西门子衡阳PLC模块总代理

安全制动器是一种非常成熟可靠的产品，对安全制动器采用何种控制方式以确保其准确无误的动作，使其在事故状态下确实起到安全保护作用，对电气控制提出了较高的要求，即控制的可靠性、准确性非常重要。
   

1安全制动器在铸造起重机上的作用

铸造起重机用于冶金行业，其工作任务是为冶炼炉运送钢水。一般有5大机构：主起升，副起升、大车、主小车、副小车机构。电机安装在高速轴上，卷筒安装在低速轴上，高速轴和低速轴通过减速器连接在一起。传统的起升机构制动器设在高速轴上，称工作制动器。在这种情况下，如果高速轴和低速轴之间的某个传动环节故障，主起升制动器对于卷筒将失去作用。针对这种情况，在卷筒上装设制动器，称安全制动器。在传动环节故障和超速故障时，运行制动器先动作，安全制动器延时动作。确保起吊的液态金属钢水包能够在事故状态时受到保护并安全可靠制动。

2安全制动器控制方式

（1）卷筒上装设超速开关，在起升机构故障且卷筒超速时，安全制动器动作。优点是控制原理比较简单，调试方便。缺点是卷筒只有在超速时才起作用，安全制动器动作对机械结构破坏较大。

（2）高低速的传动速比是常数，通过装置不间断的检测该常数。当这个常数发生变化时，就意味着机械的传动环节被破坏，安全制动器立即动作。优点是在故障发生的初期就能判断出来，使安全制动器动作，安全制动器动作对机械结构破坏较小。缺点是控制原理比较复杂，调试需专业电气技术人员。

3安全制动器的控制硬件组成

（1）安装在2卷筒上的2个编码器。

（2）安装在2主起升电机上的2个编码器。

（3）安全制动器控制屏（或柜）（安装有：可编程控制器、断路器、继电器、接触器、稳压电源、接线端子等）。

（4）控制屏到4个编码器的屏蔽电缆。

（5）安装在操作台上的急停按钮和故障复位按钮，安全制动器松闸指示灯，编码器故障指示灯等。

4电气安装与元件选型

安全制动器误动作影响起重机的正常使用，可能造成更大的损失。如果安全制动器经常误动作，使用者会对安全制动器所起的作用产生怀疑并失去信心。为了确保安全制动器不会误动作，在可编程控制器的程序完全无误并且可以正常工作的情况下，元器件的选型和电气安装显得尤为重要。

4.1电气安装

（1）控制屏到4个编码器的屏蔽电缆中间无断点，如有断点要对断点做屏蔽处理。

（2）控制屏到4个编码器的屏蔽电缆的屏蔽层需2端接地，且保证是同一地。为保证是同一地，主小车上应装有接地装置。使主小车和大车处于同一地。

（3）计算屏蔽电缆的长度，确认编码器脉冲信号的传输距离在有效的范围内。

（4）4个编码器的信号线和电源线用不同的屏蔽电缆。信号线和起重机上的各种电源线要分开布置。

（5）稳压电源安装在靠近可编程控制器处，并接地。

（6）信号线不上接线端子，直接接在可编程控制器输入模块上。

（7）如果起重机的某机构装有变频器或其他干扰比较强的设备，要装有进出线电抗器或其他装置，把对安全制动器控制系统的干扰减少到少。

4.2元件选型

（1）编码器的选型要和可编程控制器相匹配。输出方式要选推挽输出方式。炼钢厂的环境比较差，铁粉尘很大，编码器要选用比较高的防护等级值。编码器的输出电压要和供电电压值相匹配。

（2）可编程控制器要有4个独立的高速计数器，且高速计数器的高速计数能力要能满足要求。这需要通过计算来确定。实际使用中发现高速计数器的高速计数能力能达到1.5～2倍的实际需要计数能力，这样才能确保可编程控制器程序正常工作。

5PLC控制系统原理

（1）PLC控制系统

该系统选用西门子S7－200PLC进行控制，具有极高的性价比，较高的可靠性、丰富的指令，实时特性强的通讯能力，易于掌握，便于操作，丰富的内置集成功能和扩展模块。PLC控制系统原理框图见图1。

（2）PLC程序编制

将程序结构化编程，控制任务分解为能够反映过程的工艺、功能或可以反复使用的小任务，这些任务由相应的程序部分表示，即为所知的块，为使用户程序工作，组成用户程序的块必须被调用，块调用指令只能在逻辑中编写和启动。为了能让程序正常工作，编制时要注意以下几点：

