斗轮机上煤流量自动控制方法的研究 上海电力学院 刘成健.doc

上海电力学院本科毕业设计（论文） 题目： 斗轮机上煤流量自动控制方法的研究 院系：电子与信息工程学院 专业年级：电子信息工程2010级 学生姓名： 刘成健 学 号： 20101903 指导教师： 沈文忠 2014年5月30日斗轮机上煤流量自动控制方法的研究 摘要目前电厂斗轮机取料基本采用的是人工手动的方式，在这种情况下，长时间的劳动作业带来工人身体上的疲劳将会是斗轮机安全运行的一个隐患，并且如果长时间的煤流量不均也将会对机器产生一些不良的影响。在斗轮机实际运行过程中测得斗轮电流与煤流量之间有一个良好的线性关系，所以分析出斗轮电流和煤流量之间的关系，能够较好地控制斗轮的回转频率。本篇文章研究自动控制方法是控制大车行进的步进距离，回转角度以及回转频率。大车每次行进相同的步进，在回转的过程中通过拟合的煤流量控制斗轮的回转频率，最终达到斗轮机在无人操控下平稳的运行。关键词：斗轮机，自动控制，斗轮电流，拟合RESEARCH ON THE METHOD OF AUTOMATIC CONTROL OF COAL FLOWABSTRACTAt present,power plants coal supply system is that drivers pick the coal by operating the bucket wheel reclaimer.In that case ,workers fatigue resulted from long time labor practices will be a hidden trouble to safe operation.Uneven coal flow for a long time will also do some bad effects to the machine.Bucket-wheel current has a linear relationship with coal flow due to the data measured in the actual operating process of bucket.Therefore,gyrofrequency will be well controlled,if we get the relationship between bucket-wheel current and coal flow.In this paper,automatic control is to control step distance ,rotary angle and gyrofrequency.Bucket wheel reclaimer travel the same distance and in the process of rotary.In the end ,bucket wheel reclaimer can be smoothly run .Keywords :Bucket wheel reclaimer, automatic control,bucket-wheel current,fitting 目录1绪论11.1 选题的背景和意义11.2 国内外研究现状21.3 本课题的主要工作22斗轮机42.1工作原理42.2臂架型42.2.1运行方式52.2.2构成部分52.3桥架式62.4变化特点62.5 斗轮堆取料机堆料工艺72.6斗轮机上煤系统模型83 Rockwell Software - RSLogix 5000103.1 RSLogix 5000软件简介103.2 RSLogix 5000软件操作应用103.2.1 Controller Tags的操作方法103.2.2 MainTask 的操作方法123.2.3 PLC梯形图例说134 PLC组态175 斗轮电流的拟合235.1MyFlowTool软件简介235.2数据采集235.3 数据拟合分析246 PLC自动控制方法的设计276.1自动控制方法的设计思路276.2自动控制参数拟合过程设计276.3 自动控制过程的PLC设计276.3.1自动控制流程图及PLC程序286.3.2自动控制电流控制流程图及PLC程序317结论35谢辞36参考文献37 1绪论本章主要介绍课题选题的背景和意义以及国内外的研究现状，提出采用PLC程序控制，采用斗轮电流和斗轮扭力相比较控制上煤流量大小的控制系统。 