徐州海華電氣有限公司

HXL  智能主令控制器說明書

目錄

一、設備簡介。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。1

二、設備性能。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。1

三、技術參數。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

四、工作原理及操作方法。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

五、調試方法。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

（一）   安裝前調試。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

（二）   現場調試。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

六、注意事項。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

（一）   安裝時注意事項

（二）   接線時注意事項

（三）   操作注意事項

附頁：。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

一.   設備簡介

智能主令控制器，是眾多電氣工控系統專家經過數年努力而研制成功的一種新型智能主令控制器。智能主令控制器由絕對值編碼器、主控單元組成。絕對值編碼器安裝在現場，與受控設備傳動軸柔性連接。主控單元安裝在控制室或操作室內，由Siemens操作面板TD 400、S72200 PLC等組成。編碼器和連接電纜將現場位置信號送至主控單元，共同構成智能主令控制器。它采用先進的數據檢測和分析技術從本質上改變了LK系列舊式主令的工作原理，形成了一個LK主令更新換代的自動化產品。

該智能主令控制器自從投放市場以來，就以其運行可靠、保護功能齊全、分辨率高、抗干擾能力強、響應速度快、調整方便迅速、人機界面友好、使用范圍廣泛等優點而贏得了廣大用戶的青睞，尤其在高爐主卷揚、料線、料鐘、石灰豎爐卷揚、煉鋼爐氧槍控制、轉爐傾動、混鐵爐傾動、焦化設備平煤機、推焦機等自動化工業控制場合被廣泛應用。該主令取代老式凸輪主令控制器以后，取得了滿意的使用效果和顯著的經濟效益，在運行中幾乎做到了零故障率。

二.設備性能

智能主令控制器具有運行可靠、響應速度快、分辨率高、調整方便迅速、可在運行中調整、全數字顯示、遠程通信、多種保護功能等優點。
    (1) 運行可靠。該主令設計思想是用弱點控制強電，用程序邏輯代替機械凸輪的動作，以無觸點代替有觸點，這樣就避免了許多機械故障，從而提高了主令控制器運行的可靠性。
    (2) 反應速度快。主令由于采用可編程控制器進行控制，故其響應速度非�？�，響應速度可達微秒級。
    (3) 分辨率高。該主令的分辨率由編碼器的分辨率決定，可達到毫米級，精度非常高，能適應需要精確定位和精確限位控制的場合。而老式主令采用凸輪閉合、斷開觸點，其精度低，不能適應自動控制過程精確控制的需要。
    (4) 調整方便迅速。該主令的調節無需任何工具，僅需對TD 400操作面板操作，即可達到調整的目的，與老式主令相比，可以節約時間，減少勞動強度，從而提高經濟效益。
    (5) 運行中調整。該主令控制器可在設備運行狀態中進行調整，設備不必停車即可對控制信號的輸出位置通過TD 400操作面板進行微調。
    (6) 數字顯示。在被控物體運行期間可以方便地從操作面板TD 400上觀察出其所處的位置。
    (7) 遠程通信。該主令具有遠程通信功能，可以直接和其他控制系統(如： PLC系統、工業控制網絡系統)相連接。
     (8) 保護功能齊全。該主令設有過速保護、脫軸、倒轉保護。
三.技術參數

1.主控單元技術參數

電源電壓允許范圍：85－264VAC，47－63Hz（外部提供）

輸出類型：        繼電器、干觸點（PLC本身繼電器）

最大負載電流：    2A/點（PLC本身繼電器輸出），

5A/點（外接繼電器輸出）

                    輸入點數：       8/10點(可選)

                    輸出點數：       10/16點（可選）

                    程序保存時間：   EEPROM永久保存

            2現場變送單元技術參數

                    變速比:           1:1

                    最高旋轉速度:     1000r/min

            3.主控單元到現場變送單元距離:

280m (如主控單元到現場編碼器距離較遠，

可以選用Profibus總線編碼器) 。

四. 工作原理及操作方法

1.工作原理

     當受控設備運動時，受控設備通過現場變送單元的傳動機構帶動編碼器一起旋轉，編碼器將受控設備的位移轉化成格雷碼（其轉化精度視現場需要而定），送到可編程控制器（PLC）的輸出端，PLC將采集到的格雷碼進行譯碼、累加等數學運算處理，并將受控設備的位移通過操作面板TD400中所顯示的“當前位”間接的表示出來，同時把“當前位”與TD400中顯示的可調的設定參數相比較，在合適的位置發出相應的控制信號，從而實現受控設備的精確定位.另一方面PLC還對采集到的信號進行分析，判斷受控設備是否出現超速、零速或溜車等故障，如出現故障立即發出停車信號并報警，以防止意外事故的發生。

