专利名称：基于plc的电磁筛控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于控制电磁振动高频振网筛工作参数的系统，属控制技术 领域。
背景技术：
电磁振动高频振网筛是选矿、选煤、建材、化工、食品等行业广泛使用的细粒物料 筛分设备。驱动筛网振动的电磁激振器是由晶间管来控制的，传统的高频电磁振动振网筛 通过设置于电控柜面板上的一系列电位器旋钮来调节各晶闸管的导通角，从而以调节筛机 激振器输出功率的方式调节筛机振幅。这种控制方法不仅调节精度低，而且由于激振器数 量多(一台大型电磁筛的激振器数量可达20个以上)，每个激振器对应一个电位器，致使操 作十分繁琐，工作效率较低。另外，由于这种控制装置缺乏通讯功能，管理者和操作者不能 及时对筛机工作参数进行了解和调整，也无法实现远程集中控制。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种操作方便、快捷，控制精度高的基于PLC的电磁 筛控制系统。本实用新型所称问题是以下述技术方案实现的一种基于PLC的电磁筛控制系统，由远程终端机、交换机和多个以PLC为核心部件 的筛机控制单元组成，所述远程终端机通过光纤与交换机连接，所述多个筛机控制单元通 过通讯电缆与交换机连接，它们的输出端控制电磁筛的电磁激振器。上述基于PLC的电磁筛控制系统，所述筛机控制单元由PLC、触摸屏和至少一个触 发单元组成，所述PLC通过其以太网通讯处理器与交换机连接，所述触摸屏接PLC的PORTl 接口，所述触发单元由过零检测电路、移相触发器和至少一个可控硅输出电路组成，所述 过零检测电路的输入端接筛机电源，输出端接移相触发器的Vsync端，所述移相触发器的 Control端接PLC的DA模块的输出信号；所述可控硅输出电路由三极管、脉冲变压器和晶 闸管组成，所述三极管与脉冲变压器的原边线圈串联连接后接电源，其基极经耦合电阻接 移相触发器的输出端；所述晶间管控制电磁筛的一个激振器，其控制极经整流二极管接脉 冲变压器的副边线圈。上述基于PLC的电磁筛控制系统，所述过零检测电路由两个电阻构成，第一电 阻接于筛机电源与移相触发器的Vsync端之间，第二电阻接于直流电源与移相触发器的 Vsync端之间，移相触发器的Vsync端还设置有滤波电容。上述基于PLC的电磁筛控制系统，在PLC与触发单元之间还设置有信号转换电路， 所述信号转换电路由运算放大器、电位器和两个电阻构成，所述电位器的两端接直流电源， 其滑动端接运算放大器的同向输入端，所述运算放大器的反向输入端经第三电阻接PLC的 DA模块的VO端，输出端接移相触发器的Control端，第四电阻接于运算放大器的反向输入 端与输出端之间。[0009]本实用新型由以PLC为核心部件的筛机控制单元取代传统筛机的电位器式控制 装置，具有集成度高，稳定性好、技术成熟等特点。本系统将计算机技术、电子技术和网络技 术有机结合在一起，实现了电磁筛的现场及远程集中控制。本实用新型在提高筛机工作参 数控制精度的同时，还大大降低了操作难度，操作者使用远程终端机可对所有筛机工作状 况进行集中监测、控制和管理，也可以对个别筛机的工作参数进行调整。触摸屏用于在现场 对筛机进行调节控制。过零检测电路可为PLC提供准确的过零信号，保证PLC控制晶闸管 触发相位角的起点与市电电源的波形相位同步。同传统控制装置相比，本实用新型操作简单方便、调节精度高、控制功能完善，能 够实现多个筛机的远程集中控制，可大大提高操作者的工作效率和筛机管理水平。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为筛机控制单元的电原理框图；图3为筛机控制单元的电原理图。图中各符号为T、脉冲变压器，W、电位器，SCR、晶闸管，ZQ、激振器，DS、交换机， PLC、可编程序控制器，U1、移相触发器，F、运算放大器，HMI、触摸屏，Q、三极管，Rl R6、电 阻，C、电容，D1、D2、二极管。
具体实施方式
本实用新型是基于PLC和组态软件的电磁筛控制系统，现场采用触摸屏对筛机进 行调节控制，远程集中控制采用PLC网络通讯技术，基于TCP/IP工业以太网协议，通过单 模光纤通讯传输实现远程终端机集中控制；远程终端机还可通过局域网与企业管理机通讯 (参看图1)，向厂级管理系统提供高频筛运行状态的动态发布；远程计算机可以进行WEB发 布，实现设备实时运行数据的传输在任何时间、任何地点畅通无阻。本实用新型主要组成包括PLC、触摸屏HMI、触发单元、交换机DS、和远程终端机。 每个触发单元的输出端控制至少1台电磁激振器ZQ。PLC作为控制系统的核心，按照人机 界面指令和设定参数控制筛机控制单元，从而控制电磁筛的工作状态和运行参数。远程终端机利用组态软件采用图形和动画方式显示现场设备的运行状态和运行 参数。在组态软件中，可以对设备运行参数进行实时修改、实时控制、实时报警，自动记录筛 机的累计工作时间，根据统计的筛网作业率及筛网的使用寿命周期，提示用户适时进行筛 网更新等。参看图3，PLC的以太网通讯处理器CP243-1通过通讯电缆与交换机DS相连，移相 触发器Ul从Vsync脚输入的交流同步信号中检测交流电压过零点，同时，PLC的DA模块的 VO脚输出的模拟量信号经过信号转换电路送入芯片Ul的Control脚，芯片Ul内产生的同 步锯齿波信号由Ql脚输出至可控硅输出电路，控制晶闸管SCR的导通角。外接同步交流信 号通过Rl输入移相触发器Ul的Vsync脚，检测出交流电压的过零点，以检测到的过零点为 基准移相触发晶闸管SCR ；PLC的DA模块根据设定参数发出0 IOV模拟量信号，通过R3 经运算放大器F转换为10 OV信号，输入芯片到Ul的Control脚。芯片Ul依据检测到 的交流电压过零点和由运算放大器F构成的比较器所输出的调节控制电压产生同步锯齿