1.1 选题的背景和意义斗轮堆取料机是在斗轮挖掘机的基础上发展起来的，是一种新型高效率的连续装卸设备。其结构与斗轮挖掘机基本相同，只是在挖掘能力上有所差异。斗轮堆取料机主要用于专用的散料码头、钢铁企业、大型电站及矿山的散料装卸各种矿石、煤、砂石、焦炭、耐火材料及化工原料等散粒物料。是一种大型高效率的连续作业的装卸机械设备，在国内外得到广泛应用。斗轮堆取料机也是火力发电厂输煤系统中取煤和堆煤的重要设备之一，它的安全有效运行对电厂的正常持续运行起关键作用。正确深入地理解斗轮机的工作过程以及自动控制过程，对于提高电厂的自动化水平合理利用有限的资源(人力煤煤场)是十分必要的。斗轮机的工作过程分为取煤和堆煤，堆煤的过程是：煤沟皮带尾车的皮带斗轮机摇臂皮带煤场煤堆；取煤的过程是：煤场煤堆轮斗斗轮机摇臂皮带尾车的皮带输煤栈桥皮带原煤仓1。为了适应现代大电厂高度自动化生产的要求，斗轮机的工作过程就必须自动化智能化。例如：斗轮机何时取煤何时堆煤，取煤时该取多少,相关的设备该如何动作；堆煤时还须进行哪些相应的动作等等都让特定的系统自己来确定。控制室的操作人员可以通过电脑显示屏的画面切换来了解取煤量、悬臂角度、回转角度、大车位置、各驱动装置、辅助系统等本机各部件、各系统的运行情况;并随时与主控室之间进行数据交换,在主控室可以设定各运行参数,并通过显示屏了解斗轮机的运行状况和故障原因等。目前，斗轮机的运行方式有就地手动控制、半自动控制和自动控制三种。 就地手动控制：就地手动控制指的是操作人员在斗轮机驾驶室内对单台设备进行现场操作，不能实现系统复杂的联锁要求，斗轮机独立运行。输煤系统主控室内的工作人员不了解现场设备的工作情况和设备的运行参数，控制室内也没有设备的报警信号及相关数据。目前，我国的火力发电厂基本上全部采用就地手动控制方式（2）自动控制自动控制指的是斗轮机实现无人控制方式，工作人员可在远方控制室内对斗轮机进行堆取料及各种控制。工作人员可在远方控制室内通过监控系统监视斗轮机的工作情况，远方控制室内的监视屏幕上有反映斗轮机工作位置和工作情况的运行情况图示，有自动报警系统，也可以通过计算机了解斗轮机的各种运行参数并通过打印机获得所需要的数据。斗轮机的控制可并入输煤系统整体控制之中。目前，我国的火力发电厂只有极少数几个电厂的进口设备采用这种运行方式。（3）半自动控制斗轮机的正常运作都是靠手动操作，但集控室上位机也有一定的控制权限，集控室里的工作人员可以直接控制斗轮的启停、大车的运动等。这些操作不必经过斗轮机控制室里的司机的许可就可进行。相反，司机在操作控制斗轮机完成一些动作时，必须前经集控室的解冻，才能进行。但这种控制方式仅限于对斗轮机的简单操作，输煤控制系统与斗轮机相互之间没有信息交流。目前，国内对于斗轮机的控制研究很少，在很多电厂中对它都采用人工控制，与上位机的信息传递也采用人工控制，这很难适应现代大电厂自动生产的要求。因此，有必要对斗轮机的自动控制过程进行研究。 1.2 国内外研究现状目前国内外对斗轮堆取料机自动控制研究的例子很少，在国内的很多电厂中，对斗轮机采用手动半自动控制。有些电厂处于二者之间，比如呼市电厂，斗轮机的正常运作都是靠手动操作，但集控室（上位机）也有一定的控制权限，集控室里的工作人员可以直接控制斗轮的启停、大车的运动等。这些操作不必经过斗轮机控制室里的司机的许可就可进行。相反，司机在操作控制斗轮机完成一些动作时，必须前经集控室的解冻，才能进行。就目前采用手动、半自动控制而言，主要存在以下问题：（1）手动、半自动控制都是由司机在司机室里控制，司机在煤场现场工作。