PLC，这种测量方式解决了以往采用编码器测量无法消除车轮打滑造成的测量误差的现象，从而大大提高了清污机的定位精度，为控制系统具有完善的安全保护措施，实现各动作步序间有可靠的闭锁提供了保证；
(3)将基于PLC的变频四卷筒电气差动控制应用到清污机的控制系统，实现抓斗的起升和开闭，简化抓斗的结构形式，解决了以往清污机抓斗动力驱动装置容易出现故障，检修不易等问题。
【附图说明】
[0014]图1为本发明实施例的控制方法流程图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。
[0016]本发明提供一种总线型智能清污机系统及其控制方法，将现场总线通信技术应用到清污机的控制系统，结合PLC、变频器和上位机控制技术及高精度定位检测技术，控制清污机的固定耙齿和转动耙齿根据不同工况动作，实现电气差动式清污抓斗驱动系统的控制，同时控制清污机在清污位置自动准确定位停车，实现清污机智能自动控制。
[0017]本发明实施例的系统包括清污机、变频器单元、PLC控制系统、人机界面单元、抓斗运行单元，清污机包含机械抓斗和获取清污机位置的读码器，机械抓斗通常包括固定耙和转耙，起升机构带动转耙的运动，变频器单元包括变频器和与变频器相连的电机，通过与变频器相连的电机控制机械抓斗的动作，抓斗运行单元设置在机械抓斗上，与PLC控制系统进行通信，包括对机械抓斗使用四卷筒差动控制系统控制的起升机构和开闭机构，还包括用于检测机械抓斗的限位信息的带PROFIBUS DP总线接口多圈绝对值编码器和压力传感器；PLC控制系统，与抓斗运行单元、人机界面单元和变频器单元进行通信，包括主从控制的PLC控制单元和PLC DP通讯模块、PLC模拟量输入模块；PLC控制单元通过PROFIBUS DP总线经PLC DP通讯模块与抓斗运行单元进行通信或者PLC控制单元经PLC模拟量输入输出模块与抓斗运行单元进行通信，同时PLC控制单元通过PROFIBUS DP总线接收人机界面单元的指令信号或者输出数据到人机界面单元，通过PROFIBUS DP总线与变频器单元进行通信，控制机械抓斗的运动。
[0018]PLC控制单元连接人机界面单元，人机界面单元为现有技术中通常设置的人机界面单元，至少包括显示屏和输入按键模块，在人机界面单元中还设置报警模块，报警模块包括可以将异常信息在显示屏上标记显示出来的标记显示报警模块，还需要包括提醒工作人员注意的声光报警模块。
[0019]变频器单元包括小车电机和与小车电机相连的小车变频器、大车电机和与大车电机相连的大车变频器、起升电机和与起升电机相连的起升变频器、开闭电机和与开闭电机相连的开闭变频器，用于检测抓斗的起升钢丝绳相对位置的多圈绝对值编码器和检测起升钢丝绳受力情况的压力传感器、用于检测抓斗的开闭钢丝绳相对位置的多圈绝对值编码器和检测开闭钢丝绳受力情况的压力传感器。支持钢丝绳、开闭钢丝绳的相对位置决定抓斗打开的大小，以保证抓斗能打开或闭合至极限位置，对于编码器的选择，本发明采用带记忆功能的多圈绝对值编码器检测钢丝绳的位置，而为了增加检测元件的抗干扰性，选用德国P+F带PROFIBUS DP总线接口编码器，通过总线与PLC传送数据。支持钢丝绳、开闭钢丝绳的受力情况用来控制和判断两个钢丝绳的配合，同时还需要进行超载保护，因此采用压阻式压力传感器检测钢丝绳受力，具有频率响应高，适于动态测量的优点；并且精度高，可达0.01%;无活动部件，可靠性高，能工作于振动、冲击、腐蚀、强干扰等恶劣环境。而本发明的实施例中中，对于清污机位置的获取，使用的是德国P+F位置编码系统WCS，采用读码器(Read Head)进行位置检测，测量精度小于1mm，可配选PROFIBUS DP接口模块WCS-PG210，通过总线位置信号传送至PLC。