4波相位角控制脉冲信号，该信号由其Ql脚输出，再通过R5使三极管Q导通后驱动脉冲变压 器T，进而使晶闸管SCR移相导通，给激振器ZQ供电，从而完成一个交流周波的控制动作。 PLC的DA模块的输出信号控制SCR的输出，通过改变模拟量输出电压来调节移相触发脉冲 控制信号，从而控制晶闸管SCR的导通角。Dl是续流二极管，D2是整流二极管，电阻R6用 于为脉冲变压器T2产生的浪涌电流提供泄放回路，保护晶闸管SCR。本控制系统的每个筛 机控制单元控制一台或多台筛机，图3中只画出了一个可控硅输出电路，其中只画出了一 个激振器，具体实施时可根据需要增加移相触发器Ul和激振器ZQ的数量，使一个筛机控制 单元控制更多的激振器。触摸屏HMI作为人机交互界面，通过232接口与PLC进行通讯，高频筛触摸屏系统 功能主要分为设备监控、系统报警、工作参数设置和选择设备几部分。通过切换功能键按 钮，系统进入实现各功能的操作界面，各功能分述如下组态选择分为两部分，现场控制部分和远程控制部分，分别置于两个网络中。现 场控制部分的组态被集成到现场总线网络中，便于将控制参数实时传送到控制单元及时处 理；远程控制部分集成到管理网络中，可减少现场总线的通讯数量。现场控制部分存在于TCP/IP工业以太网中，拥有对现场设备的完全控制权，由 于系统使用PLC控制，组态软件能迅速方便地访问PLC的所有资源，获得PLC的运行数据， 修改控制参数，实时显示设备运行状态，具有良好的人机交互界面和动画组态画面。远程控制部分存在于局域网中，可以与其它计算机进行通讯，实现功能监控。同 时具备远程访问功能，采用WEB服务器形式，通过For Internet提供远程网页的浏览服务。
权利要求一种基于PLC的电磁筛控制系统，其特征在于，它由远程终端机、交换机(DS)和多个以PLC为核心部件的筛机控制单元组成，所述远程终端机通过光纤与交换机(DS)连接，所述多个筛机控制单元通过通讯电缆与交换机(DS)连接，它们的输出端控制电磁筛的电磁激振器(ZQ)。
2.根据权利要求1所述基于PLC的电磁筛控制系统，其特征在于，所述筛机控制单元由 PLC、触摸屏(HMI)和至少一个触发单元组成，所述PLC通过其以太网通讯处理器与交换机 (DS)连接，所述触摸屏(HMI)接PLC的PORTl接口，所述触发单元由过零检测电路、移相触 发器和至少一个可控硅输出电路组成，所述过零检测电路的输入端接筛机电源，输出端接 移相触发器(Ul)的Vsync端，所述移相触发器(Ul)的Control端接PLC的DA模块的输出 信号；所述可控硅输出电路由三极管(Q)、脉冲变压器(T)和晶闸管(SCR)组成，所述三极 管(Q)与脉冲变压器(T)的原边线圈串联连接后接电源，其基极经耦合电阻(R5)接移相触 发器(Ul)的输出端；所述晶闸管(SCR)控制电磁筛的一个激振器(ZQ)，其控制极经整流二 极管(D2)接脉冲变压器(T)的副边线圈。
3.根据权利要求2所述基于PLC的电磁筛控制系统，其特征在于，所述过零检测电路由 两个电阻构成，第一电阻(Rl)接于筛机电源与移相触发器(Ul)的Vsync端之间，第二电阻 (R2)接于直流电源与移相触发器(Ul)的Vsync端之间，移相触发器(Ul)的Vsync端还设 置有滤波电容(C)。
4.根据权利要求2所述基于PLC的电磁筛控制系统，其特征在于，在PLC与触发单元之 间还设置有信号转换电路，所述信号转换电路由运算放大器(F)、电位器(W)和两个电阻构 成，所述电位器(W)的两端接直流电源，其滑动端接运算放大器(F)的同向输入端，所述运 算放大器(F)的反向输入端经第三电阻(R3)接PLC的DA模块的VO端，输出端接移相触发 器(Ul)的Control端，第四电阻(R4)接于运算放大器(F)的反向输入端与输出端之间。
专利摘要一种基于PLC的电磁筛控制系统，属控制技术领域，所要解决的技术问题是提高电磁筛的控制精度并简化控制操作。技术方案为，控制系统由远程终端机、交换机和多个以PLC为核心部件的筛机控制单元组成，所述远程终端机通过光纤与交换机连接，所述多个筛机控制单元通过通讯电缆与交换机连接，它们的输出端控制电磁筛的电磁激振器。同传统控制装置相比，本实用新型操作简单方便、调节精度高、控制功能完善，能够实现多个筛机的远程集中控制，可大大提高操作者的工作效率和筛机管理水平。
文档编号G05B19/418GK201707583SQ20102010557
公开日2011年1月12日 申请日期2010年2月2日 优先权日2010年2月2日
发明者刘维生, 胡虹霞, 路广 申请人:唐山陆凯科技有限公司