由于煤场的工作环境恶劣，司机又在高空作业，对人的身心健康不利，特别是在风雨雷电的天气中，司机在不安全的环境下工作容易发生事故。（2）手动、半自动控制中人为因素多，斗轮堆取机不能准确地根据煤仓的实际需要来提供煤量，自动化程度低，很难适应现代大型火电厂高度自动化发展的要求。（3）手动、半自动控制中很难掌握设备本身的各种机构、各零部件的运行情况和异常情况，设备与整个输每系统之间互不联系，没有信息交换，斗轮机司机也不了解整个输每系统各设备的工作状况，容易发生事故，造成设备的损坏。 1.3 本课题的主要工作通过舟山市六横电厂以及浙江乐清电厂的实地考查，获得了斗轮堆取料机结构特点与运行工况的第一手资料。在此基础上，确定系统控制方案，探讨系统的抗干扰措施。本论文主要完成以下研究内容：（1）分析了斗轮机取煤与堆煤的工艺过程，分析了斗轮机等量取料的原理及调整方式。（2）斗轮堆取料机工作环境恶劣，由系统的可靠性与实现的可行性，拟定系统的控制方案。（3）完成系统软件设计，包括斗轮机动作控制程序。实现工作人员实时监视斗轮机运行状态，控制斗轮机的运行和异常情况报警与记录。（4）由于斗轮机的工作环境存在较严重的干扰，采取适当的抗干扰措施是保证控制系统可靠运行的必要工作。本文分析了斗轮机工作现场的干扰来源，并从硬件方面提出了应采取的抗干扰措施。2斗轮机斗轮机又叫斗轮堆取料机是现代化工业大宗散状物料连续装卸的高效设备，目前已经广泛应用于港口、码头、冶金、水泥、钢铁厂、焦化厂、储煤厂、发电厂等散料（矿石、煤、焦碳、砂石）存储料场的堆取作业。 图2-1 斗轮机实体图 2.1工作原理利用斗轮连续取料，用机上的带式输送机连续堆料的有轨式装卸机械。它是散状物料（散料）储料场内的专用机械，是在斗轮挖掘机的基础上演变而来的，可与卸车（船）机、带式输送机、装船（车）机组成储料场运输机械化系统,生产能力每小时可达1万多吨。斗轮堆取料机的作业有很强的规律性，易实现自动化。控制方式有手动、半自动和自动等。斗轮堆取料机按结构分臂架型和桥架型两类。有的设备只具有取料一种功能，称斗轮取料机。 2.2臂架型 2.2.1运行方式 它有堆料和取料两种作业方式。堆料由带式输送机运来的散料经尾车卸至臂架上的带式输送机，从臂架前端抛卸至料场。通过整机的运行，臂架的回转、俯仰可使料堆形成梯形断面的整齐形状。取料是通过臂架回转和斗轮回转连续实现的。物料经卸料板卸至反向运行的臂架带式输送机上，再经机器中心处下面的漏斗卸至料场带式输送机运走。通过整机的运行，臂架的回转、俯仰，可使斗轮将储料堆的物料取尽2。 2.2.2构成部分臂架型斗轮堆取料机由斗轮走行、机构、回转机构、带式输送机、尾车、俯仰、喷水除尘、防风防雷接地、配重、门座等二十几个部件组成。走行机构：底部装有轮子，可以实现斗轮机在固定钢轨上的行走，行走距离根据轨道的长度而定，轮子的个数根据总图设计的重量来定的，各轮子通过二轮台车架、四、六、八、十、十六平衡梁实现与门座的连接。斗轮机构：是取料的工作机构，包括斗轮及其驱动装置。斗轮分无格式、半格式和有格式3种。无格式斗轮的铲斗没有斗底，在非卸料区内用固定在臂架上的圆弧挡板堵住斗中散料，散料在圆弧挡板上滑移。在卸料区内没有圆弧挡板而有一个固定的斜溜槽。当铲斗随轮体回转至卸料区时，斗中物料在自重作用下经斜溜槽滑到带式输送机上。它的卸料区间大，因而斗轮转速较高，可提高作业能力，能卸较粘物料。半格式斗轮的结构与无格式相似，只是将斗壁向斗轮中心延伸一段，使圆弧挡板与轮体之间的距离加大，以减少在圆弧挡板与轮体间发生卡料的可能性。有格式斗轮的每个铲斗的斗底是一个扇形斜溜槽，在非卸料区却有固定不动的侧挡板。当铲斗随轮体回转至一定高度后,斗中散料开始沿扇形斜溜槽向斗轮中心滑动,铲斗到达卸料区后，由于没有侧挡板阻挡，散料经斜溜槽、卸料板滑到带式输送机上。有格式斗轮卸料慢，需较大的斗轮直径，但不会产生卡料现象，适用于坚硬物料。三种斗轮中以无格式应用最多。