论文部分内容阅读
[摘 要]针对焙烧天车夹具提升运行中存在的问题，使用绝对值编码器进行保护。介绍绝对值编码器选型、安装及调试过程，以及在控制系统硬件和软件的组态方法，提高设备的安全性及稳定性。
[关键词]焙烧天车夹具提升机构 绝对值编码器 控制系统组态。
中图分类号：TF111 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）25-0209-02
[Abstract]in view of the problems in operation of roasting crane fixture promotion， protection using absolute value encoder. The absolute value encoder type selection， installation and debugging process， as well as in the control system hardware and software configuration method， improve equipment safety and stability.
[Key words]roasting traveling crane clamp lifting mechanism of absolute value encoder control system configuration.
一.前言
焙烧天车的夹具是由下端夹具、钢丝绳和卷扬机组成，负责将生炭块从编组站运送到焙烧炉中，或将熟炭块从焙烧炉中运送到编组站。要确保夹具升降过程中稳定运行，防止夹具在上升或下降过程中出现溜钩现象砸坏地面设备，避免造成设备损坏及人员的伤亡。
在卷扬机卷筒轴安装编码器时候检测卷扬机卷筒轴在单位时间内的脉冲数，当在单位时间内脉冲数大于设定的范围内通过程序立即停止上升或下降运行，同时抱闸断电立即制动使夹具运行停止，以保证设备及人员的安全。
二.编码器的选型及安装
1.选型
光电式绝对值编码器是数字传感器，精度高、灵敏性好，便于连接PLC系统，最终选用德国倍加福多圈绝对值编码器。
2.机械安装
使用专门的弹簧式联轴器联接主卷扬机卷筒轴和编码器，编码器通过检测卷筒轴旋转圈数进行精确定位。
3.电气连接
编码器通过总线连接在PLC的DP输入口。为避免干扰，DC+24V供电电源最好不要由PLC的CPU电源供电。通过可拆取端子接线盒中的DIP开关进行编址，用DIP开关固定地址和总线终端电阻。用DIP开关设定地址应与STEP7硬件组态中从站地址一致。若是最后1个编码器，要将终端电阻接入，否则无法实现传输。DP电缆屏蔽必须接到螺丝。
三.编码器在控制系统的组态
1.控制系统
控制系统采用西门子S7—300 PLC CPU315—2DP作为控制主站，用于整个焙烧天车及设备控制。通过标准化的PROFIBUS—DP现场总线连接扩展机架中的通信模块IM153和独立的智能从站，形成完整的集成分布式控制系统。PLC作为主站两者之间通过PROFIBUS总线进行数据传递，要增加编码器从站还需在STEP7上对相应从站进行硬件组态和软件组态。
2.硬件组态
安装编码器的GSD文件。STEP7系统支持不属于西门子公司但能提供符合其规范的GSD硬件识别驱动的硬件设备。该编码器不属于西门子公司，因此必须先安装GSD文件，组态时才能在硬件目录下找到该设备。打开工程项目下SIMATIC 300，STATION的Hardware，进入HW Congfig组态管理器，显示硬件网络。在HW Config组态管理器option下拉菜单中选择“Install GSD File”，安装正确的GSD文件（GSD文件可以从网路上下载）。此后即可在STEP7的HW config下找到已经安装驱动的硬件。硬件组态时，选好编码器对应的工作方式及站号后，存储编译，下载至PLC。不能带电插拔编码器主体（编码器前端）和接线部分（编码器后端），否则将损坏编码器，并且影响整个DP网通信。
硬件组态图一所示：
3.程序编制
硬件组态完毕之后找到对应的地址，读取编码器数值，动作夹具卷扬机构，看编码器数值是否对应发生变化，若数值跟随夹具机构升降而发生变化证明硬件组态，数据地址等安装成功，通过编译程序计算在单位时间内（通过取平均值）的数值变化而判断夹具升降机构是否正常，若在单位时间内大于某一设定极限立即停止夹具机构的升降抱闸延时0.5S断电，起到缓冲作用，保证设备安全。
程序编制图二所示：
四.结束语
通过本次研究实验，采用绝对值编码器在焙烧天车夹具升降中实施保护，有效地防止了因失速控制而引起的设备故障，大大提高了设备运行的可靠性，保证了生产的稳定运行。
参考文献
[1] 李南等.编码器原理及应用[J].中国仪器仪表，2002（5）.
