具有良好人机界面的矿井提升PLC控制系统.pdf

第 2 8卷第 6 期 2 O 0 7 年 6月 煤矿机械 C o a l Mi n e Ma c h i n e 1 ． 2 8N l J ． 6 J u n．20 07 具有良好人机界面的矿井提升 P L C控制系统 申红燕 。秦文兵 1 ． 太原理工大学 电气与动力工程学院，太原 0 3 0 0 2 4 ；2 ． 山西华宁贝尔测控科技有限公司，太原 0 3 0 0 2 4 摘要以矿井提升 系统改造为例 ， 介绍了可编程序控制器和触摸屏的特点 ， 阐述 了触摸屏结 合可编程序控制器在矿井提升机控制 系统 中的应用及其控制 系统软件设计。 关键词提升机控制 系统；P L c ；触摸屏 中图分类号T D 5 3 1 文献标志码 A文章编号 1 0 0 3 0 7 9 4 2 0 0 7 0 6 0 1 2 4 ． 0 3 Ap p l i c a t i o n o f P L C a n d Op e r a t i o n I n t e r f a c e Pa n e l i n M i n e Ho i s t Co n t r o l S y s t e m S HE N H o n g y a n 。 Q N We nb i l 1 ． C o l l e g e o f E l e c t r i c＆P o w e r o f T a i y u a n U n i v e m i t y ， T a i y u a n 0 3 0 0 2 4 。 C h i n a ； 2 ． S h a n x i H N B E Mo n i t o r ＆ C o n t r o l T ech n o l o g y L t d ． ， T a i y u m 0 3 0 0 2 4 ， C h i nal Ab s t r a c t T a k e s t h e mi n e h o i s t r e f o r ma t i o n s y s t e m a s a n e x a mp l e ， i n t r o d u c e s the c h a r a c t e r i s t i c o f P L c a n d叩 e r a t i o n i n t e r f a c e p a n e 1 ．Emp h asi z e d t o e l a b o r a t e the a p p l i c a t i o n o f P L C an d o p e rat i o n i n t e r f a e e p an e l i n mi n e h o i s t c o n t r o l s y s t e m，an d i t s s o f t wa r e d e s i g n． Ke y wo r d s mi n e h o i s t c o n t rol s y s t e m ；P I o pe r a t i o n i n t e r f a c e p an e l ’ 0引言 煤矿老式的矿井提升机控制系统主要采用继 电 器 、 接触器 、 老式的时间继电器及磁放大器作为开关 量和模拟量， 其系统可靠性差、 控制精度低而且硬件 接线繁杂 、 故障率高。用可编程序控制器 P L C取代 传统的继电器逻辑控制 回路， 将触摸屏工业 图形显 示器 简称触摸屏 、 旋转编码器等引入提升机控制 系统， 使原来的控制回路全部 由软件来实现 ， 同时通 过触 摸屏 对 P L C中的数据进 行实时显示 、 动 态监 控 ， 从而使原有的继电器有触点动作变为无触点动 作 ， 极大地提高了系统的控制精度和安全可靠性 ， 降 低了系统运行故障率。 由于引入 P L C及触摸屏 ， 该系统较原 系统具有 如下优点 1 体 积小 ， 维 修 方便。 由于该 系统 引 入 了 P L C ， 系统的外部接线大大减少， 简化 了1 3常维修难 7结语 基于等间距磁刻度法检测机械构件应变， 将对 应变的检测转换 成对时 间量的计测。