西门子6GK7243-1EX01-0XE0选型说明
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Smart 分布式交通控制系统架构
Micro PAC 微型可编程自动化控制器与分布式模块在(ITS)智能型交通监控系统的整合应用，是现今在远距离的交通控制系统整合应用的主要架构之一。智能型交通监控系统可分为下列三种应用架构：
道路环境监测
透过分布式模块将远程数据(风速/雨量/浓雾/坍方侦测器)收集，再由MicroPAC(I-7188/I-8000)经过运算转换成有效的气象与环境信息，并可直接连网回传到控制中心，判断是否须关闭某路段以保证行车安全。
道路行车状况监测
透过环形感应器可将车辆车速、车长、经过时间(单位路面拥挤程度)数据记录并透过Mirco PAC 回传到控制中心，以判断车流状态是否要采取管制(限量)、开放路间或封闭交流道，并透过广播系统建议驾驶人改道。
隧道环境安全监测
收集隧道口辉度计的讯号值，透过Mirco PAC 的运算和控制，调整隧道出入口灯光明暗变化，让驾驶人在进入隧道内时，内外灯光明暗变化不会超过眼球所能适应的状态，以确保驾驶人的安全；隧道内的测烟计可测量是否有火警发生，由Mirco PAC 启动火警消防系统警报，并将抽风机依序打开保持隧道空气流通，避免行驶人吸入浓烟而产生危险。
以往数据收集系统是以远程分布式的架构，从远程传感器收集数据给主机控制器(master)，再传给计算机完成运算后上传到中控室计算机主机，旧式架构会产生2 项缺点：
1.倘若数据量过大数据直接上传给计算机容易造成数据流「瞬间堵车」现象；
2.交控系统范围大、距离长，若主机控制器无法直接连网，会造成现场端须再配备IPC 上网，不仅tigao成本且易造成系统的不稳定。
图一旧型三层式ITS 数据收集系统
新式架构采用可连网及可程序的主机控制器(Micro PAC)，可以将旧式架构「中央集权式」的三层式架构，把远程I/O 资料全部集中在PC 端，改成新架构「地方分权式」的分布式架构，由各区域现场主机(Micro PAC)实时处理远程I/O 的讯号并运算转换成有效的数据后连接以太网或光纤网络，如此不但在数据收集转换时具有高效能与高灵活性，同时在长距离与大范围的环境可延伸扩充多个数据收集的子系统，减轻中控计算机的负担tigao系统稳定性。
图二智能型分布式交控系统
一 系统介绍：
确保合格的供气品质，满足稳定的气源压力，自动调节供气liuliang等是空压站自动控制的基本任务。空压机设备自带的单片机控制器已经能很好的控制单台空压机，但不具备对空压系统的整体调控能力。在空压系统中，相对单台空压机的调整，系统的整体联控具有更重要的意义。
联控系统主要的功能是可以实现空压机机组（包括每台空压机的后处理设备）的联锁控制，能根据总管压力和空压机的运行状态智能地加卸载对应的空压机等以保证管网的供气稳定。
联控有两种模式：时间顺序模式、固定顺序模式。两者的联控原理是一致的。只是时间顺序模式中各台空压机每隔一个轮换时间就按顺序时间判断一次，具体工作模式参考《顺序控制与通讯协议手册》，而固定模式的启动顺序是保持不变的。
空压机联控系统图：
工控机选用研华工控机，监控软件为组态王。对现场各类数据及系统设定参数进行实时显示，为系统报警和远程数据监控提供一个数据信息交互平台；对机组各类运行控制要求进行命令触发，为介入系统实时改变系统运行状态提供一个控制命令操作平台。
1#EC20PLC和2#EC20 PLC分别为两个空压机站的控制中心完成组态与单片机的数据交换和存储以及工控机各类控制信号处理。主要的自动控制任务都由PLC自行完成，组态只能选择具体的机组运行方式，以及特定状态下对单台机组的单一运行方式改变。各台空压机的信号通过RS485总线连接至PLC；
