软起动装置控制系统在钻探设备中的应用(郭咏)_图文

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1、软起动装置控制系统在钻探设备中的应用郭咏（淮北矿业集团勘探工程冇限责任公司，安徽淮北235047）摘要：本文介绍了应用于钻机的软起动装置控制系统的结构、原理、功能作用及其应用效果。关键字:钻机软起动装置;结构；原理；功能1引言作为软起动装置控制系统，实质上它就是一个“主从式二级控制”系统，其组成结构也比较复杂。它曲变频器、传感器、上位计算机以及可编程控制器等组成。其屮主控制器是上位计算机，从控制器则是可编程控制器。在该软起动装置控制系统中，主控制器主要负责对从控制器的程序进行规范化的修改、对系统所需的信号进行合理的采集、对系统的所冇数据信息进行冇效的记录以及实现输入或输出操作等。而

2、可编程控制器作为系统的从控制器，则是负责对整个系统中的循序动作进行及时并冇效的处理。2软起动装置控制系统结构该软起动装置的基本结构见如图1所示。其工作原理可分以下5个部分：①系统正常运行时，可编程控制器在电流的作用下投入运行。当运行速率达到一定要求时，就会对变频器的输出频率进行合理控制。这时变频器也就会实现间接性控制调速屯机的转速。调速屯机-旦受到控制，就会依据设计好的升速规则，对自身的转速进行不断的提升操作。②当调速电机转速达到预期要求吋，可编程控制器就会自动连接上位计算机的电源，让上位计算机运行。这时因系统要为差动轮系合成其必须的速度，因此系统的负载端不会冇任何输出。③系统上的

3、负载投入运行时，调速电机就会在可编程控制器的作用下，依照2前设计好的降速规则做减速运动。这吋系统的负载端开始进行输出操作，直到调速电机降低到原來的转速为止。④当负载软停止吋，调速电机在可编程控制器的作用下，开始做加速运动，而上位计算机仍会维持额定的转速进行稳定的运转。同时，负载也会在系统合成的特定速度下，逐渐降低其自身的运行速度，直到运行速度降低到零；⑤系统停止运行时，可编程控制器会口动的依次切断主电机和调速电机的电源，系统就会处于停止运行状态。拽制豪境件动眉嫌图1钻机应用的软启动控制装置结构与工作原理3软起动装置控制系统的功能1）硬件系统。它是该控制系统屮的重要组成部分，能够对控

4、制系统的运行过程产生直接性的影响。同时，为提高硬件系统的运行效率，必须要考虑以下3方面因索：①估算硬件的内存吋要保证科学性与可靠性。出于硬件内存容量的需求会随着各种原因而不断变化，如编程水平、对内存利用的效率及模拟量的点数等。所以对硕件内存容量估算时要站在整个系统的角度上，考量方方面面的因素,然后再依据内存计算公式，对当前系统所需的硕件内存进行合理的估算。硕件内存计算公式:C=（P1+P2）X10+MX150,式中:C代表的是硬件内存的估算值;P.和P2分别代表的是开关量输入/输出时的点数；M代表模拟量的点数。②响应时间的计算要符合规范。可编程控制器具有特殊的运行方式，不会在连续很

5、长的-•段时间接受某种小于其自身运行周期的输入信号。响应时间计算公式:T=T「+£•+Tt,式屮：T代表的是响应时间；代表的是滤波输入的时间；代表的是滤波输出的时间；T/弋表的是可编程控制器的运行周期。综合上述因素，在对可编程控制器进行考量后，得岀最适用于该控制系统的口J编程控制器，型号为：西门子系列的CPU226。它的组成结构包括：电源、CPU以及输入/输出点。③输入/输出点数的估算要符合系统要求的估算值。可通过输入/输出点数的估算值选择最有利于该控制系统的可编程控制器。对输入/输出点数进行合理并符合规范的估算，在获取到估算值后，按照估算值大小，选择一种适用于当前控制系统的可编程

6、控制器。这就在很大程度上提高了口J编程控制器的运行效率。依据估算值选择的可编程控制器，要预留15%左右的输入/输出点数。结合木钻探设备的应用特性，即可估算出输入/输出点数的估算数据（省略）。2）数据通信系统。该控制系统屮的“数据通信”，泛指数据在同级或不同级Z间实现传输或接收的一个过程，主耍是依靠可编程控制器和上位计算机实现的。可编程控制器和上位计算机进行数据通信时所使用的端I」号为RS485和RS232,且它们进行数据交互的模式是字符串模式。数据交互的原理为：可编程控制器把控制系统111的所有数据信息及运行状态传输到上位计算机M

7、,而上位计算机一旦接收到这些数据信息和运行状态时，

8、就会立即对它们进行合理并有效的分析和处理。3）软件系统。控制系统软件系统的依据是控制系统流程图及控制系统功能预设图；编程软件为V3.ISTEPMicro/WTN；编程平台为计算机平台；辅助技术为计算机技术与通信技术。在为该控制系统搭建软件系统的前期，还应当对带式传送机的实际运行情况进行深入了解。对该控制系统的各个控制进程进行合理的设计。控制系统屮所必备的控制进程包括以下几点：①把定时器作为控制系统软启动以及软停车操作的主要控制器，让操作人员通过对定时器进行时间预设的操