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摘要： 原3#鋼缆机电控系统采用传统的继电接触器控制系统，其设备体积大、可靠性差、动作速度慢、功能少，难于实现较复杂的控制，经过改造的PLC控制系统功能强大、速度快、可靠性好，操作简单，能够实现较复杂控制，大大降低了事故率，保证钢缆胶带机 安全、可靠、稳定的运行。
关键词： PLC 控制 可靠性 模块地址
中图分类号： TB114.2
孙村矿3#钢缆机原来采用传统的继电接触器控制系统，继电接触器控制系统设备体积大、可靠性差、动作速度慢、功能少，难于实现较复杂的控制。相比之下，可编程控制器控制系统功能强大、速度快、可靠性好，能够实现较复杂的控制，因此，为了满足矿井生产的需求，可编程序控制器控制系统（即PLC控制系统）取代继电接触器控制系统具有重大的现实意义。
1、PLC控制系统应用
由于继电接触器控制系统存在上述缺点，不能满足矿井生产的需求，严重制约着矿井的发展，因此，为了解决设备性能差、故障率高、维修困难等问题，将3#钢缆机原继电接触器控制系统改造为PLC全数字控制系统。
1.1 PLC控制系统的特点：
（1）可靠性高，抗干扰能力强；
由于工业生产过程的连续性，同时工业现场的各种电磁干扰特别严重，针对这一情况，PLC采取了一系列的措施，使PLC的平均无故障运行时间高达几十万小时。
（2）通用性强，使用方便
由于PLC产品的系列化和模块化，PLC配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选择，可以组成能满足各种控制要求的控制系统。
（3）功能强，适应面广
PLC不仅具有逻辑运算、计时、计数、顺控等功能，而且还具有A/D、D/A转换，数值运算和数据处理等功能。PLC还具有通信联网的功能，可与上位计算机构成分布式控制系统。
（4）编程方法简单，容易掌握
PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图进行，在梯形图中，主要由人们熟悉的常开触点、常闭触点和线圈、计时、计数等符号组成，在此基础上又增加了算术运算、数据处理和传送、通信等功能，很容易被一般技术人员甚至技术人员所理解和掌握。
（5）PLC控制系统的设计、安装、调试、维护方便
PLC软件功能可以取代继电控制系统中的各种器件，控制柜的设计、安装接线工作量大为减少。PLC的用户程序可以在实验室模拟调试，调试好再将PLC控制系统安装到现场，进行联机调试，既安全，又快速方便，这就大大缩短了应用设计和调试的周期。PLC具有完善的自诊断和显示功能，维修极为方便。
（6）体积小、重量轻、功耗低
由于PLC是将微电子技术应用于工业控制设备的新型产品，因而PLC的结构紧凑、坚固、体积小、重量轻、功耗低。
1.2 PLC系统的组成
PLC控制系统一般由中央处理器、电源部件和输入输出部分组成。本电控系统中，使用两个独立的PLC子系统组成一个PLC网络系统，其中一个PLC安装在操作台（简称操作PLC）中，另一个PLC安装在PLC保护柜（简称保护PLC）中，使用一根二芯电缆将两个PLC连接在一起，组成一个MPI网络；在操作PLC中，通过CP340模块与上位机进行通信，使用RS-485标准通信接口，其组成框图如下：
1.3 PLC系统的工作原理及功能
PLC通过输入模块接收外部的数字量/模拟量信号输入，PLC接收到这些输入信号后，将它们存放在CPU的输入存储区，CPU根据预先编好的程序，对输入信号进行运算、处理，其结果存放在CPU的输出存储区，然后将这些处理结果通过输出模块输出数字量/模拟量信号，控制继电器的得电/失电或指示灯的开亮/熄灭，从而达到逻辑控制的目的。PLC用于逻辑控制时，其功能相当于多个无触点继电器的逻辑组合。
PLC的扫描工作过程如下：
PLC的扫描工作过程
PLC具有内部定时器及内部计数器功能，可以实现定时控制逻辑和脉冲计数。
PLC 软件采用STEP 7程序设计语言编写，使用一根编程电缆连接编程器和PLC，当程序编写完成后，通过编程口将程序下载到PLC的CPU RAM程序存储区中，则PLC可脱离编程器而独立运行CPU中的程序，以实现各种不同的控制目的。