以 A T 8 9 C 5 2 单片机为核心， 开发 了数据采集系统 。利用上位机 强大的数据处理功能 ， 完成对检测数据 的运算及对 实验结果的显示、 存储和打印等功能。与传统的电 阻应变片法相比， 该方法无需大量导线连接， 提高了 检测的精度， 以非接触方式实现 了对机械构件应变 的实时、 在线 、 定量检测。 参考文献 度 。 2 P L C结合触摸屏可 自动检测 系统故障并 自 动报警 ， 使故障检测更快捷 、 更准确。 3 正反向过卷 、 测速断线 、 减速点投入 、 高低速 段过速 、 制动油过压 、 润滑油过欠压 、 闸瓦磨损 、 弹簧 疲劳、 测速断线等系统所有保护功能且均为硬件 、 软 件双重检测， 使保护更可靠 ， 运行更安全。 4 系统功能改变及其参数修改， 不必更改硬件 接线 ， 只需改动 内部程序即可。 1 P L C及触摸屏特点 1 ． 1 提升 系统 P L C的功能 本系统选用三菱公司的 F X 2 N型 P L C ， 用于逻辑 控制的 F X 2 N型 P L C具有运算功能强 、 控制精度高、 扩展容易 、 体积小 、 安装调试方便等一系列优点。主 要功能有 1 P L C设置有逻辑运算和定时、计数指令， 可 4 4 4 [ 1 ] 谭继文 ， 王广丰， 舒 杰， 等． 机械 构件线应变在 线检测新技 术研究 [ J ] ． 机械科学 与技 术， 2 0 o 4 5 5 3 4 5 3 5 ． [ 2 ] 赵秀珍 ， 单永磊 ． 单片微 型计 算机原理 及其应用 [ M] ． 北 京 中国 水利水电出版社 ， 2 0 0 1 ． [ 3 ] 文妍 ， 舒杰 ， 谭继文 ． 基于磁晶格机械构件线应变检测系统 的研究 [ J ] ． 微计算机信息 ， 2 0 0 5 6 8 3 8 4 ， 2 5 ． 作者 简介 唐洪伟 1 9 7 7一 ， 黑龙江 五常人 ， 在 读硕士 ， 青 岛理 工大学科技处工作， 研究方向 无损检测及故障诊断， 电话 0 5 3 2 8 5 0 7 1 1 3 5 ， 电子信箱 t a n g h w q t e c h ． e d u ． c n ． 一 l 2 4 一 收稿 日期 2 0 0 7 - 0 1 ． 2 8 维普资讯 第2 8 卷第6 期 具有良 好人机界面的矿井提升P L C 控制系统_ 二 夔 笠 墨 鱼 取代继电器进行逻辑组合和顺序控制。 2 P L C内设了数千个各类辅助继电器 ， 使原来 的控制回路全部由软件来实现， 因此控制功能更强、 更灵活。 - 3 P L C设置有数据发送和接收指令 ， 可与触摸 屏建立链接。 4 在系统发生异常时 自动停止运行并发出报 警信号 ， 能保护和恢复现场 ， 并能通过软件进行故障 检测和程序校验。 1 ． 2 人机界 面 触摸 屏 功能 触摸屏被称为 P L C的脸面， 它替代了传统的控 制面板和键盘 ， 用 于参数 的设 置 、 数据的显示和存 储 ， 能以动画的形式描绘 自动化控制过程 ， 并可以简 化 P L C的控制程序等。 在 G P系 列 触 摸 屏 上 的 S I O 口可 以 设 置 成 R S 2 3 2 C或 R S 4 2 2 。P L C的 R S 2 3 2口可与 G P进行连 机通讯 ， 采用直接连接方式 ， 通讯软件可与 P L C进 行内部地址一对一的数据交换。 本系统选用 D i g i t a l 公司 P r o f a c e G P一4 7 7 触摸 屏 ， 其功能如下 1 监视功能 以数据 、 曲线 、 图形和动画等各种 形式来反 映 P L C的内部状态， 存储数据， 从而直观反映工业控制 系统 的流程 。在矿井提升系统 中采用了棒图来显示 提升容器在井筒中的高度， 采用 了趋势 图来动态显 示全程的提升速度。 2 控制功能 用它 自带的支持软件可以在屏幕上设置各种触 摸按键来取代传统的控制面板和键盘， 可以通过触 摸来改变 P L C的内部状态位， 存储器数值， 从而参 与控制过程 ， 操作方便而不必再借助手持编程器等 进行参数的修改。 