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1 引言
天然气发电机组是顺应国家节约能源的号召及当前能源紧张的局势下发展起来的。以往的小型发电机组大都以柴油机为动力，当前柴油供应紧张而且价格大幅tisheng，而大部分煤矿产生的天然气又仅仅通过燃烧的方式处理掉，无法有效的利用。针对以上情况国内某柴油机厂开发了以天然气为原料的天然气发电机组。本文介绍基于和利时公司LM系列PLC的天然气发电机组应用实例。
2 天然气发电机组自动化控制系统的组成
天然气发电机组监控系统主要有上位PC机、触摸屏、PLC组件（数据采集与控制部分）、现场仪表等组成，如图1所示。
该天然气发电机组监控系统要求上位机通过串口通讯的方式采集现场的温度、压力、速度、天然气浓度、蓄电池电压等数据，要求现场控制设备对以上参数作出判断产生相应的报警信号或是停机信号，对于各个参数报警值要求能通过上位机或是触摸屏修改并保存。该天然气发电机组控制系统以前采用单片机进行数据采集与控制，单片机程序的可读性差，系统不易维护，程序更改复杂。而且由于单片机控制系统的可靠性和抗干扰能力较差，在现场恶劣的环境下，该控制系统经常出现故障。对运行环境进行了现场考察和反复研究，在可靠性、稳定性、方便性等方面做了大量工作，提出了基于和利时公司LM系列PLC的解决方案，采用先进、实用、可靠的PLC组件进行数据采集与控制。
该系统需要与上位机、触摸屏通讯，而且现场共有31路温度信号，6路压力信号，2路4-20mA电流信号，1路高速输入信号，9开关量信号，由于1个CPU大只能扩展7个模块，故采用两个CPU分别采集，数据共享进行控制并且将相关数据通过串口通讯的方式送到上位机以及触摸屏。
如图1天然气发电机组控制系统图所示，PLC模块分为两组，上面为组PLC，下面为第二组PLC，共采用2个LM3109 CPU，6个LM3311模拟量输入模块，4个LM3312模拟量输入模块，1个LM3310模拟量输入模块。系统的I/O点分配如表1及表2所示。
3 PLC系统介绍
上位机组态王监控软件与组PLC通过RS232口采用ModBus协议通讯，可以方便的监控和修改PLC的位状态和数据区数据，方便了客户管理层，tigao了设备的可靠性。
触摸屏与第二组PLC通过RS232口采用ModBus协议通讯。
两PLC之间通过RS485口采用无协议通讯，实现了两PLC之间数据的共享，间接扩展了和利时公司LM系列PLC的扩展能力。
为客户订制了压力传感器专用模拟量输入模块，方便了客户。
热电偶、热电阻模拟量输入模块具有断线、短路等检测，tigao了设备的可靠性。
4 PLC控制系统的优点
天然气发电机组自动化控制系统选用和利时公司的PLC取代了原系统中的单片机，较大程度地tigao了系统的配置，增加了系统的灵活性，能够更好地满足用户的需求。本系统有以下优点。
（1）采集精度、分辨率高
和利时公司HOLLiAS-LEC G3PLC模拟量模块误差在0.2%以内，采用16位精度的数据寄存器。
（2）采集速度快
和利时公司LM系列PLC模拟量模块采集周期小于500毫秒。
（3）可靠性高
本系统的控制核心是和利时公司LM系列PLC，能够在恶劣的环境中长期、可靠、无故障地运行，接线简单，维护方便，隔离性好，抗腐蚀能力强，能够适应较宽的温度变化范围，平均无故障时间间隔（MTBF）大于15年。
（4）功能强大
和利时公司LM系列PLC的编程语言遵从IEC61131-3标准，易学、易懂、易用。除了具有传统的指令表、梯形图和功能块图等编程功能外，还具有结构化语言和顺序功能图等编程功能。和利时公司的PLC系统提供了多种应用功能模块，包括各种通讯功能模块、可以具体到年月日和时刻的多种定时器和超长时间继电器等，方便了各种功能的实现，有利于缩短开发周期和节省程序容量。
5 结论
天然气发电机组监控系统的实际运行结果表明，基于和利时公司LM系列PLC自动化控制系统达到了预期的效果，实现了对天然气发电机组工作参数的采集与控制，具有先进、可靠、经济、灵活等显著特色。
概述
胶囊是轮胎加工时必备的配件，在轮胎硫化过程中，胶囊需要经受反复的膨胀和收缩、拉伸等变形，还要经受急剧的升温和冷却，因此对胶囊有很高的性能要求。
