[word格式] 基于PLC的接触线滑板磨耗机控制系统研制

[word格式] 基于PLC的接触线滑板磨耗机控制系统研制 基于PLC的接触线滑板磨耗机控制系统研 制 第36卷第1期 \t)l36,1)_l 质量检验 ,flr,,f,\,{,,1Ii,IA,f)I,,I,f:(lI{}, 基于PLC的接触线滑板磨耗机控制系统研制 邢彤 (中国铁道科学研究院研究生部,北京100081) 摘要:简述_r接触线滑板磨耗机的基本结构和工作原理.选用西门子s7—200PLC作为主控制器.用于完 成对整个试验过程的顺序控制.同时该系统使用了变频器,旋转编码器和触摸屏等现代工业设备,较之原系统, 设备性能有了很大提高. 关键词:滑板;磨耗机;控制系统 中图分类号:U260.146文献标识码:B文章编号:1006—9178(2008)O1—0015—03 Abstract:Thestructureandworktheoryofthepantographpanabrasiontesting machineareintroducedinbrief. ThecontrolsystemusesSIEMENSS7-200PLCasthecentralcontrollertofini shtheordercontrolintheexperiment process,Meanwhilewiththehelpofmodemindustrydevices,suchastransduc er,rotaryencoderandtouchpanel, themachineSperformanceisimprovedalot. Keywords:PantographPan;AbrasionTestingMachine;ControllingSystem 1引言 接触线滑板磨耗试验机主要用于铁路电力机车 滑板与接触线问的机械与电气磨耗试验铁道部产 品质量监督检验中心接触网零部件检验站现有磨耗 试验机的控制部分基于继电器 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 ,由于长期使用, 部分按键失灵且相关功能难以满足当前需要.因此 决定重新设计控制部分,同时配合机械部分完成检 验任务 2PLC工作原理 可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicCon— troller,PLC)是70年代发展起来的以软件手段来实 现各种控制功能的装置.它把计算机的功能完备,通 用性和灵活性好等优点和继电接触式控制系统的操 作方便,简单易懂,价格低廉等优点结合起来,是一 种适应于工业环境的通用控制装置….PLC除能够完 成开关量的控制外,还能够对模拟信号进行控制,内 部集成各种软继电器.具有多种控制功能.完全能够 满足控制系统的要求. PLC是一种工业控制计算机,它的原理是建立 在计算机工作原理基础之上,通过执行反映控制要 收稿日期:2007—11-05 作者简介:邢彤,硕士在读研究生 求的用户程序来实现.其CPU以分时操作方式来处 理各项任务,程序的执行是按程序顺序依次完成相 应各电器的动作,属于串行工作方式.概括来说, PLC是按集中输入,集中输出周期性循环扫描的方 式进行工作的.CPU从第一条指令执行开始.按顺 序逐条地执行用户程序直到用户程序结束.然后返 回第一条指令开始新的一轮扫描.PLC工作的全过 程可分为3部分.第一部分是上电处理.机器上电 后,进行一次初始化.包括硬件初始化,I/O模块配 置检查,停电保持范围设定及其初始化处理等.第二 部分是扫描过程.PLC上电处理完成以后进入扫描 工作过程.先完成输入处理,其次完成与其他外设的 通信处理,再次进行时钟,特殊寄存器更新.第二部 分是出错处理.PLC每扫描一次,执行一次自诊断检 查,确定PLC自身的动作是否正常.如检查m异常 时,CPU面板上的LED及异常继电器会接通,在特 殊寄存器中会存入出错代码:当出现致命错误时, CPU被强制为STOP方式,所有的扫描便停止. 3 设计方案 关于薪酬设计方案通用技术作品设计方案停车场设计方案多媒体教室设计方案农贸市场设计方案 接触网检验站现有磨耗机的机械部分运转良 好,因此本次设计的重点放在控制系统.更换设备见 表l. 根据本次设计所控制的数宁量,模拟量数目,决 质量检验 表1主要更换设备 调压器电机主控器人机界面 原设备手动电磁调速继电器各种参数面板 现设备电动变频调速PIC触摸屏 定采用西门子s7—200系列中的226小型PLC作为 主控制器(24输入/16输出),另外还配置了相关扩 展模块(EM235,EM232,EM231),用于温度,电压, 电流等模拟量采集以及数字量扩展. 触摸屏用于试验数据的输入和显示.PLC负责 响应触摸屏及按钮动作,使设备完成顺序动作及相 关信号运算.如通过控制变频器驱动电机;采集编码 器信号,计算转速,里程信息;调节变压器变比改变 试验电流.电压等系统主要设备控制关系如图1所 示: 匿 阿一.. 原设备大盘和走行电机采用电磁调速,此次改 造使用变频调速方式.实践证明变频调速有着良好 的调速范匍和特性.所谓变频调速,就是将三相电源 接入变频器,整流成直流电,再逆变成?相变频交流 电.输出到三相异步电机上,通过改变变频器的输 即可改变电动机的转速.变频器主电路为大功率电 子器件,为无触点控制,启动,停止不仅无火花,而且 起动过程为软起动.停止过程为软停止.升降速时间 可调,无级调速稳定性好,调速范匍大,节电明显[21. 