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一、概述

矿井tisheng机承担矿物的tisheng、人员的上下、材料的运送等任务，是矿山大型关键设备，而其电控系统更是关键中的关键，它的技术性能和可靠性直接影响煤矿的安全生产和经济效益。目前我国矿井所用交流tisheng机大多数采用传统的TKD电气控制线路。这种控制方式采用了大量的继电器和接触器，维修量特别大，并且噪音也很大，给维护人员的身心健康造成了很大的伤害。为此我们依据tisheng机的TKD原理，采用一种新的控制模式，即：多PLC冗余控制+无触点加速柜（采用可控硅）+低频电源+上位机监控，并且在流通筒和导向轮上配置轴编码器，实现数字式闭环，解决了以上问题。

二、PLC控制系统构成

矿井tisheng机是整个矿井的枢纽，它应能按照预定的力图和速度图，在四象限实现平稳启动、等速运行、减速运行、爬行和停车，而且在运行过程中要有极高的可靠性和安全性。根据tisheng机上述工况要求，采用PLC控制系统构造的交流tisheng机拖动系统如图1所示。图1中，PLC控制系统主要由多PLC冗余控制柜、可控硅加速柜、低频电源柜和上位机监控等4部分构成。

1、PlC冗余控制系统

以网络形式为连接纽带的PLC冗余控制系统，用于完成tisheng机行程控制、逻辑操作、故障保护及液压制动控制等。

（1）1#PLC与安装在tisheng机上的轴编码器配合，完成tisheng行程和tisheng速度的控制功能；操作PLC将外部信号（操作台面板上的选择开关信号，按钮信号，由保护PLC传来的信号及由上位机传来的信号）接收过来，按照预定的逻辑控制进行处理，并发出开车所需要的各种信号，使绞车按照预定的力图和速度图安全运行。PLC还对轴编码器发出的脉冲进行记数，并进行脉冲量化处理，间接检测计算出tisheng容器的行程S和速度Vf，并根据计算出的S、Vf和Vg对tisheng机进行监视保护。

（2）2#PLC与继电器构成双线制tisheng机安全保护回路，如图2所示。

来自tisheng机各部分的保护信号分为立即拖闸、井口施闸、电气制动和报警4类。其中井口施闸、电气制动和报警类事故信号直接引入到PLC中，PLC将其处理后送监视器显示故障类型并控制声光报警系统报警并拖闸，而立即拖闸类事故信号除引入到PLC中处理、显示、报警外，还直接引入到安全直动回路，动作施闸系统施闸。系统的安全回路有两套，一套由PLC构成，另一套为继电器直动回路。

2、可控硅加速柜

可控硅加速柜和以前的转子接触器在布线结构上一样，承担加速时的电阻切换，主要由晶闸管及其触发回路构成。与原有的基础器相比较，它具有无触点、功耗小、维修量小等优点，因而具有广阔的应用前景。

3、交-交变频电源柜

低频电源采用全数字交-交变频器和现代控制技术,解决了矿井交流tisheng系统在减速段的调速与爬行问题.减速阶段在各种负载条件下均可严格按照给定的速度图运行,使交流拖动系统在负力减速方式下达到直流拖动系统的调速性能、tigao了了tisheng效率，而且节能效果十分显著。

（1）装置采用全数字交-交变频器和逻辑无环流控制技术，省去有环流系统的3个换流电抗器，具有体积小、噪音低、空载损耗小等特点；

（2）减速段速度调节采用低频发电制动方式，将系统的动能反馈给电网。与动力制动减速相比，不仅调速性能好、减速与爬行自然过渡，而且节能效果显著；

（3）采用现代智能控制技术实现速度闭环调节，负力减速阶段在各种负载条件下均可严格按照给定的速度图运行，使交流拖动系统在减速段已达到直流拖动系统的调速性能；

（4）由于装置优良的调节性能和发电制动与电动状态的自然过渡，不需要进行任何主线路的转换。可实现正力减速与爬行、负力减速与爬行及验强等多种工作方式，在tisheng系统的大静张力差允许范围内均能实现负力减速。能满足主、副井tisheng的所有控制要求；

（5）装置采用多CPU计算机控制系统，在I/O接口、功能单元、信息存储和系统总线等多方面采用了容错设计；系统具有完善的自诊断功能，通过彩色液晶显示器可以显示各种故障信息（70余种）、速度图和系统运行参数等，tigao了系统的可靠性和可维护性。