胶囊硫化是胶囊生产中重要的一道工序。胶囊硫化是将胶囊的胶料经过适当加工后制成的半成品在一定的压力和温度条件下，通过化学作用，将半成品制成胶囊外型，并获取符合轮胎加工的使用性能的工艺过程，因此胶囊硫化是胶囊获得优质的使用性能的关键工序。
胶囊硫化机是完成胶囊硫化所需的设备。胶囊硫化机通过控制上芯杆、下芯杆和主油缸的动作，组合成一定的芯模腔，形成胶囊硫化所需的压力。同时通过控制蒸汽的进入以控制硫化所需的温度。硫化过程包括合模、紧模、保压硫化、启模等。
对现代硫化机有以下要求：
高质——能严格按照工艺参数工作，保证硫化质量，降低次品率；
高效——能tigao工作效率，减少各环节的工作时间，tigao生产率；
低故障——故障率低，能尽量减少人为操作不当引起的故障，tigao设备的稳定性；
远程监控——能远程监控各硫化机的当前状态，并记录近一段时间的工作参数，便于查询，实现精益控制。
目前国内很多胶囊硫化机依然采用传统继电器电路控制，无法进行jingque的压力、温度和时间控制，胶囊质量得不到保障，并且故障率高。也有部分硫化机采用PLC控制，但模拟量采集模块精度不高，网络延展性不好等因素，也限制了硫化机的性能。
2 系统设计
大部分胶囊硫化机采用液压系统。液压站包括电机和泵、电磁阀、换向阀、蒸汽阀等。液压站通过油路管道，来控制上芯模、下芯模和主油缸的升降动作。蒸汽阀控制蒸汽管路的通断。压力变送器和温度变送器用于采集系统的压力和温度。系统控制图如1所示。
胶囊硫化机控制系统采用LM系列PLC。LM系列PLC是和利时公司利用多年自动控制经验，经过多年研发，于2004年推出的新型小型一体化PLC。LM系列PLC以其性能稳定、质量可靠等优点，广泛应用于众多行业中，赢得了广大用户的好评。
根据输入输出点数，选择40点CPU模块LM3109和4通道模拟量输入模块LM3310。控制系统的开关量输入主要包括运行方式切换按钮、设置按钮以及各动作按钮等。系统的模拟量输入包括温度变送器信号输入和压力变送器信号输入。系统的输出包括电机、电磁阀、指示灯等。触摸屏用于输入参数，同时监控当前运行状态和时间。计算机作为远程监控的设备，同时可以与PLC连接，用于保存和监控胶囊硫化机的运行状态。
CPU模块：LM3109，本体集成24 DI / 16 继电器DO，其输出有4个公共端，具有一个RS232端口和一个RS485端口。
模拟量输入模块：LM3310，4路AI，可以采集0~10V、0~20mA、4~20mA等模拟量输入信号。
3 工艺流程控制
胶囊硫化机的控制，主要包括在硫化各个阶段，实现对压力、温度和时间的jingque控制，同时完成故障检测报警和参数记录以及通讯工作。
硫化机可以实现手动/自动两种运行方式。
手动状态下，上芯杆、下芯杆和主油缸均可实现升降的独立动作。硫化过程各步骤结束后返回总停状态而不会自动跳入下一步骤，需要手动按钮才能进入下一个步骤。
自动状态下，上芯杆、下芯杆等为组合动作而非独立动作。硫化过程的各步骤完成后能自动进入下一步骤而无须人工进行操作。在自动状态下，无法实现主油缸的升降动作。
在自动状态下，按下快速合模按钮后，硫化机开始自动工作，压力开始上升，当达到一定压力后自动转为高压紧模阶段，此时打开蒸汽阀，温度开始上升。当高压紧模时压力继续上升到设定值以后，自动转为保压硫化阶段。在该阶段，先判断温度是否达到设定值，假如没有达到，则继续升温，当温度达到设定值以后，进入保压硫化保持阶段，这个时候开始计时。当时间到达设定值以后，保压硫化结束，开始自动启模，其时间可设定。自动启模完成后，设备返回总停状态。这个时候可以人工按启模等动作按钮，完成后续脱模、晾模和上料工作。其工作流程图如下图所示。
胶囊硫化机控制系统可以实现多种报警，包括压力过低报警、升温超时报警、温度过低报警等，为系统自我诊断提供方便。
4 系统特点
利用LM系列PLC设计的胶囊硫化机控制系统，与目前绝大部分胶囊硫化机设备比较，具有如下优点：
1、 温度和压力控制精度高。
压力、温度和时间是硫化控制的三要素，其中压力和温度都需要通过模拟量模块采集至PLC。压力和温度控制的精度，决定了胶囊的使用性能。LM系列PLC模拟量采集模块LM3310采集精度高达0.2%，高于目前绝大部分品牌的PLC模拟量采集模块的精度。高精度的模拟量采集性能，为生产高质量的胶囊提供了保障。
2、 具有丰富的网络接口。