3 数据处理功能 通过标准的大容量 c F卡存储数据 ， 实时采样 的数据和历史报警信息。 4 实时数据、 图表打印 触摸显示器带有一个标准的打印输 出口， 可进 行实时数据与图表的打印。 2 控制系统软件设计 2 ． 1 触摸屏画面设计 该系统利用 良好人机界面的触摸屏来操作被监 控系统 ， 对 P L C中的数据进行实时显示 、 记录， 并设 计了动态画面模拟控制过程来监 控整个系统运行。 该系统触摸屏界面主要包括主画面和运行、 程序监 控及参数设置等子画面。打开 G PP R O ／ P B I I F O R WI N D O WS 软件 ， 在工程管理 器中就可 以编辑 各画 面 。 1 系统主画面 主画面显示提升高度 m 、 当班提升次数 、 提升 次数清零开关 、 故障指示灯等 ， 还可通过触摸按钮进 入使用指南 、 运行画面、 程序监控 、 故障查询 、 参数设 置和 自学习等子画面。如图 1 所示。 运行画面可以实时地 、 直观地显示提升容器的 提升速度和在井筒 中的位置。若提升机运行 异常， 触摸屏能迅速调出故障画面， 实现故障的 自登录 、 自 诊断并同时声光报警。 参数设置只需在参数设置子画面弹出的一个小 数字键盘上就可 以方便 地修改数 据并保 存到 P L C 的寄存器中， 并可 以设定操作密码 以确保系统和生 产的安全。 图 1系统主画面 2 提升深度及速度图显示 创建一个基本屏 B a s e s c r e e n ， 然后在 P a r t s 项 中 选择一个数字显示器和棒图 B a r g r a p h ， 数据地址 分别设置为 P L C内部地址 D 2 2 0 、D 2 2 4 ， 数据格式设 为 B C D 。 用棒 图显示提升容器在井筒中的高度 ； 用趋势 图设置动态显示 全程 的提升速度 曲线。如 图 2所 示 。 提升机运行异常时 ， 触摸屏内部的数据区 I 5 4 1 对应于 P L C内部的 Y 4 1 ， 可 以控制光和蜂鸣器 ， 用于 系统运行发生故障时声光报警。 控制字地址 D1 1 ， 当 D1 1 1 时， 故障 自登录 、 自 诊断窗 口登录显示 。故障情况及其相应的处理数据 地址分别设置为 P L C内部地址 D 1 2 、 D 1 0 。 图 2 提升 速度曲线 图 2 ． 2 P L c的程序编制 以提升机系统正反向过卷 、 测速断线 、 过速 、 提 升高度及其棒图显示等为例说明 P L C程序的编制。 维普资讯 第 2 8卷第 6期 2 O O 7 年 6 月 煤矿机械 Co a l Mi n e Ma c h i n e l Vn 1 ． 2 8 No ． 6 J u n．20 07 五坐标数控机床在车模加工 中的应用 李志锋 陕西理工学院 机械学院，陕西 汉中 7 2 3 0 0 3 摘要设计 了一种单立柱式五坐标数控机床 ， 成本低 、 尺寸小， 主轴采用电主轴， 利用高速铣 削技术， 能快速加工出汽车油泥曲面模型。如果将刀具换成测量头， 还可以对汽车模型进行曲面质 量检测。这种多功能的设备提 高了加工精度和效率， 降低 了成本， 因此该设备具有很 高的应用价 值 。 关键词 汽车覆盖件模具 ；单立柱式机床 ；设计 中图分类号 T G 5 0 2 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 3 - 0 7 9 4 { 2 0 0 7 0 6 - 0 1 2 6 0 3 S t u d y f o r 5一a x i s NC M a c l l i n e 0 f M a c h i n i n g Ca r M o de l s LI Zhi - -f e n g l D e p tme n t o f M e c h a n i c a l E l e c tr i c S h a n x i U n i v e r s i t y ofT e c h n o l o g y ， H a n z h o n