4、上位机监控部分

基于bbbbbbs操作系统，利用VB语言，自行开发了tisheng监控软件，一方面能使计算机在屏幕上实时动态反映tisheng机系统的所有运行参数和运行状态，如显示主回路、低压配电回路、tisheng系统、速度图、液压制动系统、装卸载系统和故障信息等画面，能使司机对tisheng机的运行状况一目了然，若发生故障，司机能及时从监视器上了解到故障类型及位置，及时通知维修人员排除故障；另一方面能使计算机自动判断出故障类型。计算机对tisheng机进行故障诊断时，对系统输入的所有信号用专家知识进行分析、推理，后做出正确决策。整个故障诊断逻辑包括推理机构和知识数据库两大部分。为保证故障诊断结果的合理与正确，在决策的快速性和抗干扰能力方面作了重点考虑。

三、结束语

本电控系统除了具有《煤矿安全规程》要求的保护和闭锁功能外，还增加了软件的保护功能，tigao了tisheng系统的安全性。由于运行故障率低，大大增加了有效tisheng时间，tigao了矿井的tisheng能力。

　前言：可编程控制器简称PLC，是一种以微处理器为基础的新一代通用型工业控制器。由于其具有灵活的控制性能，简单方便的使用性能，可以适应各种工业环境的可靠性，因此在工业自动化领域中取的了广泛的应用。
在大型自动化生产线中常用到PLC来控制动作，当需要每个继电器只执行一个特定动作时，采用传统输出控制方式就需要多个PLC输出点来控制。这就占用了大量的PLC输出端，使的输出控制线路变的复杂，在故障检修方面耗费了大量时间也增加了设备的成本。
本文着重介绍PLC输出矩阵控制的原理，并阐述其在自动化控制中的应用。
论文内容：
一、 PLC矩阵输出应用：
我公司是一家从事服装染整机械研究生产的公司。在实际生产中由于考虑到设备的自动控制要求，经常要用到PLC对设备进行控制。在使用PLC的过程中，例如：在电子配方称量滴料机中要用到PLC对120多个电磁阀进行控制，如果采用传统控制方式进行控制的话就回占用很多个PLC输出点。这样就增加了设备的成本。而PLC输出的矩阵控制可以很好的解决这个问题。
二、 PLC输出矩阵控制的原理：
PLC输出矩阵控制是一种对PLC输出端采用控制负载公共端的接线方式，下面用三菱FX系列为例，其原理图如下：

1、工作原理：
下面本章将采用八点输出PLC做为解释，PLC输出端用Y0~Y3作为输出控制电磁阀DT1~DT16，Y4~Y7输出控制中间继电器KA1～KA4，通过KA1到KA4的常开触点输出矩阵控制信号与Y0～Y3结合控制电磁阀的动作。按钮SB1～SB7为信号输入按钮。
当需要电磁阀DT1动作时按下按钮SB1PLCY0端输出一个信号使电磁阀处于准备状态。同时按下按钮SB2则Y4有输出，中间继电器KA1动作，直流电源模块24V电经过KA1常开触点与DT1正端接通DT1动作。同样，当需要电磁阀DT2动作时只需断开Y4输出接通Y5输出即可。
　　　　PLC输出端Y0～Y3可以采用四孔排线将它并联到电磁阀DT1～DT4，DT5～DT8，DT9～DT12，DT13～DT16的负端其连接方式如下：

如图可知，电路是依靠两个点的通断来达到控制的目的，这就如矩阵一样采用4X4就可以控制16个元件，如果采用8X8就可以控制64个元件。这样输出的控制元件就会成倍的被扩展。
本人公司使用三菱FX系列PLC做为设备生产的控制，PLC的点数越多价格就越贵，采用PLC输出的矩阵输出后就可以有效减轻了设备的成本，同时使的设备的布线、维修等方面可以更加美观和方便。
三、 总结：
通过实验可以知道，PLC输出采用矩阵控制可以很好的节省
PLC输出点，使的设备的生产成本和维护成本的到很好的控制。