2.卷揚系統應用操作示例

數字概念：（以單斗上料小車為例）

     小車在斜橋上運行的同時，同步帶動編碼器旋轉，PLC采集到的是一系列的編碼，確定了“原點”以后，小車在斜橋上整個行程中任一位置都在PLC中有一個唯一的相對于“原點”的編碼，這些編碼按十進制整數在-32767－＋32767之間連續排列，這些編碼都反映了小車當前位置與原點之間的位置關系（編碼數），也就是用數字反應了小車在斜橋上的實際位置，通過精度（mm/點）可以計算出當前位置距原點位置的距離（單位：米）。

     斜橋可以理解為一個斜方向的坐標軸，以“原點”為坐標原點，從小到大范圍是-32676－＋32676。

     “原點”是一個參考點，對應小車在斜橋上整個行程中一個具體的物理位置，在PLC中的編碼為“0”，根據需要可以把小車在行程中任一位置所對應的編碼改為0，設定為原點（一般把斜橋底部小車裝料位置設為原點），TD200上所顯示的“當前位”及其他設定的限位都是以“原點”為參考點的。當“原點”所對應的實際物理位置發生變化時，“當前位”及其他限位所反映的實際物理位置都會發生相應變化。

“當前位”：確定了原點以后，小車所在斜橋上實際位置對應的編碼我們稱之為小車的“當前位”，它反映了小車當前所在斜橋上以參考點“原點”為坐標原點的位置（編碼數）。如小車在“原點”位置時對應的編碼時“0”，我們稱“當前位”是“0”，相對于原點的距離是0點；小車運行到斜橋中間時，對應的編碼是“1000”，也就是與原點“0”的距離是1000個點。小車在運行當中位置不斷變化，“當前位”也隨之不斷變化。

精度計算：計算當卷筒旋轉一周時旋轉編碼器轉幾周，假設一卷筒直徑為1200mm，當卷筒旋轉一周時旋轉編碼器也旋轉一周，由于旋轉編碼器旋轉一周為256個碼，所以主令精度為3.14×1200/256≈15mm。也就是“當前位”每增加1個點，小車實際運動約15mm；每減少1個點，小車反向運行約15mm。

限位區間：區間是指從小到大的一個數字區間，“當前位”編碼在某一范圍內時，主令控制器輸出點接通，參與系統控制或連鎖，起到限位的作用，這一范圍用兩個數字表示。例：當Q0.0設為“10->1100”時，則“當前位”編碼在大于10并且小于1100的區間范圍內時Q0.0接通，不在這一范圍內時Q0.0斷開。

下例中，當Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3 、Q0.4、Q0.5分別作為系統中的常閉下限位、常閉上加速、常閉下減速、常閉上減速、常閉下加速、常閉上限位使用。

當小車上升時，“當前位”編碼連續增加，“當前位”編碼上升到大于200以后“上加速”限位Q0.1對應接點斷開�？刂葡到y控制小車以高速運行，上升到大于1500以后“上減速” Q0.3斷開，控制系統控制小車以低速運行，上升到大于1800時，“上限位” Q0.5斷開，控制小車停止。

當小車下降時，“當前位”編碼連續減少，“當前位”小于1600時，“下加速”限位Q0.4斷開，小車被控制以高速運行，小車繼續下降，“當前位”小于300時，“下限速”限位Q0.2斷開，小車被控制以低速運行，下降到小于20時，“下限位” Q0.0斷開，小車停止運行。

例：

五.調試方法

智能主令控制器的調試一般分為兩部分：

（一）   安裝前的調試：

1、  設備安裝以前，首先對設備進行外觀檢查：打開機箱查看外觀是否異常，有無碰撞痕跡，螺絲、接線是否有松動現象，按照圖紙檢查線路。重點檢查電源線路，是否有短路、松動等現象。

2、  打開現場變送單元箱，查看編碼器連軸器頂絲是否頂在了平面上及是否上緊。

3、  上電檢查：

1）  按照圖紙把現場變送單元與主控單元連接起來，然后接通電源。查看PLC是否有電；上電幾秒鐘后首先檢查TD400文本顯示器顯示的內容是否正常，應該是說明書附頁信息表中的F1鍵對應的內容；如不正確可查看PLC運行指示燈是否亮，如STOP指示燈亮，請打開PLC蓋板撥動小開關到RUN位置。

2）  在TD400顯示信息正常的情況下，按下“原點設定”并設定原點（參考附頁）使當前位顯示為“0”，然后緩慢轉動現場變送單元箱出軸，觀察當前位數字是否依次增加直到255以上，在同一方向旋轉時數字是否有不連續、上下波動現象，如有，應檢查現場變送單元到主控單元10芯線接線是否正確。

