基于PLC控制的多流道分析仪探测器控制系统

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇基于PLC控制的多流道分析仪探测器控制系统范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

【摘 要】 介绍了一种使用PLC技术来控制和保护多流道分析仪探测器的控制系统，该系统根据多流道分析仪探测器的结构原理、检测要求和系统保护的要求，建立了集控制、保护、检测为一体的控制方法，以S7-200为控制器核心，各类传感器、电机、触摸屏等为辅助的综合控制系统，实现了探测器在多流道分析仪中的精确控制应用和保护。

【关键词】 PLC控制 S7-200 探测器 多流道分析仪 控制和保护

1 引言

多流道分析仪是一种大型在线检测仪表，主要应用于选矿厂。使用X荧光射线技术检测矿浆中金属元素的含量，而负责进行检测的探测器更是整套仪表的核心设备。探测器在多流道分析仪的不同流道间转换，负责对不同流道中的矿浆进行检测，实现了一台多流道分析仪同时检测多种不同矿浆的功能，提高了多流道分析仪的使用效率和使用范围，进而提高了选矿的质量和利用率，增加选矿厂的经济效益。

2 系统总体设计

六流道分析仪由机械支架、气动控制和电动控制部分组成。核心设备探测器安装在行走支架上。使用行走电机实现了探测器在不同检测流道间的横向转换，使用变频器控制行走电机的方向和速度；使用接近传感器确认检测流道的中心位置；使用各种气动阀体控制气动装置控制探测器的升降状态；使用限位传感器控制探测器的升降幅度；使用湿度传感器检测探测器在矿浆中的密封状态；使用搅拌电机防止流槽中淤矿保护探测器；使用触摸屏设置各类检测参数；使用门禁和气压传感器检测探测器工作时的必须条件。

整套系统使用S7-200系统控制器进行控制，使得整套分析仪可以同时对六种不同的矿浆进行检测，使用者还可以自行选择检测的流道实现智能选择检测。并且可以结合检测实际情况设置不同的移动速度和检测时间，并在检测过程中时时进行探测器的保护检测，确保成本昂贵的探测器完好。探测器按照设定程序进行矿浆检测和元素分析，同时取样电机带动取样设备对矿浆进行取样，取样矿浆从取样管道流出，剩余矿浆重新返回生产线，检测取样见示意图1。

3 控制系统的硬件组成

整套控制系统是由硬件平台与软件共同搭接而成，硬件系统为软件运行提供运行平台，而软件系统通过硬件平台实现软件设计的功能。硬件系统由：PLC控制器、输入装置和输出装置三大部分构成。PLC控制器主要由：S7-200系列的CPU 226、数字量扩展模块EM223和模拟量扩展模块EM232构成；输入装置主要由选择开关、各类型传感器、控制按钮等装置构成；输出设备主要由行走电机、取样电机、指示灯、电磁阀等设备构成。控制运算装置、输入装置和输出装置关系见图2。

4 控制系统软件设计

4.1 启动程序设计

按下系统启动按钮，系统启动。首先对影响系统正常运行的探测器窗口状态和气体压力状态进行条件判断，有状态异常时报警，系统不允许进行其他动作，状态正常则进行探测器上限位置判断。当探测器不在上限位时进行位置调整使其上升到上限位，调整失败进行报警系统不允许进行其他动作，位置正常或调整成功则进行横向位置判断。当探测器不在初始位时进行调整使其回到初始位，调整失败进行报警不允许进行其他动作，位置正常或调试成功则进入运行触发状态，等待运行触发命令进行下一步动作。

4.2 流道选择程序设计

当运行程序被触发时，仪表进入检测程序，首先对选定流道进行检测。当流道检测运行完成后，判断是否有比当前流道号更大的待检流道。如果有则探测器右移到待检流道后继续运行流道检测程序，如果无则说明当前流道为最大被选流道，则探测装置左移到最小待检流道。当探测器移动到最小待检位时，判断系统是单次检验还是循环检验，如果时单次检测，则系统停止运行等待下一个出发命令。如果是循环检测，则探测器对最小流道进行检测，然后按由小到大的选定流道顺序循环检测。

4.3 探测器检测程序设计

当探测器检测程序被触发时，首先判断流道定位传感器是否被触发，当流道接近式传感器未被触发时，探测器继续移动。当流道传感器被触发时，判断该流道是否被选定进行检测。该流道未被选定时，探测器继续移动。当该流道被选定检测时，判断选定流道的搅拌状态，当搅拌状态异常时报警，正常时探测器在该流道停机检测。探测器下降到下限位对矿浆进行检测并运行自动取样程序，在检测过程中若探测器窗口破裂则报警。流道检测完毕探测器提升并冲水，探测器上升到上限位时继续移动。探测器控制流程见图3。

4.4 触摸屏程序设计

液晶触摸屏是人与机器之间传递、交换信息的媒介和对话接口，是控制系统的一个重要的组成部分。触摸屏具有如下功能：

密码保护功能：要想对触摸屏进行控制，必须要有操作密码。

检测状态显示功能：触摸屏显示有仪表的整套机械结构、被选定的检测流道、检测装置的水平位置、探测器的竖直位置和搅拌电机的运行状态等。图4显示为探测器正在一流道矿浆中进行元素检测。

电机参数和取样时间设定功能：触摸屏设计有电机工作频率设置界面、流道测量时间设置界面和取样时间间隔设置界面。

指示灯提示功能：共有6个检测流道，为每个检测流道设置一个流道指示灯，通过指示灯的颜色变化对照流道被选定检测的情况。图4显示选定一、三、五检测流道。

5 结语

多流道分析仪探测器控制系统通过基于S7-200 plc的应用设计，使用了多种、大量传感器，为系统提供了可靠的判断点。使用了多种输出设备实现了整套系统的机电结合。使得探测器在多流道分析仪中可以智能、灵活、高精、可靠、安全的运行。经过整机现场测试，该仪表运行过程中性能稳定，定位精确，跟踪响应速度快，探测器自身安全保护功能齐全，使得多流道分析仪具有更加广泛和高效的应用价值。