斗轮的传动方式有机械与液压两种，一般不需调速。回转机构:由回转支承和驱动装置两部分组成,用以使臂架左右回转。为保证臂架在任意位置时斗铲都能装满,回转速度要求在0.010.2转/分的范围内按一定规律实现自动无级调节。大多用直流电动机或液压驱动。臂架带式输送机：供输送物料之用。在堆料、取料作业时，输送带需正反向运行。尾车：将料场带式输送机与斗轮堆取料机联系在一起的机构。料场带式输送机的输送带绕过尾车机架上的两个滚筒，呈S形走向,以便在堆料时把物料由料场带式输送机转运到斗轮堆取料机上去。俯仰机构和运行机构：均与门座起重机中相应的机构相似。喷水除尘机构：当堆取的物料是粉末状时，就需要喷水，以防止起灰尘，附属走道上装有大型水箱供水。该机构是单独运行的。防风防雷接地系统：大风、大雨天气，调节或控制斗轮机的整体运行及安全的保护系统。配重系统，平衡斗轮机构用的，一般是钢筋混凝土结构，总装的时候浇筑成型，附带的机构斗轮臂，可以归类为臂架机构里。门座：门座是连接走行机构中平衡梁与上部回转的中间部件，回转动作的实现参见回转机构3。 2.3桥架式桥架式斗轮堆取料机 按桥架形式又分为门式和桥式两种。门式斗轮堆取料机：它有一个门形的金属构架和一个可升降的桥架。门架横梁上有一条固定的和一条可移动且可双向运行的堆料带式输送机，在门架一侧的料场带式输送机线上设有随门架运行的尾车。无格式斗轮通过圆形滚道、支承轮、挡轮套装在可沿升降桥架运行的小车上，桥架内装有带式输送机。堆料时，物料经料场带式输送机、尾车转至堆料带式输送机上，最后抛卸至料场。通过门架的移动及其上堆料带式输送机的运行，使物料形成一定形状的料堆。取料时，由横向运行的小车及其上回转的斗轮连续取料，物料在卸料区卸到桥架带式输送机上，最后转卸到料场带式输送机运走。通过桥架的升降和门架的运行，可将料堆取尽。桥式斗轮取料机：与门式斗轮堆取料机在结构上的主要区别是:它没有高大的门架,桥架是固定不升降的，而且处于较低位置；没有堆料带式输送机和尾车；在斗轮的前方有固定在小车上的料耙.小车运行时带动料耙沿料堆端面运动，使上面的散料下滑，以便斗轮取料。料耙还能使由堆料机按不同物料分层堆放的物料在下滑时混匀，因此往往又称为桥式斗轮混匀取料机。 2.4变化特点门式堆取料机依靠活动梁上、下移动，斗轮在活动梁上左、右运动，配合行走机构的运动和尾车实现对物料的高低位取送和堆存。堆料机作业即把系统带式输送机运来的物料通过尾车、活动梁堆取料带式输送机移动堆至煤场。(1)分层堆料（适合于手动，联动及半自动操作）堆料时将设备停在预定位置，活动梁位于某一预定高度，移动胶带机胶带单向运行并在其行走范围内作往复运动经若干个往复堆料后，料堆高度达到一定值后大车向前行走12米，重复上述堆料过程，直至料场中心一侧第一层物料堆储完毕。当堆料场中心另一侧物料时，移动胶带机胶带反向运行在另一堆料范围内往复堆料，从而完成整个料场第一层物料的堆储。以后每完成一层堆料活动梁升高11.5米，重复上述堆料过程即可实现整个料场的分层堆料。(2)定点堆料（适合于手动，联动操作）定点堆料也是先堆一侧料场后再堆另一侧料场，移动带式输送机在其运行范围内断续行走，形成定点堆料，料堆成多峰形。具体操作如下。以左堆为例：打开左堆开关，将移动带式输送机开到左堆两限位之间，带式输送机单向运行，同时活动梁升到某一额定高度，移动带式输送机停于起始点，开始堆料，当堆料高度接近移动带式输送机时，移动带式输送机前进或后退11.5m，堆下一点，直到完成该堆料范围；大车向前行走1.2m，重复上述堆料过程，如此堆完一侧料场。近些年，又研究出来一种可调整落料高度的门式滚轮堆、取料机.它是在原有的门式滚轮机基础上,把装在固定的上横梁中的配料皮带机和堆料皮带机改装到活动梁上,并通过增设取料小皮带机或变换尾车转运端位置等手段.或者取消配料皮带机和堆料皮带机只利用取料皮带机并增设卸料犁及变换尾车上下位置的方法,即可完成堆、取料两种作业,又可调整落料高度,使散料保持较小的落差.解决了原有的门式滚轮机浪费动力和环境污染严重等缺点。 