3）  觀察旋轉方向與數字變化方向是否一致。如：按參考小車（兩個小車時用其中一個為參考小車）上升的方向手動旋轉現場變送單元箱出軸時，“當前位”的數字應增加。

4、  新型智能主令控制器連接方法和舊式主令連接方法相同。根據用戶不同的使用場合先確定設備運行的精度，一般可在10～20mm之間選擇，之后根據所確定的精度，選擇現場變送單元的變速比及現場變送單元與受控設備連接部分的變速比�，F場變送單元與受控設備之間連接方法一般有3種：①齒輪連接、②鏈輪連接、③滑塊連接。具體用哪一種方式連接根據用戶現場情況確定。

（二）   現場調試

現場變送單元和主控單元安裝后：

1、  檢查接線、電源等級是否正確（與安裝前調試方法相同）；

2、  觀察連接部分咬合是否完好；

3、  限位粗調：

1）  把小車點動停止在下限位，設定原點，使“當前位”數字變為“0”。

2）  手動低速運行小車、手動停止讓小車從斜橋底部裝料位置運行到斜橋頂部倒料位置，觀察并記錄TD400所顯示的“當前位”的變化范圍，比如當小車在斜橋底部底部裝料位置時對應的“當前位”為“0”，當小車在斜橋頂部倒料位置時對應的“當前位”為2000時，如上、下限位都為常開點到位閉合，可以設定上限位數值位1000－＋∞（  ∞可用比2000大很多的數值來表示，如9999），下限位為－∞－﹥500（ － ∞可用比0小很多的數值來表示，如－9999）。設定原則為即使上、下限位沒有起作用也有足夠的安全距離來手動緊急停車），低速運行小車觀察當“當前位”變化到大于1000時，上限位對應的輸出點有沒有信號，小車有沒有自動停止，如小車沒有自動停止應手動緊急停止小車并檢查線路；同理當“當前位”變化到小于500時，下限位對應的輸出點應該有信號，小車也應該自動停止；如果上、下限位信號都正常，小車到上、下限位后都能夠自動停止，此時觀察并記錄小車到上限位及下限位后實際停止時TD400所顯示的“當前位”為多少，此數值與設定的上、下限位之間的差值可作為小車低速上升和低速下降時的慣性量的參考值。

3）  讓小車上下來回運行，自動停車，準確無誤后再根據原先所記錄的小車從斜橋底部到頂部“當前位”的變化范圍上，把上、下限位逐步調整到合適的位置（上限位離實際倒料位置有三四米左右，下限位離實際裝料位置有三四米左右），初次調整后一定要逐步接近并調整到該位置，以免掌握不好位置而使小車掉道。

4）  粗調好上、下限位后，如小車有加、減速，設置加減速調速區，手動低速運行小車使小車運行到所設置的加、減速區間內觀察其對應的輸出點有沒有信號，如正常，高速運行小車，觀察當“當前位”變化到所設置的加、減速區間內時，小車有沒有自動變速。如沒有起到自動變速的作用，緊急停車并檢查線路。

  4、限位細調：

       經過粗調后，保證每個限位都起到相應的作用，讓小車上下來回運行，自動變速、自動停車，準確無誤后再把各限位逐步調整到所需要的位置，初次調整后一定要逐步調整上下限位的位置，以免掌握不好位置而使小車掉道。

5、  嚴格注意小車運行方向，參考小車上升時“當前位”數碼增加，下降時“當前位”數碼減少。調試時現場一定要有緊急停車手段，建議現場安裝緊急停車安全開關，以便出現錯誤時能隨時停車。

6、  帶負荷試車：觀察小車上升到上限位實際停止時是否能倒盡料，小車下降到下限位實際停止時裝料位置是否合適，再進行上、下限位的微調。

7、  正常投入運行后要多觀察小車的到位情況，隨著鋼絲繩的延伸變形，要在初次使用的幾天內細調幾次。

六.     注意事項

1、安裝時注意事項

   1）為保證通風與保養維修，周圍要留有一定位置；不要安裝在露天的地方，現場變送單元與受控設備連接的地方要安裝防護罩。

   2）現場變送單元與受控設備出軸連接時，一定要注意同心或安全咬合，避免因機械問題造成事故。

2、接線注意事項

   1）現場變送單元與主控單元之間距離較遠，需要另外敷設電纜時，必須選用屏蔽電纜。

   2）控制電纜應避開高壓線和動力線，盡量單獨走線，加防護鋼管。

   3）主控單元電源線應選用標稱截面為1.5～2.5 的導線。

   4）控制電纜導線應選用標稱截面為0.5～1.5 的導線，若敷設距離較遠，必須選用屏蔽電纜。

3、操作注意事項

   1）受控設備運行過程中嚴禁設定原點。

   2）每次主令控制器失電后，須確保卷筒不轉動；如果卷筒在控制器失電后有轉動，再次上電后，應使料車回到原點位置，觀察當前位顯示值是否為零，若不為零，則需重新進行原點設定。