现代化企业对生产的管理要求越来越高，为加强技术管理与监督，tigao产品的质量和设备的稳定性，就要求设备能提供丰富的网络接口，满足其监控需求。LM系列PLC的CPU模块LM3109本体就自带RS232和RS485串口，可独立实现通讯。既可实现本地设备的监控需求，也可满足远程网络监控需求而无须添加其余模块。同时，G3系列PLC还有现场总线扩展模块和工业以太网扩展模块，为满足一些特殊需求提供了便利。
3、 可实现本地保存工艺参数。
LM系列PLC的CPU模块LM3109自身带有6K的掉电数据保持区，可实现工艺参数的本地保存。为特殊状态下数据保存提供了方便。同时，LM3109还具有实时时钟功能，能记录和显示当前时间。
4、 快速的输出性能。
硫化过程有大量的机械动作需要控制，包括高压泵和低压泵电机的启停，蒸汽阀、液压阀的开合等。PLC从信号发生到响应是有一定延时的。在大部分情况下，这种延时不会带来太大的影响。但在某些时候，诸如当压力到达硫化压力，高压紧模结束转为保压硫化的时候，需要高压泵立即停止。瞬间的延时都可能导致压力继续快速上升。压力过高，胶囊硫化时可能产生老化，脱硫等不利影响。因此这个时候就需要PLC在判断到压力到达后能立即输出信号，停止高压泵的动作。LM系列PLC拥有高性能的输出特性。首先，LM3109具有立即输出功能，即可以不受扫描周期的影响而立即输出信号，缩短了信号响应的时间。其次，CPU独特的通讯处理，使得在与触摸屏或者计算机通讯时不会占用PLC程序运行时间，PLC程序不会中断，同样tigao了设备的实时性。
5 结束语
某橡胶集团是我国轮胎生产行业的企业，某有限公司是这个集团下属的一家轮胎生产企业。和利时LM系列PLC用于此有限公司硫化车间的胶囊硫化机自动控制系统中，实现了胶囊硫化机的自动化控制和网络化管理，大大tigao了胶囊的生产效率和产品质量，实现了高质、高效、低故障率等要求。
1 引言
煤矿风机是煤矿生产的重要设备之一 ，其运行情况直接影响到煤矿的安全生产。对风机的工作状态进行实时监视,并根据现场环境的实际情况,有效地控制风机的送风量，这样不仅能为矿井的安全生产提供可靠保证，同时也降低能源消耗。因此研制煤矿主风机监控系统具有重要现实意义。
矿井通风设计的任务：
1）将足够的新鲜空气有效地送到井下工作场所，保证生产和良好的劳动条件；
2 通风系统简单，风流稳定，易于管理，具有抗灾能力；
3）发生事故时，风流易于控制，人员便于撤出；
4）有符合规定的井下环境及安全监测系统或检测措施；
5）通风系统的基建投资省，营运费用低、综合经济效益好。
本文开发出基于PLC的煤矿主风机变频监控系统，实现了对风门，电机全自动操作，运行中稳定可靠，调速平滑方便，与使用单片机，工控机改造等相似项目，可靠性和参数变更的灵活性都具有极大的优越性，充分保证了矿山的通风安全和节能减排。
2 系统设计要求
采用对旋风机，每台风机有两台电机+两个风扇组成，系统结构如下图所示。
2.1 数据采集
（1）模拟量采集
① 温度参数：电机前轴瓦温度、电机后轴瓦温度、绕组温度（每台电机三个温度参数，共12个）RZW 。
② 电气参数：电压、电流、功率GL（每台电机只测一相的电压、电流，共12个）。
③ 风峒参数：压力、温度、湿度、瓦斯浓度（1个风峒，共4个）。
④ 气动参数：全压、静压、动压、风量、风速（两个风道，共10个）。
（2）数字量采集
电机状态（共4个）
风门状态（两道风门，通过接近开关，分别检测每道风门所处的位置（顶端、底端），共4个）
2.2 风机启动控制
风机启动有两种情况：开两台电机；只开一台电机。
（1）开两台电机
① 确定2#风机的风门已放下。
② 提起1#风机风门。
③ 启动1_1电机并监测电流。
④ 1_1电机的电流低于额定电流时，启动1_2电机。
（2）只开一台电机（只开一台电机时，都是开图中左侧的一号电机）
① 确定2#风机的风门已放下。
② 提起1#风机风门。
③ 启动1_1电机。
2.3 风机停止控制
（1）1#风机的两台电机都在运行
① 关1_2电机。
② 当1_2电机的电流等于零时，关1_1电机。
③ 把1#风门放下。
（2）1#风机的两台电机都在运行
① 关1_1电机。
② 把1#风门放下
不论图中右侧的2号电机开不开，风机停机都由图中的x#风机停机按钮控制。
3 控制原理
3.1 PLC自动控制