由于空压机自带的单片机控制器提供了RS485通讯接口，所有的数据采集和控制功能都通过通讯接口来实现，在原有的控制系统基础上，增加2台PLC，改进和增加控制软件即可实现空压系统的整体控制与连网监控。
二 设备工艺
PLC控制部分是系统的核心部分：而供气压力是系统各种运行状态改变与保持的唯一指标。简言之：压力小于供气压力要求下限就要更多的供气机组运行以增加供气量，压力大于供气压力要求上限就要把当前运行供气机组减少以减少供气量。而处于上下限之间的压力值时就保持当前机组的运行状态不变。
就单台空压机而言，其可以自行进行供气量大小的调节。当一台机器运行时，它的供气量是一个从零到大气量之间浮动的值而不是一个额定输出的定值。所以在整个供气方案中我们用改变运行机组台数的方法来改变对管网的供气。每台机组有加载、满载、卸载、和停机四种状态。加载到满载之间，供气量的值是0到大值的过程；卸载是停止供气的状态但机组仍在运行；而停机是机组不供气也不运行。
一个正常的供气流程如下：
把确定在网机组数与机组中间运行状态结合起来就构成了控制思路的基本环节。即通过压力报警确定机组数目需要增加或减少，如果已经在中间状态了加载、满载、卸载任意一个，就按增气或减气的方向移动中间状态直到运行到边界状态；当到达边界状态时按增气或减气的方向移动到下一台。当然如要稳定下来必须是在中间状态，边界状态是不能稳定的。
三 控制程序
空压机联控系统主要是PLC与单片机交换数据并确定每台空压机的运行方式。
程序的编写主体上分两大部分：读数据部分和写数据部分，流程图如下，
（一）读取单片机的信息
根据空压机控制器内单片机的相关Modbus通讯协议，编写通讯“读信息指令”的数据帧，以PLC中的Modbus通讯指令发给控制器内的单片机，单片机响应后返回相应的数据帧。通过返回帧的相应字符串判断与控制器相连的空压机的各种故障状态工作状态以及空压机的各种压力温度数据，并将返回的各类数据存放在相应的数据寄存器。
在该子程序的开始部分，执行站地址加1的操作，即每进入读数据子程序就会读取上次读过的程序的下一台；靠站地址的不断变化我们实现了读取数据通讯的轮询操作。
Modbus指令只需要一次上升沿作为发送使能，周期sm124没有开合的状态变化即没有上升沿，所以周期过后靠sm1的常闭上升沿作为Modbus指令的发送使能。每次发送的同时靠发送使能的上升沿把sm135、sm136清位。sm135、sm136与通讯程序没有任何直接关系，只是贯穿程序所必须的标志位。
（二）向单片机中写入相关信息
整个写信息部分分下面三块：
a.逻辑判断运算部分
供气压力是系统各种运行状态改变与保持的唯一指标。压力小于供气压力要求下限就要更多的供气机组运行以增加供气量，压力大于供气压力要求上限就要把当前运行供气机组减少以减少供气量。而处于上下限之间的压力值时就保持当前机组的运行状态不变。
按照工艺控制逻辑来构成逻辑判断运算部分，并且机组按照先开后停的原则顺序启动（1、2、3←→3、2、1）。
为保证数据的正确性，需要判断读信息子程序的站地址与写信息程序将执行控制操作的站地址是否一致，然后需要判断相应的故障信息寄存器是否为0，为0证明无故障或轻故障，不为0则不向该站发任何控制指令并马上对下一台操作。
由于我们对故障进行了分类，所以可以根据不同类别的故障进行不同的控制操作：
1类故障不读不写（相应的故障信息寄存器为1）
2类故障只读不写（相应的故障信息寄存器为2）
没有故障纪录（相应的故障信息寄存器默认值为0）
对故障分类的控制策略是很有价值的，在以后的控制过程根据故障类别或者可以作为运行态的类别，进行有所区分的控制。不管是通讯控制方式还是数字I/O控制方式，相信都可以在某种程度上采用这类简便有效的方法。
b.数据帧结构部分
在这个部分里主要是发送数据帧的整体架构。
c.Modbus通讯指令发送部分
