1． 概述
礦山對(duì)礦山設(shè)備的要求越來(lái)越高。礦山設(shè)備不斷更新，不斷進(jìn)步，可靠性、易操作性、可監(jiān)示性，易維護(hù)性已是最基本的要求了。用繼電器搭成的控制電路具有可靠性差，不易維護(hù)，不易監(jiān)示，已不能適應(yīng)當(dāng)前的要求。現(xiàn)在迫切需要可靠性高、易維護(hù)、易操作、可監(jiān)示并且價(jià)格不高這樣的控制器來(lái)代替繼電器搭成的電路。隨著電子技術(shù)、軟件技術(shù)、控制技術(shù)飛速發(fā)展，小型可編程控制器（PLC）發(fā)展迅猛，性能很高，價(jià)格較低，與繼電器搭的控制電路比具有非常大的優(yōu)勢(shì)。許多礦山設(shè)備已選用了小型PLC控制。下面是山東某礦山設(shè)備廠對(duì)煤礦使用的絞車(chē)用PLC取代繼電器的實(shí)例。

2． 工藝簡(jiǎn)介
這設(shè)備是煤礦使用的絞車(chē)。工藝要求如下：①5秒內(nèi)如果信號(hào)工按一次信號(hào)開(kāi)關(guān)，絞車(chē)下放，按兩次信號(hào)開(kāi)關(guān)，絞車(chē)提升，要求兩信號(hào)能互鎖。②絞車(chē)電機(jī)轉(zhuǎn)速為960r/min，要求能夠測(cè)出電機(jī)轉(zhuǎn)速，并顯示出來(lái)。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)預(yù)定值960r/min時(shí)，能輸出一報(bào)警信號(hào)。

3． 配置方案
這套設(shè)備要用PLC完成控制。工藝要求測(cè)出絞車(chē)電機(jī)的速度，顯示出來(lái)，超速能報(bào)警。這種工況對(duì)測(cè)速要求不高，用一個(gè)接近開(kāi)關(guān)測(cè)電機(jī)軸引出的一個(gè)感應(yīng)板即可。絞車(chē)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速960轉(zhuǎn)/分，計(jì)算出接近開(kāi)關(guān)兩次感應(yīng)之間的周期為67ms，這周期與PLC循環(huán)掃描周期相比還是比較大的，不必用高數(shù)計(jì)數(shù)功能，用普通的輸入點(diǎn)即可。顯示部分使用文體顯示器。它有與PLC可通訊，連接方便，編程靈活，價(jià)格合理等優(yōu)點(diǎn)。選用PLC+文本顯示器來(lái)完成這套設(shè)備的控制和顯示。PLC選用了北京凱迪恩公司的國(guó)產(chǎn)高品質(zhì)的KDN-K3系列PLC（CPU306）。因?yàn)閯P迪恩公司自己完全獨(dú)立開(kāi)發(fā)PLC，技術(shù)實(shí)力很強(qiáng)大，技術(shù)服務(wù)很好，已經(jīng)有不少應(yīng)用。KDN-K3系列PLC編程軟件Easyprog采用的是IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)，好學(xué)易上手。文本顯示器選用國(guó)產(chǎn)天津羅升TP220文本顯示器。

4． 通訊實(shí)現(xiàn)
4．1 通訊協(xié)議選擇
KDN-K3系列PLC通訊協(xié)議是Modbus RTU協(xié)議，各種文本顯示器都支持這個(gè)協(xié)議。KDN-K3系列PLC新推出不久，文本顯示器編輯軟件還沒(méi)有列出這個(gè)PLC。編輯文本顯示器選用PLC時(shí)，選用支持Modbus RTU協(xié)議的PLC即可。TP220編程軟件中支持此協(xié)議的是Schneider NEZA系列PLC，選此PLC，波特率19200，無(wú)校驗(yàn)，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位。
4．2 通訊線連線圖
KDN-K3 系列PLC與TP220連線圖
PLC（9PIN孔） 顯示屏（9PIN孔）
RXD 2 2 RXD
TXD 3 3 TXD
GND 5 5 GND
4．2 寄存器的對(duì)應(yīng)關(guān)系
需要注意的是，TD220中的Modbus RTU協(xié)議不能實(shí)現(xiàn)對(duì)PLC中所有寄存器的訪問(wèn)，只允許訪問(wèn)中間繼電器區(qū)和中間保持寄存器區(qū)。對(duì)于KDN-K3系列PLC而言，TD220可以訪問(wèn)M區(qū)和V區(qū)。
具體的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表：
PLC內(nèi)存區(qū) PLC地址范圍 對(duì)應(yīng)的TD220的寄存器范圍
M M0.0－M31.7 M64－M319
V VW0－VW4094 MW16－MW2063

5． 控制實(shí)現(xiàn)
5．1 首先分配I/O點(diǎn)：
I0.0 軸上計(jì)數(shù)接近開(kāi)關(guān)，I0.1 啟動(dòng)按鈕信號(hào)開(kāi)關(guān)，I0.2 急停開(kāi)關(guān)，I0.3 停止按鈕開(kāi)關(guān)，Q0.0 絞車(chē)上升線圈，Q0.1 絞車(chē)下降線圈，Q0.2報(bào)警指示燈，。
5．2 其次技術(shù)點(diǎn)分析：
① 測(cè)速：半秒種刷新一次速度能滿足工藝要求，用一個(gè)記數(shù)器C52計(jì)錄半秒內(nèi)I0.0的有效次數(shù)，存放在VW90寄存器中，因?yàn)樗俣冗€要轉(zhuǎn)換成每分鐘多少轉(zhuǎn)，所以VW90x120算出的數(shù)存到VW100中，VW100中存的數(shù)就是絞車(chē)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
② 絞車(chē)上下行走：絞車(chē)啟動(dòng)按鈕按下后，保持一個(gè)狀態(tài)M0.0五秒內(nèi)有效，用兩個(gè)記數(shù)器C50（預(yù)置值設(shè)為2），C51（預(yù)置值設(shè)為1）都來(lái)計(jì)I0.0有效次數(shù)，5秒過(guò)后如果C50為1，說(shuō)明5秒內(nèi)按了兩次啟動(dòng)按鈕，用C50抑制C51，絞車(chē)上升接觸器吸合，絞車(chē)上升；如果5秒過(guò)后C50為仍為0，說(shuō)明5秒內(nèi)按了一次啟動(dòng)按鈕，只有C50有效，C51無(wú)效，絞車(chē)下降接觸器吸合，絞車(chē)下降。5秒結(jié)束后，保持狀態(tài)、記數(shù)器都要復(fù)位。
③ 超速報(bào)警：VW100中存放著絞車(chē)的實(shí)際速度，讓它與960相比較，如果大于960，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，報(bào)警指示燈亮，并在文本顯示器上顯示報(bào)警內(nèi)容。

6． 現(xiàn)實(shí)意義
這類礦山設(shè)備用量很大，有很多還是用繼電器控制。用PLC改造有很大的市場(chǎng)，也有很大的意義。國(guó)產(chǎn)PLC在這類設(shè)備改造中有很大的優(yōu)勢(shì)。凱迪恩公司憑借公司雄厚的實(shí)力和一支有十幾年豐富工控經(jīng)驗(yàn)的工程師隊(duì)伍，與客戶一起分析工藝、工況，確定技術(shù)方案，為客戶培訓(xùn)人材，甚至免費(fèi)為用戶編程，為客戶節(jié)約最大的成本，為客戶實(shí)現(xiàn)最大利益。