控制原理：當前值大于等于限位定值時，相應的電器斷開，當前值小于限位設定值時，相應的繼電器閉合。

1.       控制原理示意：

假設1號車從原點到小車上停止點為60米，即行程設定數值，

一減，即第一減速點（KA1）設40米

二減（KA2）設45米

低減（KA3）設50米

頂點（KA4）設59.70米

超限保護點（KA5）設60.30米

則1號車上升到40米時，KA1斷開；上升到45米時，KA2斷開；上升到50米時，KA3斷開；到59.70時，KA4斷開，小車慣性前行0.30米停止。

   2號車下降到59.70米時，KA12繼電器閉合；下降到50米時，KA11閉合；下降到45米時，KA10閉合；下降到45米時，KA9閉合。

   一般情況，1號車、2號車行程應對應相等；如不等，一般誤差不應超過10～20cm。廠家可以選擇1個車作為行程設定數值，每一個車的超限保護點應超過行程設定值。

   警告1：數據輸入后初期調試運行時，應嚴格注意小車運行方向，當小車上升時，當前位置數值應遞增，另一輛車的數值應遞減，調試現場一定要有緊急停車措施；另外初調時，應低速手動運行，一方面小車運行時，觀察所設點是否可行，另一方面，可以從面板上看到行程設定值是否準確。

   警告2：小車在運行時嚴禁更改零點，初次設置減速點時，應小一些。

A．主控單元箱繼電器對應點和接線方式：

（咯吱封底）

接通電源20秒，面板TD400顯示

1.小車位置： 0.00米

2.小車位置： 0.00米

當前速度： 0.00米

按ESC，面板TD400顯示

限位設定：

實時參數：

初始設定：

按上、下鍵選擇“零點校正”，按enter鍵，面板顯示：

編碼系數：0.00cm/n

行程設定：0.00米

當前位置：0.00米

零點校正密碼：    (＝19)

再按enter鍵，面板顯示：

輸入密碼

密碼****       (=0009)

密碼****用上下鍵輸入，每輸一位要按enter鍵一次，完畢返回。

此時，TD400面板顯示

編碼系數：0.00米

行程設定：0.00米

當前位置：0.00米

零點校正密碼：

同時，“編碼系數”后出現閃動光標，即可用上下鍵輸入，按enter鍵確認；

光標移到下一行“行程設定”，用上下鍵輸入，按enter鍵確認；

依照同樣的方法，輸入零點校正密碼。

（說明：編碼系數＝主卷揚直徑×3.14/1024

例：主卷揚直徑＝180cm

則，編碼系數＝180×3.14/1024＝0.55cm/n

編碼系數輸入完畢確認后，當前位置即顯示一個數值，如204.62米。

行程設定＝小車上停止點數－小車原點數

當原點數為0時，小車上停止點數即為行程數據。

當前位置調零方法：

1號車處在原點后，將當前位置數據加零點校正數據，輸入到零點校正區，按enert鍵后，當前位置應變為0.00米；

例：204.62＋0.00＝204.62米，用上下鍵輸入，按enter鍵確認即可。

2號車處在原點后，輸入零點校正密碼：19，按enter鍵后，當前位置變為0.00米，此當前位置為2號車0位。）

全部輸完后，光標不再閃動，按esc鍵，畫面返回。

限位設定：

實時參數：

初始設定：

選中“限位設定”，按enter鍵，光標即出現在畫面中。光標在哪一行，哪一行即可輸入，完畢后按enter鍵確認。光標消除后，按上下鍵翻到下一畫面，按enter鍵確認。全部輸入完畢后，按esc鍵返回畫面

限位設定：

實時參數：

初始設定：

用上下鍵選擇“實時參數”后，按esc鍵返回畫面

1 小車位置： 0.00米

2 小車位置： 0.00米

  當前速度： 0.00米

所有設置即告完成。

如果參數需要調整，即可按照上述方式進行，完畢后要使畫面返回最初畫面

1.       小車位置：0.00米

2.       小車位置：0.00米

當前速度：0.00米

B． 主控單元箱1、2號車按下面區分，調試參照上述步驟。

注意：應定期（2個月）對變送單元內的聯接進行維護保養。

主要元器件