2.5 斗轮堆取料机堆料工艺斗轮机堆料时可采用开动走行或回转装置的方法进行定点堆料，即当最初堆料时悬臂梁位于较低的俯仰角度位置堆料，以减少因堆料发生的扬尘现象。随着料堆的增高后开动俯仰装置适当的抬高悬臂。当料堆达到规定的高度后开动回转机构或走行机构改变堆料的落料点，堆料时要求料堆形状规则整齐，为取料创造较好的条件。在堆料时不必连续运行走行装置与回转装置。斗轮堆取料机堆料工艺基本上与取料工艺差不多，只不过是过程相反了。斗轮机在堆煤时,需要轮斗始终要离开煤堆一定的距离,以便堆煤的正常进行。堆料也分为定点和移动堆料两种，在斗轮机在某一点进行定点堆煤进行几分钟后，大臂就会水平摆动一角度，继续堆料，这样料堆的形状为间歇性的三角形，并且这些三角形成圆弧状分布。大臂摆到一定角度后，大车可以向前移动。下一次再进行定点堆煤时，就要把这些间歇性的空隙填满，这样有利于不同煤质的均匀混合，有利于提高煤的利用率、有利于降低燃煤的成本。它不利的一面是混配煤比较难掌握。斗轮机的移动堆煤是指在斗轮机堆煤的同时，大臂在摆动、大车还在不停的向前游动，这样对堆煤的均匀性有利，它相当于在煤堆的顶上再均匀地加了一层煤。加完这一层后，如果煤厂有几种不同煤质的煤，再加下一层时，就堆另外一种煤质的煤，这样有利于不同煤质的均匀混合，同时也提高煤的利用率、有利于降低燃煤的成本。它不利的一面是堆煤的杨尘特别大,尤其是在有风的天气。 2.6斗轮机上煤系统模型电厂煤场中煤堆高度约12 m,斗轮机司机进行取煤时,一般将其分为4层,平均每层3 m;操作斗轮机斗轮停在某一取煤层,控制大车步进一段距离,操控悬臂以固定频率驱动斗轮机悬臂从该层的一端回转至另外一端,完成一次取煤过程。在这过程中,由于悬臂斗轮在某一层取煤时形成的两个环形曲线为平移关系，如图2-2所示 图2-2 斗轮机取煤示意图回转角越大,取煤深度越小,设取煤流量即单位时间内的上煤重量为f,煤密度为,取煤深度即斗轮挖取的煤沿斗轮运动轨迹的法线方向上的深度为,煤层高即分层取煤时每层高度为h,回转速度即悬臂末端的线速度为v,则有: （2-1）取煤流量不仅与取煤层高、悬臂的回转速度有关，还与取煤深度有关；而取煤深度又与每次大车步进长度L及回转角有关，推导如下： = （2-2） （2-3）当很小时，故 （2-4） （2-5）于是得： （2-6）图2-2中，AC、BD为回转半径r，AD为r,AB为，考虑到斗轮机现有的分层取煤工艺，设额定流量为，对于某一层取煤层作业来说，煤密度、取煤层高h、大车步进长度L以及回转速度V均固定，上煤流量就为回转角的函数。要保证上煤流量恒定，只要根据当前时刻悬臂所处的回转角度就可改变输出频率到变频器调节悬臂回转角度，即 （2-7）其中为时根据额定流量设定的回转速度初始值，可看出越小，回转速度越小；反之回转速度越大。 3 Rockwell Software - RSLogix 5000如果想要将斗轮机由手动变为自动，必须借助PLC来完成这样的一个自动控制过程。做PLC的有很多厂家，这本章中将介绍AB公司的PLC，该公司的PLC程序是用 RSLogix 5000来编写的。3.1 RSLogix 5000软件简介RSLogix 5000软件是美国罗克韦尔公司设计的一款专注工业自动化PLC程序编辑的软件，该款软件编写的底层程序与IGS以及IFIX相互通信联系，形成一个完整的工业自动化控制系统。 图3-1 RSLogix 5000 编辑画面3.2 RSLogix 5000软件操作应用3.2.1 Controller Tags的操作方法点击文件菜单，新建一个new controller ，新建好一个控制器后，点击Controller Tags如图3-2： 图3-2便会出现标签编辑（图3-3）和标签监控画面（图3-4），在标签编辑画面中，添加编写PLC梯形图程序所需要的变量名，在数据类型中编辑新建标签的种类，在说明一栏中编辑对该标签的注释，可以添加也可以不添加。在标签监控画面中，可以看见每个建立标签所对应的每一个值。 