專利名稱：基于profibus現(xiàn)場(chǎng)總線的采煤機(jī)電氣控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種采煤機(jī)電氣控制系統(tǒng)，尤其是涉及一種基于PR0FIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線的采煤機(jī)電氣控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
煤礦目前使用的采煤機(jī)電氣控制系統(tǒng)是以單片機(jī)、PLC或工控機(jī)為核心的集中控制系統(tǒng)，集中控制方式，系統(tǒng)中的輸入信號(hào)、傳感器檢測(cè)到的信號(hào)等所有的信號(hào)都要通過電纜連接到控制器，造成機(jī)內(nèi)電纜排列擁擠，走線繁多，接線復(fù)雜，維護(hù)困難，而且主控制器的負(fù)載會(huì)產(chǎn)生過重，個(gè)別元器件的故障或損壞會(huì)影響到系統(tǒng)的運(yùn)行。而且，我國(guó)煤礦井下普遍使用的交流電牽引采煤機(jī)均采用銷軌式傳動(dòng)，對(duì)采煤機(jī)上的變頻器的控制多采用主從控制方式。采煤機(jī)在工作過程中，由于煤層硬度的不均勻性和地質(zhì)條件的復(fù)雜性，當(dāng)?shù)匦巫兓瘯r(shí)，其銷軌節(jié)距也會(huì)變化，不同的銷軌節(jié)距使軌輪產(chǎn)生不同的阻力，反映到由同一變頻電源供電的前后兩臺(tái)牽引電動(dòng)機(jī)上，將產(chǎn)生不同的負(fù)載電流，在極限的狀態(tài)下，可能出現(xiàn)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)過載、另一臺(tái)電動(dòng)機(jī)輕載的現(xiàn)象，在這種情況下負(fù)載電流變化很大，而控制系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)機(jī)單機(jī)的保護(hù)可能不起作用，從而導(dǎo)致變頻器變流元件損壞的事故發(fā)生。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于 PR0FIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線的采煤機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)合理，安裝、維護(hù)方便且成本低，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠、靈敏度高，實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)對(duì)兩個(gè)變頻器的同步控制，避免了不同步造成的機(jī)械設(shè)備的損害，使用效果好，便于推廣使用。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種基于PR0FIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線的采煤機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其特征在于包括上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，通過PR0FIBUS總線與上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)相接的主站PLC，與主站PLC相接的人機(jī)界面，以及通過PR0FIBUS總線與主站PLC相接的從站PLC、PR0FIBUS-DP通訊適配器一和PR0FIBUS-DP通訊適配器二，所述 PR0FIBUS-DP通訊適配器一和PR0FIBUS-DP通訊適配器二分別連接變頻器一和變頻器二， 所述主站PLC的數(shù)字量輸入端口接用于輸入控制指令的遙控器、端頭站和面板按鈕，所述從站PLC的數(shù)字量輸出端口接用于控制采煤機(jī)搖臂的升降、截割電動(dòng)機(jī)的啟停和制動(dòng)抱閘的開斷的電磁閥組，所述從站PLC的模擬量輸入端口接用于檢測(cè)對(duì)截割和破碎電動(dòng)機(jī)的電流進(jìn)行檢測(cè)的電流傳感器、對(duì)牽引變壓器以及截割和破碎電動(dòng)機(jī)的溫度進(jìn)行檢測(cè)的溫度傳感器、對(duì)瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行檢測(cè)的瓦斯傳感器、對(duì)采煤機(jī)的位置進(jìn)行檢測(cè)的位置傳感器和對(duì)搖臂的角度進(jìn)行檢測(cè)的角度傳感器。上述的基于PR0FIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線的采煤機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其特征在于所述主站 PLC為西門子公司的SIMATIC S7-315-2DP。上述的基于PR0FIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線的采煤機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其特征在于所述 PR0FIBUS-DP通訊適配器一和PR0FIBUS-DP通訊適配器二均為ABB總線適配器NPBA-12。[0007]上述的基于PR0FIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線的采煤機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其特征在于所述變頻器一和變頻器二均為ABB公司的變頻器ABB-ACS800。