基于PLC的掘进机电控系统设计-张宏强.docx

第11期工矿自动化No.112009年11月IndustryandMineAutomationNov.2009文章编号:1671-251X(2009)11-0106-03基于PLC的掘进机电控系统设计张宏强贾存良薛婷(中国矿业大学信电学院江苏徐州221008)摘要:针对传统的掘进机继电器-接触器控制系统存在可靠性差、故障率高、维护困难、维护费用高的问题提出了一种基于PLC的掘进机电控系统的设计方案详细介绍了电控系统的组成、工作原理、系统硬件和软件的设计。关键词:掘进机;电控系统;PLC控制;故障指示中图分类号:TD631文献标识码:B0引言掘进机工作环境复杂、恶劣控制任务繁琐、要求严格。当前仍有不少掘进机控制系统采用传统的继电器-接触器控制存在可靠性差、故障率高、维护困难、维护费用高、维护工作繁重等问题。针对继电器-接触器控制系统的缺点笔者提出了一种基于PLC的掘进机电控系统的设计方案以某公司的掘进机系统为例介绍了西门子S7-300PLC在掘进机电控系统中的应用。基于PLC的掘进机控制系统具有可靠性高、故障率低、维护简单、检修费用低等优点大大提高了煤矿企业的生产效率和经济效益。1基于PLC的掘进机电控系统机由1台电机驱动。整个系统共有5台电机。电控系统采用1台PLC控制如图1所示。图1基于PLC的掘进机电控系统组成结构图1.2工作原理基于PLC的掘进机电控系统工作原理如图2所示。PLC上电运行后接收各故障输入点给出的信号信号电平为+24V如果无故障则闭合主回路同时检测各输入点状态即接收各个控制信号。1.1系统组成基于PLC的掘进机电控系统由升降油缸、回转油缸、切割头伸缩、上下、左右回旋、洒水、右支撑等12个电磁阀组成电磁阀的油泵由1台电机驱动切割头高低速运行分别由2台电机驱动第二输送收稿日期:2009-06-23作者简介:张宏强(1984-)男中国矿业大学信电学院2007级硕士研究生主要研究方向为控制理论与控制工程现主要从事PLC和嵌入式系统的设计研究工作。E-mail:[e-mail]PLC程序对各个输入信号进行分析处理并按照系统控制方案输出控制信号以达到控制电机启停、故障诊断与保护以及状态指示的目的。同时HMI(人机界面装置)通过读取PLC中的相关标志位实时地对系统运行状态进行监控指示。2系统硬件设计该系统硬件由输入、输出电路、PLC以及人机界面组成如图3所示。[2]张宁.MC68LK332单片机结构与应用[M].北京:[J].机械与电子2008(1):17-1854.北京航空航天大学出版社2003.[6]陈鹏张爱民李杰.基于以太网控制器CS8900A[3]赵宝健.远程机电控制Internet接口单元的研究与同嵌入式系统的网络互连[J].电子工程师2002(12).设计[D].兰州:西北工业大学2005.[7]刘书明罗军辉.双口RAM在DSP处理系统中的应用[4]梁瑾.基于以太网的网络控制系统的研究[D].[J].国外电子元器件2002(11):64-66.天津:天津大学2004.[8]张凤均.LabWindows/CVI开发入门和进阶[M].[5]杜新虎韩芝侠.嵌入式远程网络化电机控制系统设计北京:北京航空航天大学出版社2001.2009年第11期张宏强等:基于PLC的掘进机电控系统设计·107·模拟量输入电路这4路模拟量由变送装置转换为标准信号输入到PLC。PLC主要是对输入信号进行处理并输出控制信号达到控制系统的目的。输出电路中KA1、KA2、KA3、KA4分别为控制油泵电机、切割低速电机、切割高速电机、第二输送机电机的接触器线圈。PLC通过I/O点的输出对这些接触器进行控制从而达到控制各个电机的目的。此外输出电路还包括电机运行指示灯和各种故障状图2基于PLC的掘进机电控系统工作原理图态指示灯。PLC通过这些指示灯指示电机的运行状态和各种故障状态。同时输出电路还包括HMI人机界面。HMI人机界面主要是对系统的各个状态和输入输出信号以及故障状态、故障记录进行现场监控。3系统软件设计由于PLC采用的是西门子公司的S7-300PLC因