当接到风机运行指令时，PLC判断系统运行方式控制风机启动。若为变频方式下,系统则进行变频软启动 ,以降低启动电流 ,减小对电网的冲击。当电机由零频率加速启动到设定频率时，PLC 控制风门绞车开启风门 , 为了避免风门在开、关过程中的不到位引起漏风从而降低风机效率，风门的上下端设置了开触点和闭触点，PLC实时采集风门的触点状态jingque控制风门绞车的运转。风门完全开启后，使风机电机M1进入工作状态，在双机运行方式下，当电机M1的开启电流小于额定电流时开启电机M2。
3.2 风量闭环控制
在变频启运行方式下，风机风量由设定信号控制。设定信号与风量传感器采集通风机的风量信号，经过变送器后送给 PLC的 A/D转换器，PLC 将电信号变换成相应的风压数字信号存储在内存中，程序采用复合滤波算法，能有效消除或减少各种干扰和噪音。风机正常运行过程中，随着井下用风量的变化，风机电机的工作状态就要发生相应的转换 ，如果风量需求较大，PLC采集到的风量值小于系统设定值，经过比较后将误差送给PID控制模块行处理，然后调用模糊控制模块,并将输出量转化为 4～20 mA 电流信号 ，送给变频器频率设定电流输入端，控制变频器频率变化，实现对通风机风量系统的闭环控制。
为了增强系统的自适应能力，PLC的控制添加了模糊控制器。模糊控制器是根据过程参数的变化自动在线修改控制规则，从而取得好的控制效果。
4 控制系统结构及特点
如图所示，煤矿主风机控制系统综合利用现代自动控制技术、计算机技术、网络通讯技术，实现对煤矿主风机运行参数的实时监测。
系统以和利时公司 LM系列小型PLC为核心，采用24点CPU模块LM3109， 辅以高性能模拟、数字输入/输出模块，配置网络化的嵌入式触摸屏，实现就地自动控制。
4.1 可编程控制器配置
1）CPU模块：LM3109模块的额定工作电压为AC220V，自带40点I/O，提供24路DC24V输入/16路继电器输出处理。具有1个RS232和1个RS485通讯接口，支持专有协议（仅RS232）/Modbus RTU协议/自由协议。
2）热电阻输入模块：LM3312模块是4路热电阻输入模块，提供了与Cu50、Pt100两种热电阻一次测温元件进行连接的接口，用于采集并处理从现场来的热电阻的电阻值输入信号。
3）模拟量扩展模块：LM3313模块提供8通道模拟量输入通道，输入范围-10V-10V、-20mA-20mA可选，精度可达0.5%FS。主要完成现场模拟量的输入、采集与处理工作。
4.2 嵌入式触摸屏
软件采用国内品牌北京昆仑通态自动化软件科技有限公司开发的MCGS 嵌入式组态软件。嵌入式触摸屏过网关接入矿端工控WWW服务器上，在矿端工控WWW服务器上运行通用WEB组态软件，把采集到的主风机监控系统生产安全数据，通过Intranet发布出去。矿端工控WWW服务器采用双网卡，从物理上将监控系统与企业Intranet进行隔离，保证监控系统的安全和可靠运行。
4.3 系统功能特点及使用效果
1) PLC控制和检测变频器的运行状态 ,利用变频器控制风机启停及正常运转 ,可使风机电机连续调速 ,并可根据要求的liuliang调节转速获得佳速度 ,节约大量的电能。
2) 系统数据监测：实现通主风机气动参数，风峒参数，电气参数，温度参数，振动参数的实时监测。
3) 监测参数能够通过嵌入式触摸屏和远程终端，完成实时显示，存储、查询（通过表格、曲线等实时查询和历史查询）、报警、打印功能；完成日报，月报的自动生成、存储、查询和打印；实时显示风量-静压的全特征曲线，标注主风机的工作区域，风机处于瑞压区和低效区时语音报警；具有丰富的工况画面，界面友好，图表功能强大，操作快捷方便。系统的组态界面如图3，4所示。
4) 现场控制：通过触摸屏预制矿井通风参数，操作人员经用户名和密码确认后才能操作相应区域，可以实现风机的无级调速，实现风机的自动切换、应急反风、单风机单电机启动运行、单风机双电机启动运行、单风机单（双）电机变频启动运行等多种控制模式。具备自动控制切除功能，实现现场的完全手动控制。
5 结束语
给予和利时LM系列PLC可编程控制器的风机变频监控系统，实现了基于和利时LM系列PLC可编程控制器的风机变频监控系统，实现了对主风机系统化管理，tigao了主扇风机运转的可靠性。系统在实际使用过程中取得了良好效果，其性能稳定，运行可靠，节能效果明显，为整个矿井安全生产奠定了良好的基础。