g 7 2 3 0 0 3 - C h i n a Ab s t r a c t D e s i g n s a 5一a x i s N C ma c h i n e t h a t a d o p t e d a s i n g l e c o l u mn a n d e l e c t r i c a l s p i n d l e a n d h i g hs p e e d mi l l i n g t e c h n i q u e ，S O i t c a n m a c h i n e c a r m o d e l s e ff e c t i v e l y ．Mo r e o v e r t h e d e t e c t i o n o f c a r mo d e l s ’s u r f a c e c a n a l s o b e p e r f o r m e d i f t h e c u t t e r i s r e p l a c e d b y m e a s u r e t o p． T h i s mu h i f u n c t i o n a l e q u i p me n t e n h a n c e s ma c h i n i n g p r e c i s i o n a n d e f fi c i e n c y a n d r e d u c e s c o s t g r e a t l y ．S O i t s v a l u e i s v e r y h i g h． Ke y wo r d s c a r c a p p i e c e mo d e l s；s i n g l e c o l u mn ma c h i n e；d e s i g n 0引言 在市场经济和科技 日益发达 的今天， 用户对汽 车外形的要求越来越呈现多样化 、 个性化。为适应 市场对汽车的新要求， 提高设计效率 ， 力争在较短的 时间内为用户开发出满意的新车型是每个汽车生产 厂家追求的目标。 车型的开发主要集中在车身上 ， 特别是外形上 不断寻求新款式来增加新车型 ， 所以车身覆盖件模 具的制作就尤为重要。车模加工主要是汽车覆盖件 如梯形图 3所示。 图 3 P L C梯形图 表面的加工 ， 由于覆盖件轮廓 曲面复杂 ， 一般的数控 机床无法加 工； 其次覆盖件表 面面积 大， 加工时问 长， 采用一般的加工参数， 难以提高加工效率； 另外 车模的加工要集中在适合于雕刻的时问内完成， 以 防止因油泥表面硬结而致使在精修时产生裂纹 。因 此必须设计多坐标 、 速度高 、 加工范 围大 、 成本相对 低 的切削机床以适应车模加工的这些要求 。 目前汽车覆盖件模具的加工都是 以钢为材料， 在数控加工中心上加工。这种方法对设备的要求 4 4 e 4， 4 4 3结语 该系统的运行情况证明 触摸屏结合 P 在矿 井提升控制系统中的应用， 简化 了现场操作 ， 使得操 作更直观， 控制更方便。而且该系统体积减小， 安装 方便 、 运行可靠 ， 维护量几乎为零 ， 从而确保 了矿 山 的安全高效生产。 参考文献 [ 1 ] 李勇， 陈新华 ， 崔建明 ， 等 ． 触摸屏 在提升机 P L C双线控 制系统 中 的应用研究 [ J ] ． 微计算机信息 ， 2 O O 3 ． 1 9 6 ． [ 2 ] 扬骏 ， 刘光汉 ， 触摸屏结合可编程序控制器的应用 [ J ] ． 机电工程 ， 1 9 9 7 4 1 7 一l 8 ． ． [ 3 ] 申红燕 ， 任 国锋 ． P L C和触摸显示 器在矿井提 升机控制 系统 中的 应用『 J ] ． 太原理工大学学报 ． 2 O O 4 ， 3 5 5 6 2 5 6 2 7 ． 作者简介申红燕 1 9 6 9一 ， 女 ， 山西长治人 ， 讲 师， 太原理工大 学电气与动力工程学院电力传动及其自动化， 现主要从事电工理论 教学与研究 ． 一 1 2 6一 收稿 日期 2 0 0 7 ． 0 1 ． 1 8 维普资讯