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山西快乐十分开奖: 一種新型的基于PLC控制的傳送系統

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瀏覽 次【字號 】 發布時間:2012-6-28 打印本頁
Anovel system based on PLC control for transmission 
西安西普電力電子有限公司 王 棟 周建彬 王衛鋒 
Wang Dong Zhou Jianbin Wang Weifeng 

摘 要:本文介紹了一種新型的礦山膠帶傳送系統。該系統應用在遠距離膠帶傳送中,有效地減小了對電網的沖擊和機械沖擊。系統采用PLC控制,提高了運行自動化程度,減少了系統維護時間,文章中討論了該系統的起動特性及系統構建,最后給出了PLC程序框圖。 
關鍵詞:PLC 軟起動 張力波 物料流 
Abstract:A novel transmission system for mine tape is described in this paper.
The system apply in extradistance tape transmission,.It is offective reduce
 the shock of transmissionline system of electric power and the shock of 
mechanical This system adopt PLC 
to control and to improve the level of running 
automatization and to reduce the time of system maintain The start characteristic 
and framework of this system are discussed in 
this paper,PLC programme chart is given also. 
Keywords:imtelligent motor controller strain wowe materiat feow 
[中圖分類號]TP29 [文獻標識碼]B [文章編號]1606-5123(2002)03-0017-04 
1 引 言 
  礦山行業,采礦區往往距離礦石加工或堆放地很遠,通常利用膠帶傳輸機將礦石從采礦區送往加工或堆放地。老式的膠帶傳輸方式,采用繼電控制,人工操作,操作人員勞動強度大,運行效率低,且易引起操作失誤,造成設備損壞,甚至人員傷亡。另外,遠距離傳輸機膠帶負荷較大,傳輸機使用的電動機功率也因此較大,特別是重載情況下起動過程對電網沖擊很大,電壓跌落嚴重,對機械設備和膠帶的壽命也有很大損害。同時,由于膠帶為彈性體,起停過程張力的變化將使膠帶沿著縱向產生伸縮變化,并且沿著膠帶傳播,造成系統工作不穩定。 
本文介紹的這種新型礦山膠帶傳送系統使用PLC控制器集中監控膠帶各種工作狀態,提高了系統運行效率,避免了操作失誤引起的故障。由于系統采用了一種新型的起動裝置—軟起動控制器,有效地解決了起動沖擊問題。 
2 運行工況 
  完整的傳輸系統由8條傳送膠帶組成,設計傳輸能力為每小時1000t,其中,1#、8#膠帶為平膠帶,長度在100m以內,負載較輕;2#和3#膠帶長達1km以上,負載極重,2#膠帶略有下放勢能,3#膠帶有大的下傾角度(30°),因此有較大的下放勢能;4#和6#膠帶略有下坡,5#、7#膠帶為平膠帶,長度在100~600m之間。根據各膠帶運行工況,配備一臺285kW電機拖動2#膠帶,兩臺185kW電機拖動3#膠帶,其余各膠帶均由90kW電機拖動。 
3 系統結構 
  根據系統運行工況,系統構成框圖如圖1所示。 