图3-3 标签编辑画面 图3-4 标签监控画面3.2.2 MainTask 的操作方法右击MainProgram 新建一个程序，编辑程序name，name中必须以英文开头，不能以数字开头。编辑好后单击OK。如图3-5所示： 图3-5 新建程序3.2.3 PLC梯形图例说 1.常开开关XIC（图3-6）和常闭开关XIO（图3-7） 常开开关：值为0时，断开；值为1时，导通。 常闭开关：值为0时，导通；值为1时，断开。 图3-6 常开开关 图3-7 常闭开关 2.输出激励OTE（图3-8）、输出锁存OTL（图3-9）和输出解锁OTU（图3-10） 输出激励：使一位导通或断开 输出锁存：使数据位置位并保存 输出解锁：使被锁存的位清零 图3-8 输出激励 图3-9 输出锁存 图3-10 输出解锁 3.One shot一次响应（图3-11）：对梯级输入上升沿的一次响应 一般在ONS指令前面用一条输入指令，因为扫描ONS指令的正常操作是它一使能 之后就禁止。一旦ONS指令被使能，则只有梯级输入条件为假或存储位清零，ONS指 令才能再次被使能。 图3-11 一次响应 4.计时器/定时器TON (图3-12) TON是一条非保持的计时器指令，当该指令使能时累计时间，计时器的时间基总是1 毫秒。 当指令被使能的时候，TON指令累计时间直到下列事件的发生： (1) TON指令被禁止 (2)累价值（.ACC）=预置值（.PRE） 当TON指令被禁止时，清零累加值。 图3-12 定时器/计时器TON Timer 编辑该定时器的名称。 Preset 设定定时器的时长。 Accum 实时的定时器的数值。5. 数据比较在数据比较模块，该软件有小于，大于，小于等于，大于等于，相等，不相等以及一个自己由自己填写表达式的模块。每个模块都是符合即导通。 图 3-13 表达式比较 图3-14 相等 图3-15 不相等 图3-16 小于6. 数据计算 数据计算有表达式计算，还有单独的加减乘除计算。 （1）表达式计算（图3-17）：在expression中填写你所要填的计算表达式，Dest中填入表达式计算完之后所赋予的目标位置。 图 3-17 表达式计算 （2）加法计算（图3-18）：在source A和source B中填入你所需要计算的两个标签名，在dest中填入你计算好后将值赋予那个变量的名称。 图 3-18 加法计算 （3）减法（图3-19），乘法（图3-20）以及除法（图3-21）的用法与加法的用法一致，在此不再讨论。 图3-19 减法计算 图3-20 乘法计算 图3-21 除法计算该软件中还提供了很多其他的功能，比如说与或非的运算以及其他的一些功能，在此就不再一一介绍，因为在本文中用到的地方也不是很多，便不再做过多的解释。4 PLC组态 iFIX不能够直接与Control Logix进行通讯，而必须要通过相应的I/O驱动器，以舟山六横电厂为例使用了Intellution Gateway for Server驱动程序，简写为IGS驱动。这是专门针对AB公司的PLC硬件而开发的驱动，读取速度非常快。如果想要在iFIX界面上读取到PLC程序中的一些数据则必须通过通讯来进行。下面以舟山六横电厂SR1堆取料机为例介绍下各种配置。（1）IGS配置Step 1:新建通道。打开IGS Configuration，左边菜单栏中右击然后选择New Channel，在弹出的菜单栏中输入通道名称DLZK。如图4-1： 图 4-1 New Channel命名Step 2:新建设备。右击新建的通道DLZK，点击New Device，弹出的窗口中Device Name填写为SR1，点击下一步，Device Model选择ControlLogix 5500，点击下一步，此时需要设置Device ID，格式为,1,（如图4-2）。IP地址为192.168.10.97，当通过网络模块寻址的背板与实际需要CPU不在同一背板时，此时需要给出路由路径，SR1使用ControlNet进行背板之间的通讯，路由路径为0,2,3,1。