某采油厂之联合站是一个集油、气、水联合处理的大型工作站。它的岗位较多，有中心控制室、油岗、水岗、加热炉等，并且比较分散，距离较远。Danfoss变频器应用于水岗中过滤罐的反冲洗泵及搅拌器的驱动。反冲洗液量要求定量、定时，且搅拌器要与反冲洗泵协调工作，要求反冲洗过程可以在中心控制室监控，又可以在水岗监控。两个岗位间距离较远，如果采用传统的布线方式，必然费时费力，故障率高。采用Danfoss变频器带Profibus功能，通过现场总线ProfibusDP协议，只用一根双绞屏蔽线即可实现制程流程控制及Danfoss变频器参数的设定、相关数据的读取。
系统
Siemens工控机一台，Siemens PLC 300一套，Siemens操作面板OP37一台，Danfoss变频器两台（含Profibus卡），离心泵两台，搅拌器十六台。
控制方案
联合站污水岗共有2台55 kW反冲洗泵，16台18.5 kW反冲洗搅拌器。选用1台VLT5062，带2台反冲洗泵，由Siemens PLC控制两台泵间的切换。1台VLT 5032带16台反冲洗搅拌器，由SiemensPLC来实现16台反冲洗搅拌器间的切换以及与反冲洗泵的协调工作。驱动反冲洗泵的变频器接受反冲洗liuliang计回授的4~20mAliuliang信号构成制程闭回路，以控制反冲洗液量。泵起动信号由控制中心或水岗操作员面板经Profibus现场总线给出。当liuliang达到时反冲洗变频器（VLT5062）给反冲洗搅拌变频器（VLT 5032）一个允许起动信号，搅拌开始。定时到达后停止，等待反冲下一个滤罐。
系统特点
本系统采用了过程自动化控制中的现场总线Profibus协议，使整个系统的安装、试车、监控、维护变得简便易行。
在现场总线Profibus协议的使用过程中应注意以下重点：
l Danfoss变频器中Profibus卡的安装
l Profibus卡的总线地址设定
l Danfoss变频器中8、9组参数的设定
l Danfoss变频器（已装Profibus卡）在现场总线Profibus协议上的挂接（在SiemensPLC硬件组态中进行）
l 现场总线（Profibus DP）试车过程中，总线末端注意加装防浪涌电阻
Danfoss变频器构成制程闭回路中的参数设定：
l 比例、积分参数设定时，应采用分别设定的方式，即积分值 =0，调比例值从0.3开始逐渐增加一直到系统开始震荡时，取此值的50%；比例值 =0，调积分值从20秒开始逐渐增加直至到系统开始震荡时，取此值的1.25倍。微分值取调积分值的4倍为益
l 回授单位的设定、回授变送器量程的设定
l 频率高低限的设定、上升时间、下降时间的设定等
l 充分利用现场总线Profibus的优势读写参数
l 将变频器中重要参数通过总线读出，显示在控制中心和水岗的操作员面板上。如频率、电流、功率等
l 将变频器的状态通过总线读出，传送到各个监控室。因为使用了现场总线这些工作变得及其简便
整个系统在实际使用过程中，系统响应快，操作简便，反冲液量平稳，搅拌效果良好，节能显著（反冲洗泵达46%，搅拌器节能达31%），污水处理效果高于设计标准。联合站水岗反冲洗系统以其显著的特点受到用户的高度称赞。
建议
Danfoss变频器参数的设定、相关数据读取时，不采用Danfoss变频器操作手册中参数读写方式，因为这种读写方式在实际试车中较为繁琐，不利操作。而利用Danfoss变频器在现场总线ProfibusDP中的I/O域来读取将更加方便快捷，广大使用者不妨一试。
一、改造设备简介：
定厚机是石材加工过程中不可缺少的设备，用途是采用铣削方式将石材按工艺要求加工成所需的厚度。主要由床身、皮带滚筒、固定导轨、活动横梁、动力头（铣刀）、电气控制系统等部分组成。铣削方式又可细分为平面铣刀和圆筒滚刀两种。
本文介绍的改造设备是采用三个圆筒滚刀，通过粗加工、半精加工、精加工三个加工层次，将板材一次加工成型。该设备的皮带采用气压缸拖动，实施板材水平方向输送；横梁上安装了三个动力头，前后运动；每个动力头上均装有滚刀，实施板材铣削。工作原理如下所述：
按照工艺要求，调整好三个滚刀的垂直高度；启动三个动力头，开启横梁和皮带；板材在皮带的带动下，作断续运动；皮带移动一次到位后，横梁带动滚刀由后向前铣削，快速退回，周而复始，直至板材加工完成。
二、目前设备存在的问题：