PC控制系统设计的要点 LIPO 新兴重机工业有限公司 ,控制系统

　 　　PLC控制系统设计，硬件要确定PLC单机还是PLC网络，80点以内的系统选用不须扩展模块的PLC单机，PLC输入输出点数要留有10％余量，存储容量和指令执行速度是重要指标，手持编程器易于现场调试，选用大公司的 PLC产品；输入回路中电源为 AC85—240V、DC24V时，应加装电源净化元件，PLC内、外接DC24V“一”端和“COM”端不共接；输出回路中输出方式：继电器输出适用于不同公共点间带不同交、直流负载，电流达2A／点；晶体管输出适宜高频动作，响应时间 O．2ms。每个“COM”点加一熔丝。用手持编程器编程先画梯形图再编程。

自动控制可编程序控制器系统设计、应用
　　在现代化的工业生产设备中，有大量的数字量及模拟量的控制装置，例如电机的起停，电磁阀的开闭，产品的计数，温度、压力、liuliang的设定与控制等，工业现场中的这些自动控制问题，若采用可编程序控制器(PLC)来解决自动控制问题已成为有效的工具之一， PLC控制系统设计时应该注意的问题。
　　硬件选购目前市场上的PLC产品众多，除国产品牌外，国外有：日本的 OMRON、MITSUBISHI、FUJI、松下,德国的西门子，韩国的LG等。如何选购PLC产品呢?
1．系统规模首先应确定系统用 PLC单机控制，还是用PLC形成网络，由此计算PLC输入、输出点数，并且在选购PLC时要在实际需要点数的基础上留有一定余量(10%)。
2．确定负载类型根据PLC输出端所带的负载是直流型还是交流型，是大电流还是小电流，以及PLC输出点动作的频率等，从而确定输出端采用继电器输出，还是晶体管输出，或晶闸管输出。不同的负载选用不同的输出方式，对系统的稳定运行是很重要的。
3．存储容量与速度尽管国外各厂家的PLC产品大体相同，但也有一定的区别。目前还未发现各公司之间完全兼容的产品。各个公司的开发软件都不相同，而用户程序的存储容量和指令的执行速度是两个重要指标。一般存储容量越大、速度越快的PLC价格就越高，但应该根据系统的大小合理选用PLC产品。
4．编程器的选购
　　PLC编程可采用三种方式： 一是用一般的手持编程器编程，它只能用商家规定语句表中的语句编程。这种方式效率低，但对于系统容量小，用量小的产品比较适宜，并且体积小，易于现场调试，造价也较低。
二是用图形编程器编程，该编程器采用梯形图编程，方便直观，一般的电气人员短期内就可应用自如，但该编程器价格较高。
三是用 IBM个人计算机加PLC软件包编程，这种方式是效率高的一种方式，但大部分公司的PLC开发软件包价格昂贵，并且该方式不易于现场调试。
　　因此，应根据系统的大小与难易，开发周期的长短以及资金的情况合理选购PLC产品。
5．尽量选用大公司的产品其质量有保障，且技术支持好，一般售后服务也较好，还有利于你的产品扩展与软件升级。

输入回路的设计
1．电源回路 PLC供电电源一般为 AC85—240V(也有DC24V)，适应电源范围较宽，但为了抗干扰，应加装电源净化元件(如电源滤波器、1：1隔离变压器等)。
2．PLC上DC24V电源的使用各公司 PLC产品上一般都有DC24V电源，但该电源容量小，为几十毫安至几百毫安，用其带负载时要注意容量，同时作好防短路措施(因为该电源的过载或短路都将影响PLC的运行)。
3. 外部DC24V电源 若输入回路有 DC24V供电的接近开关、光电开关等，而PLC上DC24V电源容量不够时，要从外部提供DC24V电源；但该电源的“—”端不要与 PLC的 DC24V的“—”端以及“COM”端相连，否则会影响PLC的运行。
4．输入的灵敏度各厂家对PLC的输人端电压和电流都有规定，如日本三菱公司F7n系列PLC的输入值为：DC24V、7mA，启动电流为4.5mA，关断电流小于1.5mA，因此，当输入回路串有二极管或电阻(不能完全启动)，或者有并联电阻或有漏电流时(不能完全切断)，就会有误动作，灵敏度下降，对此应采取措施。另一方面，当输入器件的输入电流大于PLC的大输入电流时，也会引起误动作，应采用弱电流的输入器件，并且选用输入为共漏型输入的 PLC。