1.4 操作PLC的组成及功能
（1）组成
操作PLC安装在操作台的后侧，它由下列模块组成：
模块名称 模块型号 模块数量
电源模块 PS-307/5A 1
CPU模块 CPU314 1
输出模块 SM322/16xREL 3
输入模块 SM321/32xDC24V 1
通信模块 CP340-RS422/485 1
它们的地址分别为：
电源模块及CPU模块没有地址；
第一个输出模块地址是：Q0.0-Q0.7，Q1.0-Q1.7 共16个输出端子；
第二个输出模块地址是：Q4.0-Q4.7，Q5.0-Q5.7 共16个输出端子；
第三个输出模块地址是：Q8.0-Q8.7，Q9.0-Q9.7 共16个输出端子；
输入模块地址是： I12.0-I12.7，I13.0-I13.7，I14.0-I14.7，I15.0-I15.7 共32个输入端子；
通信模块地址是： 320-335 共16位。
（2）功能
操作PLC的主要功能有：接收外部信号输入（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），按照拟定的逻辑控制操作台面板上指示灯的状态，将部分输入/输出信号发送给保护PLC，将全部输入信号发送给上位机系统。 当PLC与上位机的通信正常时，封闭操作台中的ZJ5、ZJ6、…、ZJ14继电器，使它们不起作用，当PLC与上位机的通信中断时，开启这些继电器，使它们的接点信号输入PLC，以替代来自上位机的信号。
1.5 保护PLC的组成及功能
（1）组成
保护PLC安装在继电柜的上部，它由下列模块组成：
模块名称 模块型号 模块数量
电源模块 PS-307/5A 1
CPU模块 CPU314 1
输出模块 SM322/16xDC24V 2
输入模块 SM321/32xDC24V 2
它们的地址分别为：
电源模块及CPU模块没有地址；
第一个输出模块地址是：Q0.0-Q0.7，Q1.0-Q1.7 共16个输出端子；
第二个输出模块地址是：Q4.0-Q4.7，Q5.0-Q5.7 共16个输出端子；
第一个输入模块地址是：I8.0-I8.7，I9.0-I9.7，I10.0-I10.7，I11.0-I11.7 共32个输入端子；
第二个输入模块地址是：I12.0-I12.7，I13.0-I13.7，I14.0-I14.7，I15.0-I15.7 共32個输入端子；
（2）功能
保护PLC的主要功能有：接收外部信号输入（继电器接点信号、接触器信号、传感器信号及由操作PLC传来的信号），按照拟定的逻辑控制继电器动作（包括起车预告、电气制动停车、紧急停车及正常停车等），将全部输入信号及部分输出信号发送操作PLC。
2、PLC维护
PLC控制系统的维护也是非常重要的环节，维护的主要内容主要有检查电源电压、周围环境温度和湿度，以及输入输出端子的工作电压是否正常，备份电池是否定期更换等等。
3、应用效果
通过PLC全数字控制系统在我矿地面3#钢缆机的应用，满足了3#钢缆机的运输要求，基本杜绝了机电事故，实践证明了该套电控系统，性能优良，保护齐全，具有较强的自诊断能力， 故障率小，控制精度高，操作简单，维护方便，能够保证钢缆胶带机 安全、可靠、稳定的运行，安全经济效益显著：
1、电控改造后，系统设备性能好，提高了传动效率，降低了电力损耗，降低了无功损耗，每年节约电费将近100万元。
2、该套电控系统性能优良、功能强大，具有计时、顺控等功能，很好的控制了3#钢缆机的运输情况，该电控系统保护功能全面，遇到任何的故障，例如，电流过大、温度过高等都能以最快的速度检测处来，并保护整个系统避免发生故障，因此，该系统安全可靠程度非常高，基本杜绝了机电事故。
3、该电控系统系统设备具有较强的自检功能，发生任何故障，都能够及时准确的提示故障点和各项参数数据，并给予报警。由于检测出了故障点，就大大缩短故障处理时间，为生产赢得了时间，同时也减少了处理事故时的不安全因素、大幅度降低了职工的劳动强度。
4、此系统性能优良，元器件不易坏，不用经常性的更换元器件，节省了材料费。
5、PLC控制系统采用程序控制，不易破坏，运行稳定，为矿井生产提供了可靠的保障。
6、该套电控设备所用的环氧树脂干式变压器，具有防火、防潮等优点，安全可靠。