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型通過PR0FIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)了西門子PLC與兩ABB變頻器之間的通訊，PR0FIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線是一種經(jīng)過優(yōu)化的速度快、性價(jià)比高的通信連接，專門為自動(dòng)控制系統(tǒng)和設(shè)備級(jí)分散I/O設(shè)備之間通信設(shè)計(jì)，PR0FIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線不僅可以取代MVDC或4 20mA信號(hào)的傳輸，而且可以滿足交直流調(diào)速系統(tǒng)快速響應(yīng)的時(shí)間要求，測(cè)試結(jié)果表明本實(shí)用新型的通訊速度快、延遲小，安裝、運(yùn)行和維護(hù)成本較低，系統(tǒng)的抗干擾能力強(qiáng)。2、本實(shí)用新型中主站PLC控制變頻器一和變頻器二采用PR0FIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線作為連接主站PLC與和變頻器一和變頻器二的通信網(wǎng)絡(luò)，通過現(xiàn)場(chǎng)總線控制變頻器一和變頻器二，實(shí)現(xiàn)了主站PLC對(duì)兩變頻器的同步控制，避免了不同步造成的機(jī)械設(shè)備的損害。3、本實(shí)用新型的運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，靈敏度高，通過主站PLC對(duì)變頻器一和變頻器二所反饋的運(yùn)行狀態(tài)及故障報(bào)警狀態(tài)信號(hào)的讀取，可以方便找出系統(tǒng)中的錯(cuò)誤，使系統(tǒng)維護(hù)更加方便、高效，豐富了控制設(shè)備的信息內(nèi)容，便于實(shí)現(xiàn)管控一體化，使用效果好，便于推廣使用。下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖,附圖標(biāo)記說明
1-上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)；2-主站PLC ；
3-人機(jī)界面；
4-從站PLC ；
7-變頻器一； 10-端頭站； 13-電流傳感器 16-位置傳感器
5-PR0FIBUS-DP 通訊適 6-PR0FIBUS-DP 通訊適
配器一； 8-變頻器二； 11-面板按鈕； 14-溫度傳感器 17-角度傳感器t
配器二； 9-遙控器； 12-電磁閥組； 15-瓦斯傳感器
具體實(shí)施方式如圖1所示，本實(shí)用新型包括上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)1，通過PR0FIBUS總線與上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)1相接的主站PLC 2，與主站PLC 2相接的人機(jī)界面3，以及通過PR0FIBUS總線與主站 PLC 2相接的從站PLC 4、PR0FIBUS-DP通訊適配器一 5和PR0FIBUS-DP通訊適配器二 6，所述PR0FIBUS-DP通訊適配器一 5和PR0FIBUS-DP通訊適配器二 6分別連接變頻器一 7和變頻器二 8，所述主站PLC 2的數(shù)字量輸入端口接用于輸入控制指令的遙控器9、端頭站10和面板按鈕11，所述從站PLC 4的數(shù)字量輸出端口接用于控制采煤機(jī)搖臂的升降、截割電動(dòng)機(jī)的啟停和制動(dòng)抱閘的開斷的電磁閥組12，所述從站PLC 4的模擬量輸入端口接用于檢測(cè)對(duì)截割和破碎電動(dòng)機(jī)的電流進(jìn)行檢測(cè)的電流傳感器13、對(duì)牽引變壓器以及截割和破碎電動(dòng)機(jī)的溫度進(jìn)行檢測(cè)的溫度傳感器14、對(duì)瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行檢測(cè)的瓦斯傳感器15、對(duì)采煤機(jī)的位置進(jìn)行檢測(cè)的位置傳感器16和對(duì)搖臂的角度進(jìn)行檢測(cè)的角度傳感器17。[0023]本實(shí)施例中，所述主站PLC 2為西門子公司的SIMATIC S7-315-2DP。所述 PR0FIBUS-DP通訊適配器一 5和PR0FIBUS-DP通訊適配器二 6均為ABB總線適配器 NPBA-12。所述變頻器一 7和變頻器二 8均為ABB公司的變頻器ABB-ACS800。本實(shí)用新型的工作原理及工作過程是從站PLC 4的模擬量輸入端口接收電流傳感器13所檢測(cè)到的截割和破碎電動(dòng)機(jī)的電流、溫度傳感器14所檢測(cè)到的牽引變壓器以及截割和破碎電動(dòng)機(jī)的溫度、瓦斯傳感器15所檢測(cè)到的瓦斯?jié)舛?、位置傳感?6所檢測(cè)到的采煤機(jī)的位置以及角度傳感器17所檢測(cè)到的搖臂的角度，然后采用PR0FIBUS通訊方式傳送給主站PLC 2 ；主站PLC 2的數(shù)字量輸入端口接收遙控器9、端頭站10和面板按鈕11發(fā)出的指令信號(hào)，同時(shí)綜合從站PLC 4傳送給其的信號(hào)并經(jīng)過分析處理后向變頻器一 7和變頻器二 8傳送運(yùn)行指令，同時(shí)接受變頻器一 7和變頻器二 8反饋的運(yùn)行狀態(tài)及故障報(bào)警狀態(tài)的信號(hào)并傳送給人機(jī)界面進(jìn)行顯示或采用PR0FIBUS通訊方式傳送給上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)1 進(jìn)行顯示。