1、设备的横梁拖动采用液压伺服调速系统，横梁电动机拖动液压泵，通过液压伺服系统，由液压马达实现横梁的无级调速。目前，我国的机械设备极少采用液压伺服系统进行调速，设备出现故障后，国内无法采购到相同的故障元器件。控制系统PLC用的是老式西门子产品，体积大、耗能多且老化严重，故障频发；同样由于国内无法采购此元器件，维修费用较高，维修周期较长，给企业的生产带来不便。
2、加工方式单调，生产效率低下。其加工过程如下图所示：
由上图可看出该设备的自动加工流程仅有：“单向进刀、空刀退回”一种工作方式，造成了加工板材的局限性，效率无法tigao。
三、改造方案：
1、经过研究和反复论证，我们决定采用艾默生EV1000-4T0022G的变频器替代液压伺服系统，用艾默生EC20-2012BRA的PLC替代原西门子产品。因艾默生产品的性能优越、质量可靠、价格适中且较易采购，我们作为配套产品。
2、在设备原工作流程的基础上，增加两种自动加工方式，即后端进刀和前后进刀。在单端进刀方式下，增加高速退刀、中速退刀和慢速退刀三种退刀方式。工作流程如下图所示：
3、改造系统的硬件连线图：
4、改造后的效果：
改造完成后的横梁运行平稳，换向无冲击，调速方便。在自动加工方式下，由于增加了：⑴前端进刀，⑵后端进刀，⑶前后进刀三种加工方式选择，tigao了工作效率，尤其是“前后进刀”功能，使工效tigao了两倍。本次改造，大大减少了故障停机率，节约了维修费用。
四、结论：
通过此次改造，达到了我们的预期目的，即增加了设备的多种工作方式，大大tigao了工作效率，并且由于艾默生产品具有的多种保护功能，使得维护维修更加方便简捷。目前我国的许多石材加工企业在上世纪90年代引进的国外先进设备都已经老化，维修改造设备成为企业的一项重要任务。此次定厚机改造的成功，是艾默生产品成功应用于石材加工企业的典型案例，也为艾默生产品今后在石材加工领域的应用奠定了良好的基础。
1 引言
采煤机是综采工作面的主要设备，它的正常运转决定着综采工作面的生产效率。采煤机的性能是否可靠，一方面取决于机械部分的设计与制造，以及是否合理地使用，另一方面取决于电气控制系统是否完善有效。如果将采煤机比作人，机械部分就是人的四肢和躯干，电气部分就是人的大脑，电气控制系统在采煤机中至关重要。目前国产采煤机的电气控制系统的控制器基本上都是各种品牌的PLC，由PLC控制的采煤机具有监测和故障诊断功能，基本能满足使用的要求。但由于采煤机工作环境恶劣，零部件多，结构复杂，致使采煤机司机不能及时掌控采煤机的各项运行参数，可能使采煤机带病工作，进而出现故障，为了tigao采煤机的开机率，必须增加采煤机远程监测和故障诊断功能。还有，由于综采工作面矿工劳动强度太大，急需降低，必须建立自动化综采工作面，那么采煤机就必须具有记忆截割的功能。由于采煤机电控箱空间的限制，如果采用现场总线，将在tigao电气控制系统可靠性地更有利于安装和维修。要使采煤机具有远程监测和故障诊断与记忆截割的功能，并且使用现场总线，如果电气控制系统不作出革新，就很难满足需求。为了适应发展，西安煤矿机械公司开发了以贝加莱工业自动化的PCC（ProgrammableComputer Controller）为控制器的新型电气控制系统。
2 采煤机电气控制系统设计
采煤机是多电动机联动、技术要求较高的机械设备。它工作在潮湿、多尘、震动、高瓦斯的矿井，并且工况环境复杂多变，以及自身重量很大，惯性大，还要求能够方便地操作、低故障率等，这就给采煤机电气控制系统的设计提出了很高的要求。采煤机的电气控制系统框图如图1所示。
（1）控制计算机（采用贝加莱的PCC）
控制计算机（由2003系列PCC的CPU模块和通讯块组成）是采煤机电气控制系统的核心，采煤机正常工作时，变频器的牵引方向、加减速控制、左右摇臂升降、制动抱闸的开断、左右截割电动机的温度监测、牵引变压器温度监测、牵引和截割电动机的电流采样，以及采煤机恒功率保护、过零保护、瓦斯断电保护、截割电动机过载保护等均通过控制计算机来实现。
控制计算机接收开关量输入模块和模拟量输入模块的数据，并通过开关量输出模块将指令传给电磁阀组，通过通讯接口将采煤机的参数传给显示计算机，通过通讯接口将指令传给主变频器。
（2）开关量输入输出模块
开关量输入模块主要接收端头站、遥控器和控制面板按钮发出的指令信号。开关量输出模块主要将控制器的指令传送给电磁阀组，以控制采煤机摇臂的升降、截割电动机的启停、制动抱闸的开断。
（3）模拟量输入模块
模拟量输入模块主要接收截割和破碎电动机的电流，牵引变压器、截割和破碎电动机的温度，摇臂的角度，瓦斯的浓度等模拟信号，送到控制计算机。