7、设备整体性能好，操作既方便又简单，不会产生因为司机误操作而发生事故的现象。
8、系统控制采用励磁反向电气制动，减小机械冲击，提高了系统的安全性。
关键词： PLC 控制 可靠性 模块地址
中图分类号： TB114.2
孙村矿3#钢缆机原来采用传统的继电接触器控制系统，继电接触器控制系统设备体积大、可靠性差、动作速度慢、功能少，难于实现较复杂的控制。相比之下，可编程控制器控制系统功能强大、速度快、可靠性好，能够实现较复杂的控制，因此，为了满足矿井生产的需求，可编程序控制器控制系统（即PLC控制系统）取代继电接触器控制系统具有重大的现实意义。
1、PLC控制系统应用
由于继电接触器控制系统存在上述缺点，不能满足矿井生产的需求，严重制约着矿井的发展，因此，为了解决设备性能差、故障率高、维修困难等问题，将3#钢缆机原继电接触器控制系统改造为PLC全数字控制系统。
1.1 PLC控制系统的特点：
（1）可靠性高，抗干扰能力强；
由于工业生产过程的连续性，同时工业现场的各种电磁干扰特别严重，针对这一情况，PLC采取了一系列的措施，使PLC的平均无故障运行时间高达几十万小时。
（2）通用性强，使用方便
由于PLC产品的系列化和模块化，PLC配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选择，可以组成能满足各种控制要求的控制系统。
（3）功能强，适应面广
PLC不仅具有逻辑运算、计时、计数、顺控等功能，而且还具有A/D、D/A转换，数值运算和数据处理等功能。PLC还具有通信联网的功能，可与上位计算机构成分布式控制系统。
（4）编程方法简单，容易掌握
PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图进行，在梯形图中，主要由人们熟悉的常开触点、常闭触点和线圈、计时、计数等符号组成，在此基础上又增加了算术运算、数据处理和传送、通信等功能，很容易被一般技术人员甚至技术人员所理解和掌握。
（5）PLC控制系统的设计、安装、调试、维护方便
PLC软件功能可以取代继电控制系统中的各种器件，控制柜的设计、安装接线工作量大为减少。PLC的用户程序可以在实验室模拟调试，调试好再将PLC控制系统安装到现场，进行联机调试，既安全，又快速方便，这就大大缩短了应用设计和调试的周期。PLC具有完善的自诊断和显示功能，维修极为方便。
（6）体积小、重量轻、功耗低
由于PLC是将微电子技术应用于工业控制设备的新型产品，因而PLC的结构紧凑、坚固、体积小、重量轻、功耗低。
1.2 PLC系统的组成
PLC控制系统一般由中央处理器、电源部件和输入输出部分组成。本电控系统中，使用两个独立的PLC子系统组成一个PLC网络系统，其中一个PLC安装在操作台（简称操作PLC）中，另一个PLC安装在PLC保护柜（简称保护PLC）中，使用一根二芯电缆将两个PLC连接在一起，组成一个MPI网络；在操作PLC中，通过CP340模块与上位机进行通信，使用RS-485标准通信接口，其组成框图如下：
1.3 PLC系统的工作原理及功能
PLC通过输入模块接收外部的数字量/模拟量信号输入，PLC接收到这些输入信号后，将它们存放在CPU的输入存储区，CPU根据预先编好的程序，对输入信号进行运算、处理，其结果存放在CPU的输出存储区，然后将这些处理结果通过输出模块输出数字量/模拟量信号，控制继电器的得电/失电或指示灯的开亮/熄灭，从而达到逻辑控制的目的。PLC用于逻辑控制时，其功能相当于多个无触点继电器的逻辑组合。
PLC的扫描工作过程如下：
PLC的扫描工作过程
PLC具有内部定时器及内部计数器功能，可以实现定时控制逻辑和脉冲计数。
PLC 软件采用STEP 7程序设计语言编写，使用一根编程电缆连接编程器和PLC，当程序编写完成后，通过编程口将程序下载到PLC的CPU RAM程序存储区中，则PLC可脱离编程器而独立运行CPU中的程序，以实现各种不同的控制目的。
1.4 操作PLC的组成及功能
（1）组成
操作PLC安装在操作台的后侧，它由下列模块组成：
模块名称 模块型号 模块数量
电源模块 PS-307/5A 1
