本站原创摘 要：应用DP通讯编码器在斗轮堆取料机电气控制系统中, 使数据采集可靠, 干扰源减少,提高整机结构安全可靠性,系统采用Profibus-DP总线控制系统.系统的控制水平大大提高.
关 键 词 ： 斗轮堆取料机；总线；编码器
中图分类号：TD56 文献标识码：A
1.概述
臂斗轮堆取料机（以下简称斗轮机）是一种可使用在各种自然环境（高寒地区、沙漠地带、湿热带雷暴和海洋气体腐蚀的环境）下,并能够连续、高效工作的散状物料挖掘、堆取的大型工业装备,它对国民经济的发展起到了积极的促进作用.国际上有代表性的斗轮机制造厂商主要有德国的KRUPP公司、英国的S.H公司、意大利的IT公司、日本的石川岛播磨公司和美国的MW公司等.随着机电一体化技术的发展,斗轮机的作业能力、作业效率、工作可靠性和环境适应性都提高到一个崭新水平.目前,国际先进水平的斗轮机已实现在恶劣自然条件下全自动操作.
斗轮机是重型机械设备, PLC、变频器、编码器和软启停器等应用于斗轮机控制系统中后,使斗轮机的工作平稳性得到了较大提高.斗轮堆取料机的大车行走机构中应用变频调速技术,实现了大车机构的平稳启动与制动,通过变频技术减小启动与制动过程中对设备的冲击.运行中通过编码器采集的数据控制变频器提高了斗轮机悬臂回转的工作效率,使设备实现了等量取料,提高了整机结构安全可靠性,延长减速机主要零部件的使用寿命.使故障及检修率下降,系统的控制水平得到了提高.在设备运行时需要采集行走距离、回转角度、俯仰角度.并将此三组数据用于程序计算参与控制,并显示在触摸屏上用于向操作工提供操作时控制参考.因为常规编码器需要连至PLC的高速计数模块才能应用,因斗轮机需要使用三个编码器,因此需要使用俩个高速计数模块,在使用DP通讯式编码器后,节省了高速计数模块,只需将编码器连接至DP通讯网路即可,因此不但提高数据稳定性的情况下,还节省了设备成本.
2.斗轮堆取料机的硬件系统设计
斗轮堆取料机的电气控制系统中,根据堆取料机控制系统结构特征与控制精度的要求,采用SIEMENS公司的S7 300系列可编程序控制器,主机采用CPU317-2PN/DP,提供一个PROFIBUS DP接口.变频调速系统采用施耐德公司的Altivar 71变频器.
编码器采用丹娜赫公司的DP通讯编码器,编码器型号为AC58/1213EF.42DPZ.变频器、人机界面、传感器等复杂的现场装置,通过独立的Profibus-DP接口直接连接到现场总线上.PLC通过DP总线采集变频器、编码器、软启动器的状态信息,然后在程序中进行逻辑运算处理,并通过PLC发出相应的控制数据给DP从站,从而通过总线系统去控制设备的运行.
3.编码器地址的设置
在总线上通过地址（编码为0至64之间）来识别DP通讯编码器.地址与对应于编码器内部的DIP开关,8个开关中的DIP1-DIP7的位置0（上/OFF）或1（下/ON）给出的二进制数于程序中的DP地址,DIP9-DIP10为控制编码器终端电阻的开关.如图1所示.
4.软件控制系统的设计
4.1 项目硬件组态
通过STEP7编程软件对斗轮堆取料机控制系统的硬件配置进行组态.在项目中插入相应的可编程序控制器的硬件结构.在编程前需要将编码器器的GSD文件导入到PLC中去,见图2.GSD导入后就可以组态一套完整的硬件控制系统.
4.2项目程序开发
完成了硬件组态,就可以为可编程模板生成软件,选择编程语言,完成程序逻辑.DP编码器同S7300通讯可以直接寻址方式,DP编码器将检测到的数据经编码器处理后,送到PLC中参与计算,PLC将在校正位置对编码器进行数据校正,样样得到的数据会更加精确.
此设计中将编码器的每转一周所发送给PLC的数值设置为4096,因为此编码器无负值输出,因此每当编码器右0向反方向旋转时会直接变为编码器记录数据的最大值37FFFF,因此根据编码器此工作数据在PLC中逻辑运算后得出斗轮机的运行距离、回转角度、俯仰角度用于程序计算,参与控制,并将此数据显示在触摸屏上,供操作工操作参考.
结语
采用编码器在斗轮机中的应用,提高了设备的稳定性、易控性、先进性.且降低了斗轮机系统的成本,采用具有DP通讯功能的编码器提高了系统的控制水平,使系统传输数据更快,性能更加优越.