[2] 唐镜军.光电脉冲编码器电路原理[J].武汉理工大学，2007（9）.
[关键词]焙烧天车夹具提升机构 绝对值编码器 控制系统组态。
中图分类号：TF111 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）25-0209-02
[Abstract]in view of the problems in operation of roasting crane fixture promotion， protection using absolute value encoder. The absolute value encoder type selection， installation and debugging process， as well as in the control system hardware and software configuration method， improve equipment safety and stability.
[Key words]roasting traveling crane clamp lifting mechanism of absolute value encoder control system configuration.
一.前言
焙烧天车的夹具是由下端夹具、钢丝绳和卷扬机组成，负责将生炭块从编组站运送到焙烧炉中，或将熟炭块从焙烧炉中运送到编组站。要确保夹具升降过程中稳定运行，防止夹具在上升或下降过程中出现溜钩现象砸坏地面设备，避免造成设备损坏及人员的伤亡。
在卷扬机卷筒轴安装编码器时候检测卷扬机卷筒轴在单位时间内的脉冲数，当在单位时间内脉冲数大于设定的范围内通过程序立即停止上升或下降运行，同时抱闸断电立即制动使夹具运行停止，以保证设备及人员的安全。
二.编码器的选型及安装
1.选型
光电式绝对值编码器是数字传感器，精度高、灵敏性好，便于连接PLC系统，最终选用德国倍加福多圈绝对值编码器。
2.机械安装
使用专门的弹簧式联轴器联接主卷扬机卷筒轴和编码器，编码器通过检测卷筒轴旋转圈数进行精确定位。
3.电气连接
编码器通过总线连接在PLC的DP输入口。为避免干扰，DC+24V供电电源最好不要由PLC的CPU电源供电。通过可拆取端子接线盒中的DIP开关进行编址，用DIP开关固定地址和总线终端电阻。用DIP开关设定地址应与STEP7硬件组态中从站地址一致。若是最后1个编码器，要将终端电阻接入，否则无法实现传输。DP电缆屏蔽必须接到螺丝。
三.编码器在控制系统的组态
1.控制系统
控制系统采用西门子S7—300 PLC CPU315—2DP作为控制主站，用于整个焙烧天车及设备控制。通过标准化的PROFIBUS—DP现场总线连接扩展机架中的通信模块IM153和独立的智能从站，形成完整的集成分布式控制系统。PLC作为主站两者之间通过PROFIBUS总线进行数据传递，要增加编码器从站还需在STEP7上对相应从站进行硬件组态和软件组态。
2.硬件组态
安装编码器的GSD文件。STEP7系统支持不属于西门子公司但能提供符合其规范的GSD硬件识别驱动的硬件设备。该编码器不属于西门子公司，因此必须先安装GSD文件，组态时才能在硬件目录下找到该设备。打开工程项目下SIMATIC 300，STATION的Hardware，进入HW Congfig组态管理器，显示硬件网络。在HW Config组态管理器option下拉菜单中选择“Install GSD File”，安装正确的GSD文件（GSD文件可以从网路上下载）。此后即可在STEP7的HW config下找到已经安装驱动的硬件。硬件组态时，选好编码器对应的工作方式及站号后，存储编译，下载至PLC。不能带电插拔编码器主体（编码器前端）和接线部分（编码器后端），否则将损坏编码器，并且影响整个DP网通信。
硬件组态图一所示：
3.程序编制
硬件组态完毕之后找到对应的地址，读取编码器数值，动作夹具卷扬机构，看编码器数值是否对应发生变化，若数值跟随夹具机构升降而发生变化证明硬件组态，数据地址等安装成功，通过编译程序计算在单位时间内（通过取平均值）的数值变化而判断夹具升降机构是否正常，若在单位时间内大于某一设定极限立即停止夹具机构的升降抱闸延时0.5S断电，起到缓冲作用，保证设备安全。
程序编制图二所示：
四.结束语
通过本次研究实验，采用绝对值编码器在焙烧天车夹具升降中实施保护，有效地防止了因失速控制而引起的设备故障，大大提高了设备运行的可靠性，保证了生产的稳定运行。
参考文献
[1] 李南等.编码器原理及应用[J].中国仪器仪表，2002（5）.
[2] 唐镜军.光电脉冲编码器电路原理[J].武汉理工大学，2007（9）.