摘 要：本文重點(diǎn)針對機(jī)床控制電氣設(shè)備的改進(jìn)，以國際先進(jìn)的安全標(biāo)準(zhǔn)的基本原理和技術(shù)為基礎(chǔ)，制定符合我國機(jī)床控制電氣設(shè)備領(lǐng)域?qū)嶋H發(fā)展?fàn)顩r的標(biāo)準(zhǔn)；在研究電氣安全技術(shù)和制定相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，開展了機(jī)床電氣控制的改進(jìn)，優(yōu)化了電氣安全測試平臺(tái)。

關(guān)鍵詞： 遠(yuǎn)距離控制 變頻器 控制器

筆者在工作實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，用PLC改造傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)是很好的方法。它可以充分發(fā)揮PLC高可靠性、高抗干擾的托 ，壽命長、維修量少、查找外部線路簡單。同時(shí)采用變頻器改善了原系統(tǒng)工作臺(tái)啟動(dòng)凋速性能，有利于節(jié)能，提高了效率，為企業(yè)創(chuàng)造較好的經(jīng)濟(jì)效益。

1 組合機(jī)床構(gòu)成

針對一些特定工件的組合機(jī)，這兩年進(jìn)行了相應(yīng)的加工與設(shè)計(jì)，已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)了高效率的具有自動(dòng)化專用功能的加工設(shè)備。組合機(jī)這類設(shè)備很多都是具有多刀、多機(jī)同步進(jìn)行工作的，同時(shí)還具有一定自動(dòng)循環(huán)工作的功能。通常情況下組合機(jī)床都是由加工專用部件和標(biāo)準(zhǔn)通用部件相互組合而成，動(dòng)力部件通常都是采用液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)或電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過電氣系統(tǒng)自動(dòng)循環(huán)工作的控制，屬于典型的機(jī)電液一體化或機(jī)電的自動(dòng)化控制加工設(shè)備。動(dòng)力滑臺(tái)屬于最為常見的組合機(jī)床的通用部件，一般情況下都是用電動(dòng)機(jī)來充當(dāng)驅(qū)動(dòng)的，不過也有的地方時(shí)采用液壓作為驅(qū)動(dòng)的。所有的標(biāo)準(zhǔn)都是經(jīng)過動(dòng)力部件的控制電路而形成的，當(dāng)不同的動(dòng)力部件進(jìn)行組合，就會(huì)構(gòu)成一臺(tái)相對比較完整的組合機(jī)床。

2系統(tǒng)功能需求分析

主扇風(fēng)機(jī)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的安全可靠在煤礦安全生產(chǎn)中起著非常重要的作用。該自動(dòng)控制系統(tǒng)分為兩個(gè)部分，一部分是風(fēng)機(jī)變電站的監(jiān)控;另一部分是風(fēng)機(jī)各種參數(shù)的測量?；赑LC實(shí)現(xiàn)的風(fēng)機(jī)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)需實(shí)現(xiàn)的主要功能如下。實(shí)時(shí)檢測通風(fēng)系統(tǒng)礦井風(fēng)量、風(fēng)速、靜壓、全壓、動(dòng)壓、甲烷濃度等參數(shù)；實(shí)時(shí)檢測每臺(tái)風(fēng)機(jī)的電量參數(shù):電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)；測風(fēng)機(jī)前后軸溫、振動(dòng)情況，當(dāng)震動(dòng)超出正常值時(shí)，自動(dòng)報(bào)警；實(shí)時(shí)模擬顯示風(fēng)機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)圖；實(shí)時(shí)在線設(shè)定溫度報(bào)警限值、震動(dòng)允許的幅值；實(shí)時(shí)檢測電機(jī)定子的溫度；扇風(fēng)機(jī)檢測數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表、歷史數(shù)據(jù)報(bào)表查詢和打印功能；主要參數(shù)的歷史趨勢曲線、實(shí)時(shí)運(yùn)行曲線；具有值班操作人員密碼管理功能及操作監(jiān)控監(jiān)督功能，有效避免誤操作、亂操作；具有遠(yuǎn)控、手動(dòng)控制風(fēng)門啟動(dòng)功能:遠(yuǎn)控:通過上位計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)控制風(fēng)門啟停。

本文汲取現(xiàn)有礦井通風(fēng)機(jī)系統(tǒng)中存在的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了能夠?qū)崿F(xiàn)通風(fēng)機(jī)系統(tǒng)智能化監(jiān)測和調(diào)節(jié)的一種方法，把高可靠性的工控PLC應(yīng)用到風(fēng)機(jī)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中來，輔助以高性能傳感器，監(jiān)控通風(fēng)機(jī)的各種狀態(tài)，并在中央控制室實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，從而達(dá)到無人值守的目的和生產(chǎn)要求。

3控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 PLC的硬件控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

