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    1． 概述

    礦山對礦山設備的要求越來越高。礦山設備不斷更新，不斷進步，可靠性、易操作性、可監示性，易維護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，不易監示，已不能適應當前的要求。現在迫切需要可靠性高、易維護、易操作、可監示并且價格不高這樣的控制器來代替繼電器搭成的電路。隨著電子技術、軟件技術、控制技術飛速發展，小型可編程控制器（PLC）發展迅猛，性能很高，價格較低，與繼電器搭的控制電路比具有非常大的優勢。許多礦山設備已選用了小型PLC控制。下面是山東某礦山設備廠對煤礦使用的絞車用PLC取代繼電器的實例。

    2． 工藝簡介

    該設備是煤礦使用的絞車。工藝要求如下：①5秒內如果信號工按一次信號開關，絞車下放，按兩次信號開關，絞車提升，要求兩信號能互鎖。②絞車電機轉速為960r/min，要求能夠測出電機轉速，并顯示出來。當電機轉速超過預定值960r/min時，能輸出一報警信號。

    3． 配置方案

    這套設備要用PLC完成控制。工藝要求測出絞車電機的速度，顯示出來，超速能報警。這種工況對測速要求不高，用一個接近開關測電機軸引出的一個感應板即可。絞車電機額定轉速960轉/分，計算出接近開關兩次感應之間的周期為67ms，這周期與PLC循環掃描周期相比還是比較大的，不必用高數計數功能，用普通的輸入點即可。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，價格合理等優點。選用PLC+文本顯示器來完成這套設備的控制和顯示。PLC選用了北京凱迪恩公司的國產高品質的KDN-K3系列PLC（CPU306）。因為凱迪恩公司自己完全獨立開發PLC，技術實力很強大，技術服務很好，已經有不少應用。KDN-K3系列PLC編程軟件Easyprog采用的是IEC61131-3標準，好學易上手。文本顯示器選用國產天津羅升TP220文本顯示器。

    4． 通訊實現

    4．1 通訊協議選擇

    KDN-K3系列PLC通訊協議是Modbus RTU協議，各種文本顯示器都支持這個協議。KDN-K3系列PLC新推出不久，文本顯示器編輯軟件還沒有列出這個PLC。編輯文本顯示器選用PLC時，選用支持Modbus RTU協議的PLC即可。TP220編程軟件中支持此協議的是Schneider NEZA系列PLC，選此PLC，波特率19200，無校驗，8位數據位，1位停止位。

       4．2 寄存器的對應關系

    需要注意的是，TD220中的Modbus RTU協議不能實現對PLC中所有寄存器的訪問，只允許訪問中間繼電器區和中間保持寄存器區。對于KDN-K3系列PLC而言，TD220可以訪問M區和V區。

    具體的對應關系如下表：

    PLC內存區 PLC地址范圍 對應的TD220的寄存器范圍

    M M0.0－M31.7 M64－M319

    V VW0－VW4094 MW16－MW2063

    5． 控制實現

    5．1 首先分配I/O點：

    I0.0 軸上計數接近開關，I0.1 啟動按鈕信號開關，I0.2 急停開關，I0.3 停止按鈕開關，Q0.0 絞車上升線圈，Q0.1 絞車下降線圈，Q0.2報警指示燈。

    5．2 其次技術點分析：

    ① 測速：半秒種刷新一次速度能滿足工藝要求，用一個記數器C52計錄半秒內I0.0的有效次數，存放在VW90寄存器中，因為速度還要轉換成每分鐘多少轉，所以VW90x120算出的數存到VW100中，VW100中存的數就是絞車電機的轉速。 

    ② 絞車上下行走：絞車啟動按鈕按下后，保持一個狀態M0.0五秒內有效，用兩個記數器C50（預置值設為2），C51（預置值設為1）都來計I0.0有效次數，5秒過后如果C50為1，說明5秒內按了兩次啟動按鈕，用C50抑制C51，絞車上升接觸器吸合，絞車上升；如果5秒過后C50為仍為0，說明5秒內按了一次啟動按鈕，只有C50有效，C51無效，絞車下降接觸器吸合，絞車下降。5秒結束后，保持狀態、記數器都要復位。

    ③ 超速報警：VW100中存放著絞車的實際速度，讓它與960相比較，如果大于960，發出報警信號，報警指示燈亮，并在文本顯示器上顯示報警內容。

    6． 現實意義

    這類礦山設備用量很大，有很多還是用繼電器控制。用PLC改造有很大的市場，也有很大的意義。國產PLC在這類設備改造中有很大的優勢。凱迪恩公司憑借公司雄厚的實力和一支有十幾年豐富工控經驗的工程師隊伍，與客戶一起分析工藝、工況，確定技術方案，為客戶培訓人材，甚至免費為用戶編程，為客戶節約最大的成本，為客戶實現最大利益。