  物料流向如圖中箭頭所示,開車時應按照物料流向的反方向順序起動各條膠帶,停車應按照物料流向順序停止各條膠帶。按照錯誤的順序操作,將造成壓倉等嚴重事故,必須設置聯鎖:膠帶運行過程中,有時會發生跑偏,縱撕,打滑等情況,必須予以?;?,這些工作都由PLC來完成。另外,3#膠帶較長,相應載料量也較大,而且有大的下傾角度,因此,必須有可靠的剎車裝置,系統為此配備了一套KJZ型動力制動裝置和一套電磁抱闡裝置?;褂?,為保證在故障或停電情況下可靠停車,避免“飛車”等嚴重事故,系統配備了后備電池,提供后備制動電流,PLC控制電路配備了UPS作為后備控制電源。 
4 各部分主要功能 
  如圖1所示,整個系統中,3#膠帶機和2#膠帶機工況最為惡劣,控制部分也最為復雜,其余各膠帶機控制部分與之相似,工況相對要好,因此,下面以3#膠帶機控制部分為例詳述系統各部分控制功能。4.1 起動控制部分 
  因膠帶機為柔性系統,具有明顯的動力學特征和動態響應過程,起動及停車過程將產生膠帶張力的變化,并沿著膠帶傳播,形成張力波,且3#膠帶長度較大,負載較重,總體呈大慣性負載,因此,不可控的起動和停車過程,將產生很大的加速度及沖擊,直至造成機械設備損壞和膠帶機壽命降低。而本系統使用的軟起動裝置可提供可控的起動加速過程。此裝置使用單片機作為控制內核,程序中預置“S”型起動曲線,通過光編碼器測速,電流互感器測電流,送入單片機,通過PID調節程序進行調節,實現電流、速度雙閉環控制??刂平捍湊鍘癝”型曲線起動。如圖2所示,膠帶機起動過程實際上是一變加速過程,在膠帶機起動時刻和起動完成時刻,膠帶機的加速度都為0,而中間段,膠帶機以預先設置的加速度不斷加速,加速度可控制在0.08m/s2以下,因此,可有效地抑制張力波及其有害傳遞。 
4.2 動力制動部分 
  于3#膠帶負載極重,而且有大的下傾角,為保證系統可靠停車和滿足停車曲線,系統不僅配備一套慢動機械抱闡裝置,還配備一套動力制動裝置。該裝置應用可控整流原理,向電機施加可控的直流電流來提供可控的制動力矩。由程序控制使膠帶以反“S”曲線停止,從而消除膠帶機的張力波影響。 
4.3 故障制動部分 
  系統發生故障時,觸發可控硅全導通,提供最大制動電流。 
  為了停電時保證系統可靠停車,另外備有后備電池,當系統發生突然停電時,皮帶必須立即停車,此時直流制動電流由后備電池提供。蓄電池屏的主要參數為電壓等級及安時數。由于能耗制動的直流電源電壓采用48V直流電源,故蓄電池屏的電壓也采用48V,容量選用100Ah,考慮故障制動時間為10~20s,放電電流控制在300A,則蓄電池的放電時間可持續:100Ah=300A×t,t=1/3h=20min。蓄電池的放電能力能夠充分保證。 
故障制動部分由蓄電池組及充電控制等部分組成,內含有鎘鎳蓄電池組、充電裝置、浮充電裝置、控制開關、轉換開關、切換開關等元器件??悸塹較低徹ぷ韉目煽啃?,兩臺電機配備一套故障制動裝置。蓄電池配備直流浮充電裝置,浮充電裝置包含有充電及浮充電兩種充電方式。在蓄電池發生一次停電制動后,應首先將蓄電池組充電至額定電壓等級,此時方可使系統重新運行。正常情況下,裝置處于浮充電狀態,制動電流僅由動力制動裝置提供。 
4.4 PLC控制部分 
4.4.1 PLC配置 
  系統選用OMPON公司生產的C200H系列PLC,其點數密度高,結構緊湊,具有SYSMAC NET和    YSMAC LINK功能,構建網絡方便。 
  鑒于系統采樣點數和輸出點數眾多,約有38個輸入點和33個輸出點,PLC配置一個CPU機架,一個電源???,5個輸入???,3個輸出???,如圖3所示。4.4.2 PLC軟件設計 PLC控制系統是3#站的控制核心,OMRON PLC使用運行于DOS環境下的梯形圖編程軟件SSS,完成梯形圖編程和調試,并且可在現場方便的“在線”調試和修改。 
1) 根據系統運行工況和相應系統結構,設計PLC程序完成以下功能。 