所以此时设置的Device ID为,1,0,2,3,1,0。之后依次点击下一步，完成设备的新建4。 图 4-2 ID设置下面以一个简单的例子来说明下路由路径是如何确定的，如图4-3所示，其中绿色线表示使用以太网进行通讯，蓝色线表示使用DH+的方式实现，橘色线表示使用ControlNet进行通讯。假设现在需要与ControlLogix(A)通讯，则无需路由路径的设置，直接通过网络模块寻找即可。假设需要与ControlLogix(C)通讯，则需进行路由路径的设置，其间使用DH+进行通讯，路由路径为1,2,8,15。第一个1表示DH+模块所在的槽位是1，2表示目标背板的DH+模块使用通道Ch A，8表示DH+模块的节点为Node 8，此节点值在网络内不会重复，第二个1表示背板，默认值为1。所以完整的Device ID为,1,1,2,8,1,0。 图 4-3 路由路径Step 3:新建变量。如图4-4所示，点击右边窗口上方区域新建变量，例如现在要建立一个对应地址为DI11.1的变量，取Name为DI11DATA1，地址输入DI11.1，点击地址输入框后面的对号，然后点击确定完成变量的新建。图4-4 新建变量（2）iFIX配置Step 1:配置SCU中的SCADA配置，进行如图4-5配置。SCADA启用图4-5 驱动配置在IGS和iFIX的数据库中加入所有需要的变量，即可完成iFIX与PLC之间的通讯。Step 2:在iFIX中需要配置数据库文件，打开iFIX，然后打开数据库管理器，新建数据库，双击空白区域新建数据库变量，出现如图4-6所示，选择数字量输入，在标签名输入DI11DATA1，驱动器选择IGS驱动，IO地址填写IGS中变量的IO地址，格式为。此时为DLZK.SR1.DI11.1，如图4-7所示。图4-6 标签类型选择图4-7 新建标签进行PLC组态后，完成iFIX与IGS与底层PLC的通讯，最后在如图4-8中左下角所示的回转角度，斗轮电流等值进行实时地显示。图4-8 iIFX界面显示 5 斗轮电流的拟合 在PLC控制程序中，本篇所介绍的方法是通过斗轮电流来拟合实际煤流量的一种方法，从斗轮机上读取斗轮电流，然后通过MyFlowTool软件拟合出实际煤流量的参数，再将参数填入PLC程序中。 5.1MyFlowTool软件简介MyFlowTool是一款针对电厂斗轮机数据采集和分析的独立软件，图5-1是该软件的主界面。 图5-1 MyFlowTool主界面 5.2数据采集当电厂斗轮机在正常运行的过程中，打开软件，设置串口通信，在MyFlowTool软件中打开串口通讯，设置参数，如图5-2： 图 5-2 串口设置在串口设置中，选择com口，并且选择“时间（秒）-X轴”项，点击连接，数据便会自动读取进来，当本次的数据采集结束的时候，点击保存即可。在设置参数之前，还需在iFIX界面中，打开串口，同样设置com口以及选择“时间（秒）-X轴”类型，便可两个软件之间进行通讯。 5.3 数据拟合分析数据采集完之后，分析数据时，首先打开文件，出现数据读取设置界面，如图5-3所示： 图5-3 数据读取设置StartIndex为开始位，设置数据开始点的位置。LastIndex为结束位，设置数据结束点的位置。CoalSet 为煤流量设置，设置取煤额定流量。DelayTime为延时时间，设置煤流量与电流之间的一个延时时间。CurrentEmpty为空转的电流，设置为在取煤之前，斗轮机空转时的电流。以在舟山电厂的数据为例，如何使用该软件分析数据。首先打开一个已经采集好的数据文件，设置参数，如图5-4： 图 5-4 舟山电厂数据设置起始点设为1，终止点设为5600，延时设为4，斗轮空载电流为65，点击ok，出现数据如图5-5所示： 图5-5 舟山电厂斗轮数据图该图出现当时采集数据时的所有的点，图中有四条线，不同颜色代表不同的数据，如图5-6所示： 图5-6数据类黑色01代表斗轮机悬臂的回转角度，红色02代表采集到的煤流量，墨绿色03代表实时的电流数据，黄色04代表该软件拟合后的煤流量的值。