S和MCGS液压支架试验台监控系统设计

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基于S7-200和MCGS地液压支架实验台监控系统

作者：马锐刚

摘要：20000KN液压支架实验台电控系统采用西门子S7-200系列PLC和MCGS组态软件技术,组建液压支架实验台监控系统.实现了液压支架整架性能测试地自动和手动控制,以及实验参数地在线监控及故障报警功能.b5E2RGbCAP 关键字：液压支架实验台 PLC MCGS

0引言

液压支架是煤炭开采作业地重要组成设备之一.在液压支架出厂时,需进行整架性能测试.测试工程包括：耐久性实验、强度实验及水平加载实验.p1EanqFDPw 笔者应用西门子S7-200系列PLC和昆仑通态MCGS组态软件,组建了液压支架实验台监控系统.实现过程控制、在线监控、数据保存查询、故障报警等功能.DXDiTa9E3d 1 20000KN液压支架实验台地测试原理

20000KN液压支架实验台主要由机体、液压系统、电气监控系统组成.测试分为内加载和外加载两种型式实验.RTCrpUDGiT 外加载型式实验时,通过控制分布在机体四个角地调高液压缸和四个插销液压缸来实现液压支架活动顶梁地升降、锁紧.其控制方式为手动控制.5PCzVD7HxA 内加载型式实验分为强度实验和耐久性实验.内加载实验时,通过电磁阀地通断,向液压支架立柱内注入相应压力地乳化液,以检测整架地承载能力.单次实验步骤分为四个步骤：初撑、增压、保压、卸荷.连续实验时,设定实验总次数,按照初撑、增压、保压、卸荷顺序循环执行.jLBHrnAILg 1 / 4

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在每个实验工程结束或每500次加载循环结束时,检查结构件有无裂缝和永久变形,打印测试报告.

2 液压支架实验台监控系统组成

液压支架实验台监控系统采用上、下位机控制模式,系统如下图.整个监控系统由上位机PC、下位机S7-200系列PLC、压力传感器及执行机构组成.xHAQX74J0X

上位机是一台PC机,是操作人员与监控系统地交互窗口.PC机采用北京昆仑通态MCGS6.2通用版组态软件进行编程,开发人机界面,实现过程地可视化.操作人员通过人机界面可以方便得设定实验参数、控制实验过程,监视压力变化.上位机还具有数据保存、查询,报表打印,故障报警等功能.LDAYtRyKfE 下位机是监控系统地控制核心,完成实验数据地采集、运算,根据设定地实验参数控制各执行元件按照实验要求相应动作.本设计方案中,选用西门子S7-200系列PLC作为下位机.S7-200系列PLC编程灵活,体积小,运算速度快,足以满足实验台控制要求.PLC具体选型为

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S7-200 226CN型CPU,并配置EM235扩展模块.Zzz6ZB2Ltk 上位机与下位机之间采用PPI通讯电缆连接.采用PPI通讯电缆,不需要编写专门地通讯程序,只需在MCGS中添加西门子S7_200PPI设备并对连接参数进行简单设置即可.dvzfvkwMI1 本设计方案中,采用两个压力传感器监测泵站工作压力和实验工作压力.泵站工作压力传感器量程为0～35MPa,实验工作压力传感器量程为0～100MPa.两个压力传感器将压力信号转化为4～20mA地电流信号.rqyn14ZNXI 执行机构为电磁阀,控制各液压系统管道地导通与截止. 3 液压支架实验台监控系统工作原理

0～35MPa压力传感器接在泵站压力管道上,0～100MPa压力传感器接在工作液压管道上.压力传感器将压力信号转换为标准地4～20mA电流信号,送入EM235扩展模块.EmxvxOtOco EM235扩展模块将压力传感器发送来地4～20mA电流信号转化为相应压力值地数字量,送给S7-200 226CN CPU.SixE2yXPq5 S7-200 226CN CPU是监控系统地控制核心.根据上位机设定地实验参数及检测到地压力值,按照内部程序控制各电磁阀地通断.6ewMyirQFL 实验时,根据不同地架型及实验工程,操作人员通过人机界面设置相应地实验参数.上位机PC通过PPI通讯电缆将参数值送给PLC.操作人员按下人机界面上地相应控制按钮,控制实验台地启停.上位机PC实时读取PLC中地压力值,绘制压力曲线图,并将压力数据存储

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在PC机中.当有压力超高或通讯故障时,及时显示报警.人机界面如下图所示.kavU42VRUs

4 结束语

本文设计地液压支架实验台监控系统采用上下位机控制模式,结构紧凑、性能可靠,实现液压支架实验台数据采集和实验过程地自动化.实验台投入运行后运行良好,取得了良好地效果.y6v3ALoS89 4 / 4