由于实际现场信号干扰以及皮带传动过程中丢 转的影响,导致实际转速与设定转速有一定的误差. 因此采用旋转编码器作为反馈.输出实际转速值.测 定大盘速度采用NIDECNEMICON公司生产的精 度为1000脉冲/圈的旋转编码器.由于速度设定值 与实际测量值相差很小.程序采用开环调控速度在 触摸屏中增加1个加减速按钮,实现微调速度的功 能.PLC采用高速计数器(HSC)实现对高速脉冲信 号计数功能.编码器有A,B和Z三相脉冲,A,B相 为2路相差90.相位差的脉冲,经正交解码为PLC ? 16? 提供反馈的计数值和转动方向信息.同时编码器旋 转1周产生1个z相脉冲,其用于累计旋转圈数, 实现试验里程计数功能. 4软件设计 系统采用西门子小型PLC专用设计软件STEP 7一Micro厂wIN完成编程工作.它支持LAD(梯形图), FBD(功能块)和STL(语句表)3种编程语言.由于梯 形图具有形象直观的特点,且易于掌握,故系统采用 它作为编程语言. PLC程序分为主程序,子程序和中断程序3部 分.主程序中使用的指令决定具体子程序的执行状 况当主程序调用子程序并执行时.子程序执行全部 指令直至结束.然后.系统将控制返回至调用子程序 网络中的主程序中断程序则由事件驱动.使用”中 断连接”指令建立中断事件与程序段之间的联系.将 中断事件附加于中断例行程序时,该中断自动被启 用l3l. 本程序共分为5部分.主程序实现设备上电,刷 新内存,完成设备顺序控制,并实现对子程序的调 用:子程序0和1分别完成对高速计数器HSC0和 HSC4相关参数的初始设定并且调用中断0和1,子 程序2实现电压,电流等模拟量信号采集及处理;中 断0和1分别完成编码器脉冲A,B和z相的采集, 处理及传送.其程序流程框图如图2所示. —————————, (开始/走行电机启动,———,....—————...一 / 1r l 内存标志佗清零大盘电机启动 1r l 行,大盘电机上电加电压 .里程计数 l 调压器上电试验里程到 1r j//,\ :=,压器回零,==J回零减电压至零 ,,,I Y1r1大盘电机停止 大盘速度里程设定l r走行电机停止 试验开始响铃J| 1r风机停止 风机启动 厂 图2PLC程序设计流程图 铁道技术监督 系统采用HITECH公司生产的PWS1711单色 触摸屏同时使用与之配套的ADP3.2.03软件对触 摸屏进行组态设计.程序下载后,触摸屏通过RS232 串口与PLC完成实时通信任务.根据操作流程设计 了主界面,操作界面和监控界面,各个界面问可相互 切换,操作方便.考虑到操作安全性,在PLC程序中 设定了相关操作互锁功能,如电机运行后才能加电 压试验.试验电压为零后电机才能停止等.当操作顺 序错误时,触摸屏会自动弹出相关提示信息.部分操 作设计界面如图3所示. 瑟_豳圜试验机挖制系统 :笑)国圈 20 耕 07.10 示 圈匿蓬毽鲑鉴 图3部分触摸屏设计界面 5结语 本系统采用现代控制技术,性能可靠稳定. 由于应用PLC作为主控器,使用软连接方式接 线,并且预留了相关测量扩展模块,因而系统性 能具有很强的扩充能力.同时应用触摸屏实现人 机交互.便于操作.目前该设备已投入使用且运 行情况良好.另外此次设计改造对以后开展的高 速接触线滑板磨耗机研制工作也具有很好的参 考价值 参考文献: [1】王永华.现代电气控制及PLC应用技术【M】.北京航空航天大 学出 版社.2006. 【2]王树东.基于触摸屏和PLC的行车控制系统设计与应用【J1_电 气 自动化,2007,(4). f31西门子公司.STEP7-Micro/WIN帮助丁册.2005. 2007年度铁路计量工作会议召开 2007年12月20—21日,2007年度铁路计 量工作会议在北京召开,会议由科技司技术监 督处冯双洲主持.铁道部科技司吴克俭副司长 出席会议并发表重要讲话.出席会议的领导还 有科技司技术监督处曾会欣处长,铁道部标准 计量研究所朱少彤所长,杨琦书记等.铁道部标 准计量研究所,各铁路局计量主管,各铁路局计 量所所长及中国南车集团,中国北车集团,中铁 物资总公司计量主管共47人席了会议. 会议的主要内容是:贯彻全路科技大会精 神, 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 2007年铁路计量工作,研究讨论2008 年铁路计量的重点工作. 吴克俭副司长在讲话中肯定了铁路计量工 作在铁路运输中的重要性,以及计量工作为铁 路运输安全持续稳定作出的贡献,在回顾了围 绕确保铁路第六次大面积提速调图运输安全的 需要,铁路计量各项工作取得的成效的同时,分 析了铁路计量工作面临的新形势,新要求,提出 铁路计量工作思路,要进一步加强铁路计量管 理体系建设,加强计量人员技术培训,建立,完 善提速安全和客运专线 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 设备量值溯源系 统,提高铁路计量技术水平,为和谐铁路建设提 供技术保障. 曾会欣处长对全路今后的计量工作提 了具体要求:希望大家在以后的工作中发挥技 术优势,积极主动地适应铁路提速的要求,努 力协调好与其他部门的工作关系,做好服务工 作.认真贯彻执行《铁路专用计量器具新产品 技术认证管理办法》(铁道部令第22号),使铁 路专用计量器具新产品技术认证工作更上一 个台阶. 与会代表对吴司长的讲话进行了认真的讨 论.并就今后的铁路计量工作提出了建设性的 意见.科技司领导在会议总结时表示,将认真研 究与会代表的意见和建议,制定2008年计量工 作要点. (铁道部标准计量研究所计测室) ? 17?