网络管理系统研究 刘文生 陈进华 荆 武 摘要 介绍 了市政实验室信息网络管理系统建立的目标及其技术依据， 阐述了运行环境的配置要求， 并从工程管理、 财 务管理、 设备管理、 用户管理、 系统配置等方面分析了整个系统的模块， 从而使工作效率和数据准确性均得到提高， 使管 理工作标准化、 程序化。 关键词 实验室， 信息网络管理系统， 系统配置 中图分类号 T P 3 9 1 ． 3 文献标识码 A 市政工程建设质量管理过程中试验工作量大， 数据处理量 大， 试验种类繁多， 涉及的规范多， 数据处理专业性强， 试验报告 中的试验数据直接关系着工程质量和对工程的评判。试验数据 管理具有专业性强、 责任重大的特点。国家相关部门制定了详 细、 庞大的试验规范和试验管理体系。依据国家现行规范、 标准 和市政建设的特点， 开发适合市政实验室的管理软件系统也就特 别必要， 因此， 于 2 0 0 5年开发了 市政实验室管理系统 单机版。 由于整个实验室每天要处理的试验工作相当繁重， 而且要适时、 高效 ， 因而， 迫切需要实现实验室网络化管理。 结合武汉市政质量监督站对实验室的管理要求 ， 在武汉市率 先开发了 汉阳市政实验室信息网络管理系统 ， 使汉 阳市政建设 工程总公司实验室实现了网络化管理。 1 技术依据及 目标 按 G B ／ I “ 1 5 4 8 1 2 0 0 0汉阳市政实验室信 息网络管理 系统 i d t l S O ／ I E C 1 7 0 2 5 2 0 0 5标准和现行的各试验规范， 结合市政工程 建设试验管理的实际特点， 在前期单机版研究工作 的基础上 ， 强 化管理功能， 实现数据采集或输入、 数据存储、 数据传输 、 数据处 理的完整性 、 开放性、 实用性、 保密性 目标， 建立市政实验室计算 机标准管理模式， 实现市政试验全过程 的计算机网络管理， 并满 足实验室信息管理网络办公、 远程办公 、 各部门协 同工作和管理 的要求。 系统建设的目的在于充分提高实验室的办事效率， 进一步规 范和优化管理流程， 提高整个企业的管理水平 ， 树立一个 良好的 对外形象。 2 研究方法 系统分为网络流程和试验管理两部分， 试验部分也就是 市 政实验室管理系统 单机版。为了减少系统 的开发工作量， 要充 分利用现有单机版， 将单机版升级为网络版。因此， 要将系统开 发成一个跨多种平台、 功能齐全的办公 自动化系统 ， 将先进的管 理经验和技术融入到电脑化管理方案中。 运行环境配置要求如下 服务器 单路服务器 I B M3 0 6 m以上； 硬件要求 C P U二级缓存 5 1 2 K以上 ， 内存 5 1 2 M 以上； 操作系统 Mi c r o s o f t Wi n d o w s N T 4 ． 0 ／ 2 0 0 0 S e r v e r ／20 0 0 A d v a n c e S e r v e r i 应用平台 L o t u s D o mi n oServe r 7 ． 0或以上版本 ； 工作站 内存 3 2 M以上； 应用平台 WE B浏览器 I E 6 ． 0及以上版本 ； 辅助软件 Mic r o s o f t Of f i c e 2 0 0 0以上。 再将整个系统分为若干模块 工程管理、 财务管理、 设备管 理、 实验室人员简历、 用户管理、 系统配置和留言薄模块。整个软 件体系的功能模块和功能架构如图 1所示。 3 工程管理 3 ． 1 我 的任 务 用户登陆系统后 ， 首先进入“ 我的任务” ， 然后开始处理相关 流程业务， 处理完毕后提交给下一环节。下一级用户则可在“ 我 的任务” 中看到上一级提交的委托单或试验报告信息。 收样员创建委托单 ， 填写委托信息， 保存、 提交 ， 系统按 日期 和试验类型自动生成委托单编号； 试验员在完成试验数据的录入 之后 ， 自动生成试验报告， 提交给试验校核员 ； 校核员经过评判合 格之后 ， 提交给审批员； 审批员经过评判合格之后， 提交给报告打 印员 ， 同时， 系统自动生成报告编号， 若不合格可返回给试验员或 校核员， 直到归档导出系统， 完成一个试验的全过程。 3 ． 2工程 列表 [ 3 ] 宫淑 贞， 王冬青， 徐世许． 可编程序控制器原理及应用[ M] ． 北 京 人 民邮 电出版社 ， 2 0 0 3 ． [ 4 ] 廖常初． S 7 3 0 0 ／ 4 0 0 P L C应用技术[ M] ． 北京 机械 工业出版 社 ． 2 0 0 5． On P LC p r o c e s s c o n t r o l s y s t e m o f we l l e l e v a t i n g c o n v e y o r LI Gu o - q i a n g Ab s t r a c t I t i n t r o d u c e s t h e s e l e c t i o n o f h a r d wa r e o f P L C p r o c e s s c o n t r o l s y s t e m o f we l l e l e v a t i n g con v e y o r a n d i t s c o mp o n e n t s a n d t h e wo r k， o p e r a t io n and d r i v e mo d e l s o f P L C s y s t e m，and r e p r ese n t s t h e f u n c t i o n o f P L C p r oce s s con t r o l s y s t e m，t o i n c r e a s e t h e wo r k r a t io． Ke y wo r d s we l l e l e v a t i ng con v e y o r ，PL C p r oce s s con t r o l s y s t e m ，t h e mod e l o f d r i v e 收稿 日期 2 0 0 7 ． 0 2 0 2 作者简介 刘文生 1 9 6 4 ． ， 男， 副教授， 湖北工业大学土木工程与建筑学院， 湖北 武汉4 3 0 0 6 8 陈进华 1 9 7 3 一 ， 男， 工程师， 湖北工业大学土木工程与建筑学院， 湖北 武汉4 3 0 0 6 8 荆武 1 9 7 6 一 ， 男 ， 工程师 ， 汉阳市政建设 工程 总公司 ， 湖北 武汉4 3 0 0 5 0 维普资讯