由于每一次的斗轮机悬臂回转的情况都不一样，所以如果将采集到的数据合在一起分析，分析出的结果就不一定十分地精确，所以可以将其放大，将斗轮机悬臂的一个来回的回转作为一个周期来分析数据，分析多次，取一次最接近，误差最小的来作为最后的结果6。可以在软件右边一列中选择PAN按钮，拖动数据进行人眼比较，选择合适的数据段再次进行拟合。拟合后，软件会给出一个数据，显示延时时间，三位参数，误差大小，选择了多少个点，以及电流大小，如图5-7所示： 图 5-7 拟合后参数在图5-7中所示的A0,A1,A2以及e都是拟合的参数，在后面PLC程序的编写过程中，将会把这些参数设置进程序当中，拟合出一个实际流量值。 6 PLC自动控制方法的设计 6.1自动控制方法的设计思路在斗轮机取煤的过程中，由于斗轮机的步进长度，斗轮机悬臂扫过的面积，煤堆的高低以及塌方等等情况，所以要想控制斗轮机在每一次回转取煤的时候能够取得量是平稳的，只有通过实时的上煤量与额定的煤量相比。当煤量大的时候，减小斗轮的回转速度，当煤量小的时候，增大斗轮的回转速度。而斗轮机斗轮在取煤的过程中，当煤量较大的时候，驱动斗轮转动的电流也会随之增大；反之，当煤量较小的时候，电流也会变小7。所以可以通过对斗轮机的斗轮进行监控，分析确定出斗轮电流与实时煤流量的对应关系，然后便可以利用这样的一个关系来调节斗轮电流的大小，达到煤流量平稳的最终效果。 6.2自动控制参数拟合过程设计 开始 判断是那个流量 分段 根据拟合的参数计算出煤流量 计算出调整的回转频率 返回控制斗轮 结束在斗轮机的运动过程中，三秒去控制一次斗轮机，不同的煤流量对应的不同回转频率，所以将煤流量分段成不同的几段，在不同的分段内，计算出不同的回转频率。图6-1为过程流程图。 图6-1 自动控制参数拟合过程流程图6.3 自动控制过程的PLC设计6.3.1自动控制流程图及PLC程序 结束 开始自动取料 右转否 角度是否最右或右边限制角度是否最左或左边限制 前进 前进 行走停止 左转取料 右转取料 行走停止 是否在范 围内 是否在范 围内 否 否 否 否 否 是 是 图6-2 自动控制流程图 图6-3 自动与手动图6-3所示，当开动手动干预的时候，便无法开始自动控制，只有当手动解除，无手动干预的时候，进行自动控制。但与此同时必须满足，取料控制取料开关打开 ，取料控制停止开关关断，悬臂胶带取料运行监控打开，斗轮电机运行监控打开，夹轨器处于放松状态。图6-4 回转初始角度与终止角度图6-4所示为回转角度，当没开始回转的时候，记录下开始时的角度，当回转一次停止的时候记录下最后的角度。图6-5 步进距离计算图6-5中是计算步进距离的程序，当大车前进完之后，计算出所处的位置，当自动取料停止的时候，将数据清零。图6-6 自动左转取料图6-6所示为，当悬臂开始为右转，但是右转到极限或者开始为左转，定时两秒，左转。图6-7 自动右转取料图6-7所示为，当悬臂开始左转但是左转到极限的时候，或者开始便为右转，定时两秒，然后右转。 图6-8 自动取料图6-8所示为，当悬臂左转和右转都停止时，取料机前进。 6.3.2自动控制电流控制流程图及PLC程序在斗轮机运行过程中，每三秒去控制一次，下图6-9 为利用定时器和常开常闭开关组合成的3秒矩形和3秒脉冲信号9: 图6-9 3秒方波和秒冲信号PLC图T23首先导通，T24计时器开始计时，过1.5秒后，T24为1，T24常开开关导通，T23开始计时，再过1.5秒后，T23为1，随之T23常闭开关断开，T24不再计时变为0，T24常开开关断开，T23计时器为0，T23常闭开关导通，进入下一个循环。图6-10为T23和T24的波形图：T24 T23图 6-10 T23与T24 波形图根据参数计算出流量值，在T23脉冲到来的时候，进行处理。 图6-11 流量分段PLC梯形图当LLJ_COAL0.5*LLJ_COAL_SET时，当0