输入信号的漏电流：
　　当一个两线式传感器，例如，光电开关，接近开关，限位开关等作为输入信号装置被接到PLC时，漏电流可能会导致输入信号ON。为了防止这种情况发生，请按下图接一个并联电阻。

输出回路的设计
1．各种输出方式之间的比较
(1)继电器输出：优点是不同公共点之间可带不同的交、直流负载，且电压也可不同，带负载电流可达2A／点；但继电器输出方式不适用于高频动作的负载，这是由继电器的寿命决定的。其寿命随带负载电流的增加而减少，一般在几十万次至l百万次之间，有的公司产品可达1000万次以上，响应时间为10ms
(2)晶闸管输出：带负载能力为0．2A／点，只能带交流负载，可适应高频动作，响应时间为1ms.
(3)晶体管输出：大优点是适应于高频动作，响应时间短，一般为0．2ms左右，但它只能带 DC 5—30V的负载，大输出负载电流为0．5A／点，但每4点不得大于0．8A。

2．抗干扰与外部互锁
　　当I/O单元与感性负载相连时，一定要在负载两端安一个浪涌抑制器或一个二极管，以吸收负载产生的反电势，如图：

　　当PLC的负载很可能产生较大的电磁干扰时，一定要采取一些适当的抗干扰措施，如果装置可能造成超过1200伏以上的干扰时（如电磁继电器或电磁网等），就需要干扰抑制器。如果干扰源是交流设备的话，在负载两端 并联一个二极管。
当CPU机架与I/O扩展机架安装在同一底座时，一定要在底座上按一地线，同时底座应是传导性强的金属，以tigao系统的抗干扰性。

3.输出漏电流
　　如因输出漏电流引起输出晶体管或可控硅误动作，请在输出装置上并联一个电阻，如图所示

4“COM“点的选择
　　不同的 PLC产品，其“COM”点的数量是不一样的，有的一个“COM”点带8个输出点，有的带4个输出点，也有带2个或1个输出点的。当负载的种类多，且电流大时，采用一个“COM”点带1—2个输出点的 PLC产品；当负载数量多而种类少时，采用一个“COM”点带4—8个输出点的PLC产品。这样会对电路设计带来很多方便，每个“COM”点处加一熔丝，1—2个输出时加2A的熔丝，4—8点输出的加5—10A的熔丝，因 PLC内部一般没有熔丝。

4．PLC外部驱动电路
　　对于 PLC输出不能直接带动负载的情况下，必须在外部采用驱动电路：可以用三极管驱动，也可以用固态继电器或晶闸管电路驱动，同时应采用保护电路和浪涌吸收电路，并且每路有显示二极管(LED)指示。印刷板应做成插拔式，易于维修。
PLC的输入输出布线也有一定的要求，请看各公司的使用说明书。

扩展模块的选用
　　对于小的系统，如80点以内的系统．一般不需要扩展；当系统较大时，就要扩展。不同公司的产品，对系统总点数及扩展模块的数量都有限制，当扩展仍不能满足要求时，可采用网络结构；同时，有些厂家产品的个别指令不支持扩展模块，因此，在进行软件编制时要注意。当采用温度等模拟模块时，各厂家也有一些规定，请看相关的技术手册。
各公司的扩展模块种类很多，如单输入模块、单输出模块、输入输出模块、温度模块、高速输入模块等。 PLC的这种模块化设计为用户的产品开发提供了方便。

PLC的网络设计
　　当用PLC进行网络设计时，其难度比PLC单机控制大得多。首先你应选用自己较熟悉的机型，对其基本指令和功能指令有较深入的了解，并且指令的执行速度和用户程序存储容量也应仔细了解。否则，不能适应你的实时要求，造成系统崩溃。另外，对通信接口、通信协议、数据传送速度等也要考虑。
后，还要向 PLC的商家寻求网络设计和软件技术支持及详细的技术资料，至于选用几层工作站，依你的系统大小而定。

软件编制
　　在编制软件前，应首先熟悉所选用的 PLC产品的软件说明书，待熟练后再编程。若用图形编程器或软件包编程，则可直接编程，若用手持编程器编程，应先画出梯形图，然后编程，这样可少出错，速度也快。编程结束后先空运转程序，待各个动作正常后，再在设备上调试。