  正??低3擔合低撤⒊隹敵藕攀?,逆料流方向順序起動各條皮帶,這樣可保證不發生壓 倉情況。停車時,則順料流方向逐步卸完每條皮帶上的物料后停車,這樣可保證在正常工作狀態下,皮帶不帶料起動。皮帶起動時,首先釋放電磁抱闡機構,起動過程中,軟起動器按設定的起動方式平滑起動,當電機進入亞同步范圍內時,立即投入旁路接觸器,此時由于皮帶的下放運行,電機速度逐漸增加并超過同步轉速,進入超同步發電狀態,此時,電機產生回饋制動轉矩,當回饋制動轉矩與皮帶下放勢能轉矩平衡后,系統進入平穩運行狀態,交流電機向電網回饋能量。當系統收到停車命令后,根據膠帶長度及速度,系統作適當延時,當皮帶上的物料全部卸完后,系統進入電動運行狀態,軟起動器按停車曲線平緩停車。故障停車:當系統發生故障,如主機過流、過載、缺相故障或膠帶機發生距偏、縱撕、打滑、超速、拉繩等緊急停車時,軟起動器立即從系統中切除,同時在交流電磁過程結束后,投入能耗制動停車,當控制系統檢測到電機速度小于30%的額定速度時,電磁抱闡制動投入,膠帶停止運行。 
運行方式:系統可以選擇“本機”/“集控”/“現場”等各種控制方式。 
起動/制動裝置的投切,后備電池的管理都由PLC完成。 
2) 依據應完成功能,設計的PLC程序包括以下各程序段。 
● 現場采樣段:該段程序采樣現場各狀態量,包括急停,電源上電,拉繩開關,超速接點,打滑接點,縱撕接點,閘機過載開關,控制方式,上下級膠帶連鎖等信號,并且使相應的狀態位置位,驅動相應燈光指示。 
● 控制命令采樣段:系統具有3種控制方式,集控/柜控/現場。柜控方式下,采樣控制柜上按鈕命令。現場控制方式下,采樣現場操作箱按鈕命令。在集控方式下,采用上位計算機命 

令,該命令可以是接點形式,也可以通過串行通信接受上位計算機命令。 
●命令執行段:檢查各狀態位,如故障狀態置位,則禁止起動,轉入故障處理程序。接到起動信號后,如果連鎖信號位未置位,則為錯誤的起動操作,也視為故障,轉入故障處理程序。如果故障,PLC輸出驅動閘電機松闡,同時,驅動電鈴10s警示,等待松到位后,燈光指示,并驅動軟起動器起動,起動結束,運行燈指示,給下級膠帶發出連鎖信號,同時,再響鈴10s。正常停車時,收到停車信號時后,程序延時一段時間,當膠帶上的物料卸完后,驅動軟起動器停止,并投入軟制動器(3#膠帶),當速度降到30%的額定轉速時,驅動闡機抱闡。 
● 故障處理段:當故障狀態位置位時,PLC驅動相應的狀態指示燈,并立即給軟起動器發出停車指令,同時,驅動闡電機抱闡,軟制動器(3#膠帶)施加最大制動電流,并聲光報警。程序設有故障存儲區,可保存最近10次故障狀態,可供維修人員方便的檢查和排除故障。當故障發生時,故障狀態以堆棧操作的方式壓入故障存儲區,同時,刪去最早一次故障狀態。故障產生后,程序予以保持,此時,各項操作均失效,必須復位后,方可另行操作。 
● 除了外部故障以外,程序還設置了內部故障?;?,如正常運行期間,下級膠帶突然停止,也視為故障,執行故障處理程序。程序預先設定起動時間,實際起動時間超過設定值,也視為故障,執行故障處理程序。如電源突然中斷,也視為故障,執行故障處理程序,并且投入后備電池制動。PLC程序流程圖如圖4所示。 
5 應用效果 
  本系統應用在國家重點水泥骨干企業—耀縣水泥廠皮帶廊改造項目中,該條傳送線長達4km以上,負責全廠用料從礦山到聯合儲庫的輸送任務。 
本系統應用以來,實踐證明,效果理想,起動時壓降由原先的130V減少到30V,極大的減輕了操作人員的勞動強度,避免了操作失誤引起的故障,可靠性明顯提高,運行效率明顯提高,運行成本明顯下降。 
參考文獻 
[1] OMRON C200H編程手冊.1997.1 
[2] OMRON C200H操作手冊.1997.1 
[3] OMRON SYSMAC操作手冊.1996.11 
[4] ALLEN-BRADLEY BULLETIN 150 USER MANUAL.1996 
[5] KJQ/KJZ軟起動/軟起動/軟制動設備使用說明書.煤科院上海分院.1999 
本文網址://www.cxclik.com.cn/News/ZiXunView-15.html
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