變頻器一 7與PR0FIBUS-DP通訊適配器一 5相連，變頻器二 8與PR0FIBUS-DP通訊適配器二 6相連，接入PR0FIBUS-DP網(wǎng)中作為從站，接受從主站SIMATIC S7-315-2DP來(lái)的控制。PR0FIBUS-DP通訊適配器一 5或PR0FIBUS-DP通訊適配器二 6將從PR0FIBUS-DP 網(wǎng)中接收到的過程數(shù)據(jù)存入雙向RAM中，其中的每一個(gè)字都被編址，在變頻器一 7或變頻器二 8端的雙向RAM可通過被編址參數(shù)排序，向變頻器一 7或變頻器二 8寫入控制字、設(shè)置值或讀出實(shí)際值、診斷信息等參量。另外，主站PLC 2還發(fā)出控制指令并采用PROF IBUS通訊方式傳送給從站PLC 4，進(jìn)而通過從站PLC 4的數(shù)字量輸出端口輸出控制指令給電磁閥組 12，以控制采煤機(jī)搖臂的升降、截割電動(dòng)機(jī)的啟停、制動(dòng)抱閘的開斷。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種基于PR0FIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線的采煤機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其特征在于包括上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)(1)，通過PR0FIBUS總線與上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)(1)相接的主站PLC(2)，與主站 PLC(2)相接的人機(jī)界面(3)，以及通過PR0FIBUS總線與主站PLC(2)相接的從站PLC(4)、 PR0FIBUS-DP通訊適配器一(5)和PR0FIBUS-DP通訊適配器二(6)，所述PR0FIBUS-DP通訊適配器一( 和PR0FIBUS-DP通訊適配器二(6)分別連接變頻器一(7)和變頻器二(8)，所述主站PLCQ)的數(shù)字量輸入端口接用于輸入控制指令的遙控器(9)、端頭站(10)和面板按鈕(11)，所述從站PLC(4)的數(shù)字量輸出端口接用于控制采煤機(jī)搖臂的升降、截割電動(dòng)機(jī)的啟停和制動(dòng)抱閘的開斷的電磁閥組(12)，所述從站PLC(4)的模擬量輸入端口接用于檢測(cè)對(duì)截割和破碎電動(dòng)機(jī)的電流進(jìn)行檢測(cè)的電流傳感器(1 、對(duì)牽引變壓器以及截割和破碎電動(dòng)機(jī)的溫度進(jìn)行檢測(cè)的溫度傳感器(14)、對(duì)瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行檢測(cè)的瓦斯傳感器(15)、對(duì)采煤機(jī)的位置進(jìn)行檢測(cè)的位置傳感器(16)和對(duì)搖臂的角度進(jìn)行檢測(cè)的角度傳感器(17)。
2.按照權(quán)利要求1所述的基于PR0FIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線的采煤機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其特征在于所述主站PLC(2)為西門子公司的SIMATIC S7-315-2DP。
3.按照權(quán)利要求1所述的基于PR0FIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線的采煤機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其特征在于所述PR0FIBUS-DP通訊適配器一(5)禾Π PR0FIBUS-DP通訊適配器二(6)均為ABB總線適配器ΝΡΒΑ-12。
4.按照權(quán)利要求1所述的基于PR0FIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線的采煤機(jī)電氣控制系統(tǒng)，其特征在于所述變頻器一(7)和變頻器二(8)均為ABB公司的變頻器ABB-ACS800。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線的采煤機(jī)電氣控制系統(tǒng)，包括上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，主站PLC，與主站PLC相接的人機(jī)界面，以及通過PROFIBUS總線與主站PLC相接的從站PLC、PROFIBUS-DP通訊適配器一和PROFIBUS-DP通訊適配器二，PROFIBUS-DP通訊適配器一和二分別接變頻器一和變頻器二，主站PLC的數(shù)字量輸入端口接遙控器、端頭站和面板按鈕，從站PLC的數(shù)字量輸出端口接電磁閥組，從站PLC的模擬量輸入端口接電流傳感器、溫度傳感器、瓦斯傳感器、位置傳感器和角度傳感器。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，安裝、維護(hù)方便且成本低，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠、靈敏度高，使用效果好，便于推廣使用。
文檔編號(hào)G05B19/418GK202003213SQ201120083988
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月25日
發(fā)明者劉志明, 吳海雁, 趙亦輝 申請(qǐng)人:西安煤礦機(jī)械有限公司