指令发送部分和读数据子程序类似，就不再多介绍了。
客户还要求机组顺序可以任意打乱，但是顺序号关联着整个控制流程又不能搭乱所以只能把机器号放到依照固定顺序排列的机器号寄存器里面去，打乱这些机器号寄存器里面存放着的机器号的顺序来实现机组顺序的任意性。主程序中加入了判断机组信息的部分，还是判断故障信息寄存器内的值，先根据这些值判断出有多少台机组在网，然后根据故障信息寄存器内的值判断哪台机组退网，退网的机组编号放在网内后一台机组机器号寄存器的后面机器号寄存器里面。进网的时候只需改写故障信息寄存器，相应的在网机组台数可自行判断出来。这样进网退网的顺序就变成了先退先进。
四 总结
空压机系统联控可以根据实际需要自动开机或加载空压机以保持系统压力。有效保持了系统内空气压力稳定。调整了整体的负载平衡，减少了排气放空，节约了更多的能源，tigao了监控系统的全面有效性，真正实现了无人自动化操作。
1 引言
钢丝绳牵引胶带输送机作为一种运输设备，于七十年代在我国矿山投人使用。它具有运输距离长、运输量大、操作简单、维修方便等特点，可用于水平或倾斜运输。
钢丝绳牵引胶带输送机作为煤矿的主井tisheng设备，担负着运输煤炭及运送人员任务，其可靠性直接关系到全矿的安全生产和人员生命财产的安全。该运输设备采用感应调压器调压，经硅整流器整流后供给直流电动机，操作系统为继电器操作。继电器操作系统使用的继电器较多，用于实现逻辑功能的接点及其连接线更多。原设备运行时间已很长，经常发生元件或接点烧坏现象，特别是在运送人员期间，钢丝绳牵引胶带输送机巷道内沿线保护的执行继电器的接点烧损粘连，一旦发生危险，不能及时停机，这是不允许的。为满足安全生产及高产高效矿井的需要，设备改造是十分必要的。
2 可编程序控制器的特点
日立公司生产的EM系列可编程序控制器规模小，扩展能力强。存储器采用EEPROM芯片，数据可进行电写人及擦除，不需要电池保留程序。可编程序控制器使用梯形图来编写程序，该程序与继电器操作系统图相似，比较直观，容易理解和掌握。使用的编程器指令少，操作简单，使用方便。可编程序控制器的内部输人输出接点，是数字逻辑运算接点而不是实物继电器的接点。它动作可靠，运行稳定，不需要维护。由于逻辑功能是由可编程序控制器完成的，取消了繁杂的外部连接线路。每条线路的状态在可编程序控制器上都有相应的指示，以便于了解运行情况或诊断故障。
3 系统组成
可编程序控制器由机架、电源模块、CPU模块、输人输出模块组成，装配在操作台内部。系统框图如图1所示。钢丝绳牵引胶带输送机有自动、手动、运人运煤及检修运行方式。在自动运行方式下，只要系统在工常工作状态下，把转换开关转到自动状态，输
送机就会自动加速直至等速运行，当运输任务完成后停机。手动状态时，由司机控翩终的等速运行速度，因为有输出电压的限幅功能，不能超过额定运行速度。检修运行状态是用于检查牵引钢丝绳及负荷皮带的劳损情况。
系统在运行中，如果井口接载皮带机因故障停机、井口、井底人过位保护或胶带机巷的沿线保护动作，则系统自动停机井发出报警信号。可编程序控制器采用光电隔离的输入模块及继电器隔离的输出模块。使输入输出与微处理机隔离，抗干扰能力强，系统具有极高的稳定性和可靠性。
4 程序流程图
可编程序控制器的程序流程图如图2所示。在钢丝绳牵引胶带输送机起动之前，可编程序控制器软件先检测各个运行是否满足要求，如不满足则发出警告待处理完满足条件后才发出运行指令。系统在运行过程中时刻检测各输入端口的运行状态，有变化立即作出反应，发生故障则报警直到中断运行。
系统软件设计时把复位优先的锁存指令用于安全保护回路，以满足在役有处理完故障之前闭锁起动回路的要求，从而tigao了系统的安全可靠性。
5 结束语
自系统改造后运行至今，运行稳定、性能可靠。降低了设备运行的故障发生率，减少了设备维修时间，tigao了生产效率
