[浅谈三菱PLC在自动控制设备中的应用]三菱plc的优点

　　【摘要】可编程控制器PLC是专为工业应用而设计的进行数字运算操作的电子控制装置。由于其具有可靠性高，功能强，编程简单，人机交互界面友好等特性而广泛用于工业控制系统。本文以三菱PLC为代表，针对其主要特点及在矿井提升机电控中的应用问题进行探讨，以期通过本文的阐述促进三菱PLC技术在工业电气自动化中的推广应用。
　　【关键词】三菱PLC;矿井;提升机;电控
　　
　　1.三菱PLC的主要特点
　　三菱PLC是三菱电机在大连生产的主力产品。三菱PLC在中国市场常见的有以下型号：FR-FX1N FR-FX1S FR-FX2N FR-FX3U FR-FX2NC FR-A FR-Q。三菱PLC主要具有以下特点：
　　1.1结构灵活
　　不受环境的限制，有电即可组建网络，同时可以灵活扩展接入端口数量，使资源保持较高的利用率，在移动性方面可与WLAN媲美。
　　1.2传输质量高、速度快、带宽稳定
　　可以很平顺的在线观赏DVD影片，它所提供的14Mbps带宽可以为很多应用平台提供保证。最新的电力线标准Home Plug AV传输速度已经达到了200Mbps；为了确保QoS，Home Plug AV采用了时分多路访问（TDMA）与带有冲突检测机能的载体侦听多路访问（CSMA）协议，两者结合，能够很好地传输流媒体。
　　1.3低成本
　　充分利用现有的低压配电网络基础设施，无需任何布线，节约了资源。无需挖沟和穿墙打洞，避免了对建筑物、公用设施、家庭装潢的破坏，同时也节省了人力。相对传统的组网技术，PLC成本更低，工期短，可扩展性和可管理性更强。目前国内已开通电力宽带上网的地方，其包月使用费用一般为50-80元/月左右，这样的价格和很多地方的ADSL包月相持平。
　　1.4适用面广
　　PLC作为利用电力线组网的一种接入技术，提供宽带网络“最后一公里”的解决方案，广泛适用于居民小区，酒店，办公区，监控安防等领域。它是利用电力线作为通信载体，使得PLC具有极大的便捷性，只要在房间任何有电源插座的地方，不用拨号，就立即可享受4.5~45Mbps的高速网络接入，来浏览网页�拨打电话，和观看在线电影，从而实现集数据、语音、视频，以及电力于一体的“四网合一”。
　　2.三菱PLC在矿井提升机电控中的应用
　　为了便于对提升机运行的准确操作，防止过卷、坠罐等恶性事故的发生，精确控制提升容器任一时刻在井中的位置与运行速度，减少系统的故障率，提高系统的可维护性。某煤业公司根据实际运行和维护的要求，在细致研究原电控系统的基础上，结合国内外提升机的运行及改造情况，对原有的电控系统提出了以下改造方案。
　　2.1方案介绍
　　2.1.1采用模块组合式设计思想，结构紧凑，方便、灵活、占地小，易于系统的维护与功能的扩展。
　　2.1.2整机采用三菱PLC(FX2N)控制，采用内部继电器代替外部中间继电器和时间继电器，大大提高了系统的可靠性，减小系统的故障率．实现了系统的程序化运作和故障自诊处理。
　　2.1.3主电路过电压过电流保护环节：保留原有的电流继电器、主脱扣空气开关和逆功率继电器，并且把节点送入PLC处理。
　　2.1.4在保留原来测速发电机做为测速反馈的基础上，增加高精度绝对编码器实现提升机的位置和速度、方向监测。运用软件编程，实现提升机的限位保护、过速保护等。
　　2.1.5按照以电流为主、时间为辅的控制思想，自动调整切除电阻的时间，保障提升机的平稳启动，而与提升负载无关，同时实现启动保护，运行保护。时间继电器全部采用PLC内部继电器，可以进行手动修改。
　　2.1.6可调闸环节：保持原有的操作方式，对其控制部分进行重新设计，以接人整个系统实现控制和监测。CPU进行数据的控制处理后通过模拟量的输出来控制模块化的可调电源，用其对可调闸线圈进行控制。增加了系统的准确性，可靠性。