①尽量使中断程序短小、简单。且执行中断程序时对其他处理不要延时太长；

②几个中断程序的激活、执行、退出的工作时序要计算好；

③比较时要留有一定的余量。

该系统对安全制动器的控制已用于生产实践中，对于钢水的运送起到了保护作用，在意外事故状态下避免了设备、财产损失，杜绝了人身伤亡事故的发生，在生产中对安全制动器的控制应用准确、可靠、良好。

LK在水利水电行业的应用特点如下：

?   开放式的系统设计

LK产品充分考虑了系统改造和扩建的系统集成问题，LK提供了多种开放式的通讯协议和接口，包括Modbus RTU主从站串行接口、串行自由协议接口、Modbus Tcp以太网接口、OPC通讯接口软件。

?   合理的通讯接口配置

PLC的CPU集成Ethernet接口、RS232、RS485串行接口。而对于PLC控制系统通常配置的CANopen，DeviceNet，AS-i等端口由于在水利水电中的没有应用，减少这些通讯接口的配置，大大降低了PLC无效的系统消耗和内存消耗，提高CPU的运行效率。

?   站间通讯

泵站、水电厂计算机监控系统中各机组现地控制单元PLC间以及与公用现地控制单元PLC间有大量数据通讯，以实现全泵站机组的协调控制。LK提供了站间通讯功能，通过站间引用通讯数据功能块方便实现各站之间数据的交换。

?   高性价比冗余控制

LK单机架冗余方案，即满足了水利水电项目高安全性的要求，又有具有竞争力的价格，为水利水电监控系统提供了具有高性价比的选择。LK单机架冗余方案每套PLC选用一个有双CPU插槽的冗余机架，两个支持冗余系统的LK210 CPU。两个CPU互为热备，当一个CPU出现故障，或与上位组态软件通讯故障时，系统切换到热备的CPU上，CPU切换的时间为一个扫描周期，保证控制系统的不中断。除了CPU冗余，LK单机架冗余系统还支持电源冗余、网络冗余以及总线冗余。

关于和利时

和利时集团始创于1993年，是集研发、生产、销售、技术服务为一体的专业自动化公司。现有员工3000多人，年经营额超过30亿元人民币。被国际的美国ARC咨询集团评为全球过程自动化50强，是中国本土唯一入选的企业。公司于2008年在美国上市（HOLI）。

集团在北京、杭州、西安、新加坡等地设立基地，并在全国和世界各地设有服务机构60余处。集团在北京拥有建筑面积8万平米的研发和生产基地，配备3条电子装联生产线，专门用于生产高安全等级（SIL4级）的高铁产品，同时也生产核电仪控产品、DCS和PLC等产品；在杭州拥有建筑面积2.5万平米的成套制造基地；在西安设有大型研究中心。位于北京的可靠性试验中心，已获得德国TUV莱茵认证，成为符合的可靠性试验基地，可以对电子产品按进行严格的电磁兼容、电气安全、温度、湿度、腐蚀、振动等项目进行试验。

集团的主要业务有高速铁路自动化、核电站自动化、过程自动化、工厂自动化、机器自动化。

在高速铁路自动化领域，和利时是时速350公里高铁和时速250公里动车的列车安全控制系统主力供应商。郑西线、广深港350公里时速的高速铁路采用和利时的列车安全控制系统。目前国内在运行的250公里时速的动车组大部分采用了和利时的产品。2012年美国动车实验室也选用和利时自主开发的列车安全控制系统设备。

在核电站自动化领域，和利时从1997年开始为巴基斯坦300MW核电机组提供自主开发的核电仪控系统以来，业绩已经覆盖到全国在建的所有核电站，成为核电自动化领域在建业绩的厂家。当前正在建设中的红沿河、宁德、阳江等14台1000MW核电机组的仪控系统均采用和利时的产品。和利时已成为世界范围内在建核电站控制系统大的供应商。

在过程自动化领域，和利时在火力发电、石油化工、冶金建材、食品饮料等国计民生行业，成功推广自主开发的DCS控制系统12000套以上，国内外客户数量超过7000家，成为中国DCS市场主力供应商，彻底打破了长期以来我国DCS依赖进口品牌的局面。

    在工厂自动化和机器自动化领域，和利时从2003年开始，先后推出自主开发的LM小型PLC、LK大型PLC、MC系列运动控制器，产品通过了CE认证和UL认证。其中LK大型PLC是国内唯一具有自主知识产权的大型PLC，并获得国家四部委联合颁发的“国家重点新产品”证书。和利时的PLC和运动控制产品已经广泛应用于地铁、矿井、油田、水处理、机器装备控制行业。