CPU模块 CPU314 1
输出模块 SM322/16xREL 3
输入模块 SM321/32xDC24V 1
通信模块 CP340-RS422/485 1
它们的地址分别为：
电源模块及CPU模块没有地址；
第一个输出模块地址是：Q0.0-Q0.7，Q1.0-Q1.7 共16个输出端子；
第二个输出模块地址是：Q4.0-Q4.7，Q5.0-Q5.7 共16个输出端子；
第三个输出模块地址是：Q8.0-Q8.7，Q9.0-Q9.7 共16个输出端子；
输入模块地址是： I12.0-I12.7，I13.0-I13.7，I14.0-I14.7，I15.0-I15.7 共32个输入端子；
通信模块地址是： 320-335 共16位。
（2）功能
操作PLC的主要功能有：接收外部信号输入（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），按照拟定的逻辑控制操作台面板上指示灯的状态，将部分输入/输出信号发送给保护PLC，将全部输入信号发送给上位机系统。 当PLC与上位机的通信正常时，封闭操作台中的ZJ5、ZJ6、…、ZJ14继电器，使它们不起作用，当PLC与上位机的通信中断时，开启这些继电器，使它们的接点信号输入PLC，以替代来自上位机的信号。
1.5 保护PLC的组成及功能
（1）组成
保护PLC安装在继电柜的上部，它由下列模块组成：
模块名称 模块型号 模块数量
电源模块 PS-307/5A 1
CPU模块 CPU314 1
输出模块 SM322/16xDC24V 2
输入模块 SM321/32xDC24V 2
它们的地址分别为：
电源模块及CPU模块没有地址；
第一个输出模块地址是：Q0.0-Q0.7，Q1.0-Q1.7 共16个输出端子；
第二个输出模块地址是：Q4.0-Q4.7，Q5.0-Q5.7 共16个输出端子；
第一个输入模块地址是：I8.0-I8.7，I9.0-I9.7，I10.0-I10.7，I11.0-I11.7 共32个输入端子；
第二个输入模块地址是：I12.0-I12.7，I13.0-I13.7，I14.0-I14.7，I15.0-I15.7 共32個输入端子；
（2）功能
保护PLC的主要功能有：接收外部信号输入（继电器接点信号、接触器信号、传感器信号及由操作PLC传来的信号），按照拟定的逻辑控制继电器动作（包括起车预告、电气制动停车、紧急停车及正常停车等），将全部输入信号及部分输出信号发送操作PLC。
2、PLC维护
PLC控制系统的维护也是非常重要的环节，维护的主要内容主要有检查电源电压、周围环境温度和湿度，以及输入输出端子的工作电压是否正常，备份电池是否定期更换等等。
3、应用效果
通过PLC全数字控制系统在我矿地面3#钢缆机的应用，满足了3#钢缆机的运输要求，基本杜绝了机电事故，实践证明了该套电控系统，性能优良，保护齐全，具有较强的自诊断能力， 故障率小，控制精度高，操作简单，维护方便，能够保证钢缆胶带机 安全、可靠、稳定的运行，安全经济效益显著：
1、电控改造后，系统设备性能好，提高了传动效率，降低了电力损耗，降低了无功损耗，每年节约电费将近100万元。
2、该套电控系统性能优良、功能强大，具有计时、顺控等功能，很好的控制了3#钢缆机的运输情况，该电控系统保护功能全面，遇到任何的故障，例如，电流过大、温度过高等都能以最快的速度检测处来，并保护整个系统避免发生故障，因此，该系统安全可靠程度非常高，基本杜绝了机电事故。
3、该电控系统系统设备具有较强的自检功能，发生任何故障，都能够及时准确的提示故障点和各项参数数据，并给予报警。由于检测出了故障点，就大大缩短故障处理时间，为生产赢得了时间，同时也减少了处理事故时的不安全因素、大幅度降低了职工的劳动强度。
4、此系统性能优良，元器件不易坏，不用经常性的更换元器件，节省了材料费。
5、PLC控制系统采用程序控制，不易破坏，运行稳定，为矿井生产提供了可靠的保障。
6、该套电控设备所用的环氧树脂干式变压器，具有防火、防潮等优点，安全可靠。
7、设备整体性能好，操作既方便又简单，不会产生因为司机误操作而发生事故的现象。
8、系统控制采用励磁反向电气制动，减小机械冲击，提高了系统的安全性。