采用西門子S7-200 PLC實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程道岔監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

一、摘要

隨著時(shí)代的進(jìn)步，社會(huì)的發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化程度不斷的提高，Profibus現(xiàn)場(chǎng)的總線技術(shù)不斷成熟與完善，可靠性與安全性不斷提高，從而應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。本文主要論述PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線在福建省紫金礦業(yè)運(yùn)輸車間礦山機(jī)車行車控制及遠(yuǎn)程道岔應(yīng)用實(shí)例。

二、系統(tǒng)簡(jiǎn)介

運(yùn)輸車間行車控制及遠(yuǎn)程道岔系統(tǒng)采用“集中監(jiān)測(cè)，分散控制”的方式，由中控監(jiān)控站和四個(gè)子站(行車控制子站、轉(zhuǎn)轍機(jī)D1站、轉(zhuǎn)轍機(jī)D2、D3站、轉(zhuǎn)轍機(jī)D4站)組成工業(yè)局域網(wǎng)。每個(gè)子站采用西門子S7-200的PLC對(duì)道岔、紅綠燈進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制管理，PLC工況通過通信模塊和PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線，由中控監(jiān)控站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)操作和顯示。

三、系統(tǒng)組成

四、系統(tǒng)功能

1、遠(yuǎn)程控制

運(yùn)輸車間采用井下機(jī)車運(yùn)輸方式，機(jī)車軌道全程5.5千米，軌道分為內(nèi)環(huán)和外環(huán);D1道岔離中控室987米，D2、D3道岔離中控室1645米，D4道岔離中控室2754米;道岔由外環(huán)轉(zhuǎn)到內(nèi)環(huán)或者由內(nèi)環(huán)轉(zhuǎn)到外環(huán)可以通過中控計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程操作。硐口軌道100米到600米設(shè)有三個(gè)停車區(qū)域，停車區(qū)域的紅綠燈可以根據(jù)該停車區(qū)域停車狀況自動(dòng)轉(zhuǎn)換，也可以通過中控計(jì)算機(jī)直接操作該停車區(qū)域的紅綠燈轉(zhuǎn)換。

2、遠(yuǎn)程監(jiān)控

采用遠(yuǎn)程控制方式時(shí)，上位機(jī)可以監(jiān)控遠(yuǎn)程操作的全過程;采用就地控制方式時(shí)，就地可以控制道岔并有相應(yīng)的指示，同時(shí)上位機(jī)可以監(jiān)控全過程;停車區(qū)域的紅綠燈自動(dòng)轉(zhuǎn)換，上位機(jī)可以監(jiān)控其轉(zhuǎn)換的全過程。

3、權(quán)限管理

因?yàn)楸鞠到y(tǒng)操作涉及到生產(chǎn)安全、設(shè)備安全及人身安全，所以操作員和管理員操作分別具有各自的權(quán)限?？刂品绞降那袚Q和遠(yuǎn)程操作道岔必須授權(quán)以后才能操作。

4、自動(dòng)聯(lián)鎖和解鎖

當(dāng)機(jī)車行駛到道岔前40米時(shí)，自動(dòng)聯(lián)鎖，這時(shí)遠(yuǎn)程控制不能控制道岔。當(dāng)機(jī)車行駛到道岔后80米時(shí)，自動(dòng)解鎖，遠(yuǎn)程控制可以控制道岔。

5、自動(dòng)報(bào)警

機(jī)車在行駛過程中闖紅燈，這時(shí)就地聲光報(bào)警器發(fā)出報(bào)警，提示行車司機(jī)立即停車，同時(shí)調(diào)度室聲光報(bào)警器發(fā)出報(bào)警，計(jì)算機(jī)會(huì)自動(dòng)提示那一區(qū)闖紅燈，調(diào)度人員可以通過語音系統(tǒng)呼叫行車司機(jī)立即停車。遠(yuǎn)程操作道岔時(shí)，轉(zhuǎn)轍機(jī)有故障，計(jì)算機(jī)會(huì)發(fā)出報(bào)警，并且提示屬于那一類故障，為檢修人員提供方便。

五、網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)及其先進(jìn)性

1、使用EM277將S7-200CPU作為DP從站連接到網(wǎng)絡(luò)，通過EM277 PROFIBUS-DP擴(kuò)展從站模塊，可將S7-200CPU連到PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)。EM277經(jīng)過串行I/O總線連接到S7-200 CPU。PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過其DP通信端口，連接到EM-277 PROFIBUS-DP模塊。這樣這個(gè)端口可運(yùn)行于9600波特和12M波特之間的任何PROFIBUS波特率。

2、作為DP從站，EM-277模塊接受從站來的多種不同的I/O配置，向主站發(fā)送和接收不同數(shù)量的數(shù)據(jù)。這種特性使用戶能修改所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，以滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。

3、與許多DP站不同的是，EM-277模塊不僅僅是傳輸I/O數(shù)據(jù)。而且能讀寫S7-200 CPU中的定義的變量數(shù)據(jù)塊。這樣，使用戶能與主站交換任何類型的數(shù)據(jù)。首先將數(shù)據(jù)移到S7-200 CPU中的變量存儲(chǔ)器，就可將輸入、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、或其它計(jì)算值傳送到主站。類似地，從主站來的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在S7-200CPU中的變量存儲(chǔ)器內(nèi)，并可移到其它數(shù)據(jù)區(qū)。

4、EM277 PROFIBUS-DP模塊的DP端口可連接到網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)DP主站上，但仍能作為一個(gè)MPI從站與同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上如SIMATIC編程器或S7-300/S7-400 CPU等其它主站進(jìn)行通信。

六、系統(tǒng)軟硬件主要的組成

1、硬件組成

2、軟件組成

WIN2000操作系統(tǒng)軟件1套

WINCC5.1組態(tài)軟件1套(西門子)

S7-200編程軟件1套(西門子)

七、結(jié)束語

整個(gè)系統(tǒng)可靠性及自動(dòng)化程度極高，自系統(tǒng)投入使用以后減少操作人員的操作任務(wù)，行車跳軌事件大大減少，生產(chǎn)效率明顯提高，也減少維護(hù)成本。福建省紫金礦業(yè)運(yùn)輸車間礦山機(jī)車行車控制及遠(yuǎn)程道系統(tǒng)應(yīng)用成功，為礦山機(jī)車自動(dòng)控制開避了新道路。

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