可编程控制器（PLC）控制顶驱钻机的应用-论文.pdf

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1、2014年8月地质装备11可编程控制器(PLC)控制顶驱钻机的应用李航，宋殿兰，刘家荣(Jr京探矿工程研究所，北京100083)摘要：随着自动控制技术的日趋成熟，通过PLC系统控制顶驱钻机是深部岩心钻探设备的发展趋势。本文着重介绍了该控制形式的原理及控制方法，包括硬件的选取和设置、软件的编程，触摸屏设置和逻辑互锁等。关键词：可编程控制器；变频器；转速控制；触摸屏；逻辑互锁中图分类号：P634．31文献标识码：A文章编号：1009—282X(2014)04—0011—040引言制、支持增量型及绝对型编码器、电机控制循环时间根据我国“找矿突破战略纲要”工程的行动部为

2、140~s、I／O扫描时间为1ms，采用串行总线Pro—署，近年来我国在资源、能源等方面的资金投入逐年fibusDP进行通信。增多，对矿产资源普查和勘探的工作量不断增加。目前国内普遍应用的深孔液压立轴式钻机和全液压动力头式钻机均存在结构复杂、成本高、工作效率低，能源利用率低和自动化程度低等问题。在国土资源部《十二五》科技项目“3000m电动直驱顶驱钻机研发与示范”中，我们采用低速大扭矩永磁电机直接分别带动钻杆和绞车工作，并通过PLC300系统控制该顶驱钻机系统的相关动作。利用永磁电机高效率和高功率因数的特性，提高能源利用率，实现了自动送钻、无摩擦刹车和悬停等功能

3、，提高了工作效率和钻机的自动化水平，减少了对环境的污染。图1l变频器介绍变频器是一种可以将固定频率的交流电变为频2PLC30O系统率可调的交流电的设备。由公式(1)可知，由于永磁控制系统选用“CPU315—2DP”型微处理器，电机的磁极对数相对固定，我们可以通过改变电流订货号为：6ES735—2AH14—0AB0。其工作存储频率的方式实现对该型电机调速的目的。器为256K，处理时间为0．05ms／1000条指令，带有同步电动机转速表达式：ProfibusDP主／从接口及MPI多点接口，最多可以配置32个模块。PLC300系统现场接线如图2所N一60×f／p，(1

4、)示。式中：N——同步电机转速，r／min；PLC与变频器相互配合，共同控制永磁电机的卜电流的频率，Hz；转速及相关动作。两设备的硬件配置连接如图3所——磁极对数。示。PLC通过PROFIBUS-DP与变频器以及其它本项目采用VACON—NXP型高性能变频器模块连接。两个VACON变频器在现场总线上的(如图1所示)。该变频器支持开环及闭环矢量控地址分别为4和5，传送率为1．5Mbps。收稿日期：2013—09—11作者简介：李航(1984一)，男(汉族)，天津人，北京探矿工程研究所助理工程师，机械电子专业，主要从事仪器设备控制系统的研究工作，北京市海淀区学院路2

5、9号中国地质大学探工楼206室，bsm1229@hotmail．corn。