[0020]PLC控制单元采用PLC主从控制方式，S7-300作为主站，主要负责起升机构、抓斗开闭机构、小车运行和大车运行的控制和对获取的数据进行运算；ET200M作为从站，主要负责各机构限位信号和控制指令信号的数据采集。起升机构、抓斗开闭机构、小车运行和大车运行采用变频驱动，采用能耗制动或回馈制动方式，它们分别控制起升电机、开闭电机、小车电机和大车电机。PLC控制单元中还设置有PLC控制单元、PLC DP通讯模块和PLC模拟量输入模块，抓斗运行单元中的读码器、多圈绝对值编码器、压力传感器将接收到的清污机的运行检测信息通过PROFIBUS DP总线经PLC DP通讯模块传递到PLC控制单元或者通过PLC模拟量输入接口模块传递到PLC控制单元，PLC控制单元将数据传递给人机界面单元，外界通过人机界面单元输入命令操作清污机进行位置调整或者进行抓斗清污。
[0021]抓斗的起升、开闭和小车运行通过两个支持卷筒和两个开闭卷筒的配合动作完成，同时设置牵引小车，起升卷筒、开闭卷筒和牵引小车均由变频器单元的变频器驱动电机带动卷筒运动。为了实现起升、开闭和牵引小车运行机构的准确动作，需要解决三个机构电气差动控制技术的问题，本发明中采用四卷筒电气差动控制技术控制抓斗起升、抓斗开闭和小车运行的协调高效运行。在四卷筒电气差动控制方式带动抓斗运动的过程时，支持卷筒、开闭卷筒和小车分别由变频器单元的起升变频器、开闭变频器、小车变频器采用能耗制动或者回馈制动的方式驱动各自的电机带动小车运动。四卷筒电气差动控制的控制逻辑在PLC控制系统的主站内部进行运算处理，运算结果通过PR0FIBUS-DP总线将运行指令传送给变频器进行相应的动作，各变频器的驱动电机带动不同的卷筒配合动作。四卷筒电气差动控制的工作原理是当清污机工作时，该控制系统对4个卷筒分别独立的进行电气调速控制，以此来解决抓斗的上下、开闭动作以及小车前后的差动运动，使抓斗的起升、开闭，小车运动能够进行合成运动，最大程度上缩短了运作的循环周期，并在抓斗运行中能有效的进行摆动控制。本控制系统的控制规律如下所示:抓斗起升运动时，四个卷筒以同一速度、同一转向运行；抓斗开闭运动时，只有2个开闭卷筒以同一速度、同一转向运行，2个支持卷筒是不动的。每个卷筒的实际速度和转动方向是由PLC控制单元连续计算后送出结果的，通过几个卷筒的配合动作使各机构灵活可靠运行，提高运行效率，简化机械结构形式。
[0022]如图1所示，为本发明的实施例的工作原理图。
[0023]步骤101:PLC的主机单元通过读码器获取清污机当前的位置，判断是否需要通过大车运行机构对清污机进行移动，假如不需要移动，直接进入步骤103，需要移动的话，进入步骤102 ；
步骤102:清污机移动到需要清污的位置，然后PLC控制单元获取清污机的限位信号，计算抓斗的位置和开闭状况，将数据传递给人机界面单元，并且判断是否需要进行清污抓斗的移动和打开，是的话，执行103步骤，否则执行105步骤；
步骤103:人机界面单元接收控制指令数据以后，将控制指令数据传递给PLC控制单
J L ο
[0024]步骤104:PLC控制单元通过操纵变频器单元的电机带动清污机的机械抓斗到清污位置的清污高度；
步骤105:人机界面单元发送抓取污物的指令，PLC控制单元通过电机带动抓取污物；步骤106:人机界面单元发送控制指令，PLC控制单元接收控制指令，通过控制指令操纵变频器单元的电机将抓斗运行到泄污位置，并且进行泄污。
[0025]具体来说。对本发明实施例的智能清污机系统的控制方法包括以下步骤:
(1)PLC控制单元的主站通过读码器获取清污机当前的位置，如果清污机处于正确的清污位置，不再动作，如果清污机未处于正确的清污位置，那么PLC控制单元接收人机界面单元发送的清污机控制指令信号给变频器单元，通过调节变频器单元的变频器和电机使清污机运行到合适的清污位置；
(2)清污机运行到合适的清污位置以后，PLC控制单元的从站通过PLCDP通讯模块或者PLC模拟量输入模块采集机械抓斗的起升机构和开闭机构的限位信号，将限位信号传递给PLC控制单元的主站；所述限位信号是指通过多圈绝对值编码器获取的两个支持钢丝绳的位置信号、两个开闭钢丝绳的位置信号和通