　　2.1.7可控硅动力制动环节：采用先进的数字触发电路，对其触发电路进行改造。其控制也采用CPU进行统一的控制和处理。保留原有的控制方式，增加一个电压反馈板，以进行更加精确和可靠的控制。
　　2.1.8二次制动可自动进行调节，但手动可以调节二次制动的力矩和时间。停电和过卷时，通过程序来实现故障保护，实现连锁。
　　2.1.9自整角机部分：保留用于深度指示的一对感应自整角机，用于带动操作台上的圆盘指示器。手闸自整角机，脚踏动力制动自整角机，减速段速度给定自整角机均换为轴角转换器。取消原电控磁放大器，采用轴角变换器把角度信号转成标准信号，实现1／5000的转换精度，接入CPU进行统一处理。
　　2.1.10控制系统的主要电器元件均采用进口元件，大大降低了设备的故障率。
　　2.2控制系统简介
　　计算机技术和网络技术的飞速发展，为工业自动化开辟了广阔的发展空间，本控制系统采用模块化设计，结构紧凑，采用柜内集中安装，各功能模块之间通过并行背板总线相连，将控制系统分成独立而又相互联系的子系统，以适合I/O分散安装的控制程序。
　　CPU均采用IEC1131―3编程语言。它具有以下功能：①完成各种工业控制，建立和管理项目；②对硬件和通讯作组态和参数赋值；③管理符号及创建程序，向可编程序控制器下载程序，上传数据；④诊断设备故障；⑤测试自动控制系统；⑥功能强大的软件处理指令；⑦具有强大的网络功能。
　　轴角变送器采用自整角机或旋转变压器作检测元件，运用最新检测技术，将旋转物体转过的角度经微处理器进行处理后换算成角位移或直线位移输出。取消了传统的SD变换，提高了转换精度。该模块同传感器组合相当于8～l6位的绝对编码器测量精度，其性价比远高于编码器测量方式，是工业现场最为理想的角位测量模块。
　　高精度绝对编码器选用E6C2-A，其精度能达到1024或更高，耐冲击性能达到1000M/S2，具有极高的耐用性，且采用密封轴承，达到IP64防护标准，可以在恶劣的环境下使用。运用软件编程，实现提升机的位置和速度、方向监测，实现提升机的限位保护、加速度保护、位置检测等，及时发出预报警信号。
　　2.3系统的主要性能指标
　　2.3.1系统的可用性。系统的设计充分考虑了在整个工程环境中的不同因素，以保证在现场安装调试后立即适用并进入稳定可靠运行。
　　2.3.2系统的可维护性。系统的硬件、软件设备便于维护，各部件都具有自检和联机诊断校验的能力。软件有备份，便于工程师维护，应用程序易于扩充，便于用户自行编制的程序加入系统中运行。
　　2.3.3系统的可靠性。系统在工程现场运行具有很高的可靠性，其平均无故障时间MTBF≥30000h。除了符合要求的保护和闭锁功能外，还增加了软件的保护功能。
　　2.3.4系统的容错能力。软、硬件设备具有良好的容错能力，当各软、硬件功能与数据采集处理系统的通讯出错，以及当司机或运行人员在操作过程中发生一般性错误时，均不影响系统的正常运行。对意外情况引起的故障，系统具备恢复能力。
　　2.3.5系统的安全性。正常情况下，硬件和软件设备的运行均不会危及现场其他设备的安全稳定运行和工作人员的安全。
　　2.3.6系统的抗电磁干扰能力。系统具有足够的抗电磁干扰能力，加入软件滤波，符合IEC标准，确保在各种环境中的稳定运行。
　　3.结束语
　　该控制系统于2009年年底正式投入运行。通过运行发现该控制系统具有运算速度快、控制精度高、误差小、稳定性好、功耗低、系统功能易于调整、参数设置简单等优点。■
　　
　　【参考文献】
　　［１］李建兴．可编程序控制器应用技术．北京:机械工业出版社，2004:37-39.
　　［２］陈忠华．可编程控制器与工业自动化系统．北京:机械工业出版社，2006:1-15.
　　［３］凌志浩．现场总线与工业以太网．北京:机械工业出版社，2006:24-26，250-258.