（4）显示计算机（采用贝加莱PP系列人机界面）
显示计算机提供丰富且人性化的人机界面，将以下数据信息形象地显示给用户。
l 采煤机控制计算机的输入、输出状态
l 截割电动机、牵引电动机的电流、温度
l 牵引变压器的温度
l 采煤机的牵引状态、牵引速度
l 采煤机的工作状态及故障信息
变频器的数据、工作状态及故障信息等
3 硬件系统设计
贝加莱的可编程计算机控制器（PCC）综合了传统PLC和工业PC两者的优势,如前者的高可靠性、灵活的扩展性和环境适应能力，后者的多任务处理方式、高速运算能力、采用语言编程和开放的通讯等。PCC是目前工业领域先进的控制技术之一，具有分时多任务处理机制、高速的运算能力、大容量内存和存储单元以及强大的通讯组网能力。
PCC之能成为当今增长速度快的工业运动控制设备，是由于它具备了许多独特的优点。它较好地解决了工业控制领域普遍关心的可靠、安全、灵活、方便、经济等问题。PCC的主要特点如下：
（1）可靠性高、抗干扰能力强；
高可靠性是PCC突出的特点之一，PCC的平均无故障时间（MTBF）可达几十万小时。由于工业生产过程经常昼夜连续，工业现场环境恶劣，各种电磁干扰特别严重。针对这些情况，PCC采取了一系列措施，其主要方法是对所有输入/输出（I/O）接口电路均采取光电隔离，有效地抑制了外部干扰源对PCC的影响。
（2）设计、安装容易，调试周期短，维护简单；
（3）模块品种丰富、通用性好、功能强大；
（4）体积小、能耗低；
（5）强大的Automation Studio软件开发平台
西安煤矿机械有限公司开发的MG650/1630-WD采煤机电气控制系统，根据实际的控制要求，选用了贝加莱的下列自动化产品来构成系统：
（1） 控制计算机（即2003系列PCC）
如图 2所示，控制计算机由7CP570.60-1和3IF722.9组成。7CP570.60-1是2003系列的PCC，它的CPU是Celeron 300，64 MBDRAM，通讯接口有：USB、RS232、Ethernet。3IF722.9是通讯板卡，包含的通讯接口有：CAN、RS485、RS232。控制计算机通过RS485接口控制主变频器，通过Ethernet接口和采煤机上的显示计算机通讯，通过CAN接口和距离采煤机几百米外的显示计算机交换数据。
（2）开关量输入输出模块
如图 2所示，开关量输入输出模块选用了两块7DM465.7，每块7DM465.7有16路输入和16路输出。
（3）模拟量输入模块
如图 2所示，模拟量输入模块根据需要选用了一块7AT324.70，三块7AI354.70，这四个模块都插在适配器模块7AF101.7上。每块7AT324.70有四路温度输入，每块7AI354.70有四路模拟量输入。
（4）显示计算机（即贝加莱的Power Panel系列人机界面）
如图2所示，由于需要在两个相距几百米的地方都要人机界面显示，故选用两个显示计算机 4PP320.1043-31和4PP420.1043-75，其中4PP420.1043-75还具有数据传输中继的功能。
4 软件设计
PCC采用Runtime定性分时多任务的操作系统，多任务处理就是计算机在启动几个程序时，还可以在后台有序的运行某些程序。一个完整的应用程序通常是由几个任务（程序块或子程序）共同组成的，并不是所有的任务都需在同一时间范围内执行，对于一些不需要经常执行的任务，可以区分任务的优先级，确保程序能迅速而高效的运行。
PCC编程软件Automation Studio是面向对象的编程语言，可采用IEC61131的编程语言，以及Basic和ANSIC语言。
Automation Studio中集成了不同的开发工具：
l 项目的硬件配置
l 项目的软件配置
l 图文显示
l 维护和诊断
l 库和功能函数
Automation Studio中提供了很多标准的功能函数，这些功能函数大大tigao了编程人员的编程速度和效率。
根据控制系统的需求和贝加莱PCC的特点，软件设计选用ANSIC，利用PCC具有的多任务处理技术，将较复杂的控制逻辑分成八个任务来分别完成。其中几个任务流程框图如图 3 ~图 6所示。
5 结论
前述采煤机在神华宁煤集团梅花井煤矿综采工作面得到了很好的应用，初步实现了采煤机远程监测和故障诊断功能及记忆截割功能。其电气控制系统稳定、可靠，基本发挥出了PCC的优势，在此基础上采煤机电气系统的革新还有很大的上升空间。