可編程控制器(PLC)結(jié)合變頻技術(shù)對主扇風(fēng)機(jī)的基本控制策略是:采用變頻調(diào)速的主扇風(fēng)機(jī)與PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，根據(jù)主扇風(fēng)機(jī)的速度高低自動(dòng)調(diào)整電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，完成主扇風(fēng)機(jī)的閉環(huán)控制，并通過在主扇風(fēng)機(jī)周圍布置的傳感器的監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)對主扇風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測，將監(jiān)測參數(shù)傳送給PLC，由PLC實(shí)現(xiàn)對相關(guān)數(shù)據(jù)的自動(dòng)計(jì)算和分析，并給出相應(yīng)的控制策略。由PLC控制的主扇風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，主要由PLC、變頻器、速度傳感器、動(dòng)力控制線路以及電動(dòng)機(jī)等組成。一般來說，系統(tǒng)采用一臺(tái)變頻器控制多臺(tái)主扇風(fēng)機(jī)以循環(huán)工作的方式。中心控制器為PLC可編程控制器，以設(shè)定主扇風(fēng)機(jī)的工作速度和反饋速度為控制目標(biāo)，以PID為控制算法組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。當(dāng)PLC控制變頻器啟動(dòng)后速度傳感器檢測出當(dāng)前主扇風(fēng)機(jī)的工作速度，并將信號轉(zhuǎn)換為4mA～20mA模擬電流信號，送入PLC的模擬量擴(kuò)展模塊作為實(shí)際速度值;PLC接收到速度信號之后與給定的速度值進(jìn)行比較，同時(shí)和底層傳感器監(jiān)測到的其他參數(shù)進(jìn)行比較，進(jìn)而計(jì)算出控制量由模擬量擴(kuò)展模塊輸出幅值為0～5V的電壓信號給變頻器，變頻器依據(jù)輸入電壓信號的大小，控制電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速運(yùn)行，從而控制處于工作狀態(tài)的主扇風(fēng)機(jī)的數(shù)量，以及主扇風(fēng)機(jī)的工作參數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化電氣控制。

3.2 PLC程序的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

PLC軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)程序和用戶程序兩部分組成。系統(tǒng)程序主要用于將程序語言翻譯成機(jī)器語言、管理全機(jī)、診斷機(jī)器故障，有編譯程序、監(jiān)控程序等，系統(tǒng)程序由PLC廠家提供并存在EPROM中，不能直接存取和干預(yù)。用戶程序是用戶通過PLC的程序語言編制的應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場的各種控制。PLC的輸入量在監(jiān)控系統(tǒng)中只識別數(shù)字量，而由傳感器檢測到的是4mA～20mA的電流模擬量的溫度與壓力值。通過使用STEP7的標(biāo)準(zhǔn)功能模塊FC105(SCALE)可以把這種的模擬量轉(zhuǎn)換成一一對應(yīng)的數(shù)字量。由于電動(dòng)機(jī)和通風(fēng)機(jī)需要有定期的保養(yǎng)和預(yù)防性檢查，所以故障診斷是監(jiān)控程序顯得尤為重要。該系統(tǒng)的故障主要是診斷檢測傳感器故障。一旦檢測值超過預(yù)先設(shè)定的報(bào)警值時(shí)，PLC就啟動(dòng)報(bào)警程序報(bào)警，然后啟動(dòng)故障診斷子程序，判斷傳感器是否壞。故障診斷的過程實(shí)際就是將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量信號與系統(tǒng)允許的極限值做比較，如果接近或超過極限值則說明傳感器出現(xiàn)故障。舉個(gè)例子:5mA～25mA的模擬輸入量允許的數(shù)字量為0～24678，如果超出這個(gè)范圍，說明傳感器或是傳感器與PLC的連接可能出現(xiàn)故障;如果數(shù)字量為32777則說明傳感器與PLC的連接不上。

4 結(jié)語

基于PLC自動(dòng)控制的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，有利于實(shí)現(xiàn)無人值守，調(diào)速控制效果良好。這種集變頻啟動(dòng)、PLC、現(xiàn)代控制理論于一體的新型自動(dòng)電氣控制系統(tǒng)，通過程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)智能控制，有助于為實(shí)現(xiàn)全廠自動(dòng)化創(chuàng)造有利條件，因而適合在全國范圍內(nèi)大力推廣。本論文結(jié)合煤礦主扇風(fēng)機(jī)的控制需求，對基于PLC實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)化電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，只是對自動(dòng)化電氣控制的一次簡單探討，也是一次有益的探討與嘗試，要真正實(shí)現(xiàn)基于PLC的自動(dòng)化電氣控制程度的提高，還有賴于我們廣大電氣自動(dòng)化控制技術(shù)人員的共同努力。

參考文獻(xiàn)：

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