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淮南礦業集團顧橋礦
S7-400 PLC 在副井提升機上的應用
作者:冀翊 王文杰 錢家濤 儲建生 發布時間:2007/12/6 14:41:00
摘 要
顧橋礦副井提升機控制系統是本礦生產系統中的重要系統,它的安全性、可靠性、穩定性和先進性的好壞,對煤礦的安全生產將產生重大影響。尤其在提運人員時不允許有任何的差錯,必須做到萬無一失。
淮南顧橋礦是一座現代化礦井,目標是裝備現代化、系統自動化、管理信息化;谝陨弦,過去老的系統都是幾個子系統相互獨立,它已不能滿足我們的需要,F在本礦副井提升機控制系統通過S7-400 PLC將幾個子系統有機地融合為一體,可實現相互聯網控制和通訊。它主要有四大部分組成:S7-400 PLC主控制系統、C30傳動控制系統、信號系統、ABB液壓控制系統,其中控制系統有3個公司的產品,通訊方式有3種,為了系統之間的信啟、相互通訊和控制及信息的上傳,擔負著系統的控制和信息傳送的主控機西門子S7-400 PLC是主站,其他子系統有Panel 235從站(內裝ABB AC70 PLC與S7-400 PLC通訊變換網卡PP10/PP20)、C30從站、信號系統S7-300 PLC 3個,其中車房PLC在信號系統中是主站,井上、下口PLC是從站。下面對主控制系統S7-400 PLC各相關的部分具體闡述。
1 主控系統的主要功能
主控制系統選用S7-400 PLC。其輸入、輸出信號及通訊功能如下:
主處理器模塊414-2DP CPU執行網絡上子系統之間的數據傳輸處理和執行主控用戶程序,根據工藝要求完成控制系統的動作過程及子系統的相互通訊和數據傳送,主控系統與子系統(信號控制系統、ABB液壓控制系統)的通訊方式是PROFIBLUS。
高速計數模塊FM 450-1接收來自主軸的編碼器信號用于深度指示及速度比較等。
通訊模塊IBS S7 400 DSC/I-T主要擔負主控S7-400 PLC與傳動控制系統C30通訊,其通訊方式是INTERBUS。
數字量輸入模塊421接收系統的正常工作所需各開關及傳感器的工作位置(ON/OFF)、按鈕、井筒開關的工作狀態監測、故障狀態信號等;如高壓(10KV)電源系統的各開關的狀態信號,高壓分、合閘;變壓器的溫度報警信號;快開及風機的分、合閘;井筒開關檢測罐籠的過卷、后備過卷、停車點1、停車點2、2m/s監視、減速點(校正點);220V控制電源監視、110V控制電源監視、電樞回路整流橋交流側阻容吸收器1正常、電樞回路整流橋直流側阻容吸收器2正常;井筒開關絕緣監視、電樞對地絕緣監視、磁場對地絕緣監視、過卷復位、復位、無緊停、快上、快下、慢上、慢下、提人、提物、下長材、檢修;司機操作臺的事故停車、緊急停止、事故音響解除、燈測試、閘試驗、手動、半自動、半自動開車、允許井口開車、整流橋1半載、整流橋2半載、速度1、速度2、速度3、速度4、遠控(井口開車)、近控、允許開車;井口操作臺的自動、允許開車、手動、啟動、停止。
模擬量輸入模塊431接受現場溫度傳感器的PT100電阻信號:提升機的主軸溫度、主電機的溫度、天輪溫度等。
數字量輸出模塊422控制繼電器柜內的繼電器去分別控制相關的部件及子系統,如高壓開關柜的合、分閘,系統的運行操作及下長材、減速音響、緊停音響、自動/手動、制動、PLC緊停、整流橋1半載、整流橋2半載等運行及故障顯示等,C30系統的運行與停止,ABB液壓控制系統的工作與停止等數字量輸出信號。
通訊:主控制系統S7-400 PLC同時與C30系統通訊、ABB AC70 PLC通訊、信號系統S7-300 PLC主站通訊,通過上位機監視系統的運行情況,同時將數據通過PROFIBUS傳送到S7-300PLC通過MPI網卡5611將信息傳送到上位機通過WinCC組態,顯示系統的運行、故障報警及顯示、各種系統運行曲線的歸檔及顯示等,同時所有控制系統的信息可通過上井口的信號系統PLC機架上的CP343工業以太網卡將信息上傳到信息中心。
如果遇到緊急情況,控制系統根據具體工況調用相關的已編好的子程序工作,可實現快速、可靠動作,不會對設備和人員造成任何的傷害?蛇M行過程監控,報警,系統具有自動監測,自診斷功能。PROFIBUS通訊電纜、溫度傳感器、編碼器具有斷線診斷功能;維護方便。軟件功能豐富強大,具有控制系統硬件的監控和系統運行在線監控、參數的監測和在線程序修改。如當某一子系統或器件有問題,系統可判斷某系統或器件有問題,上位機有提示同時模塊上有紅色的LED亮。只要維修工到現場查看,按系統提示的位置去檢查,很容易找到問題所在,從而提高維修效率,減少停機時間。
2 硬件系統及通訊
系統硬件由主控制單元西門子的S7-400系列的電源PS407模塊、414-2DP CPU模塊,通訊模塊IBS S7 400 DSC/I-T、2塊模擬量輸入模塊431(PTl00)、3塊數字量輸入模塊421,1塊數字量輸出模塊422,1塊高速計數模塊450-1、1塊UR1 17槽機架等組成。
本系統主要是PROFIBUS-DP通訊是一個主站依次輪詢從站的通訊方式,該方式稱為MS(Master-Slave)模式。從站之間是基于PROFIBUS-DP協議的DX(Direct date exchange)通訊模式是在主站輪尋從站時,從站除了將數據發送主站外,同時還將數據發送給在SETP7中組態的其他從站(信號系統的井上、下口之間通訊是DX模式),同時兼有INTERBUS和MODULEBUS通訊。網絡模擬圖如圖1所示。


編程軟件選用SETP7 V5.2,組態軟件為WinCC 6.O。
3 結束語
系統集多種通訊方式為一體,將不同公司系統的信息在系統中相互暢通無阻的傳輸,具有完善的硬件和軟件保護功能,同時給我們用戶預留二次開發的設備資源,對今后提升機控制系統的更新改造升級大有好處,主控制系統與子控制系統之間實現相互冗余控制,系統運行的關鍵數據各系統之間相互比較與矯正(如罐籠的位置即深度和速度等),為系統的安全可靠地運行提供有力的保障。
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