CN104960875A - 槽型皮带输送机跑偏诊断和自动校正系统 - Google Patents

Abstract

槽型皮带输送机跑偏诊断和自动校正系统，包括三个单元：现场DP控制站单元、PLC主站单元和工程师站单元，现场DP控制站单元由一个或多个DP控制站组成，每个DP控制站至少包括DP控制站电气控制柜、第一PLC控制器、DP总线模块、HMI触摸屏、PPI通讯电缆、仪表电缆、偏移传感器及纠偏器电动执行机构；PLC主站单元包括PLC主站电气控制柜、第二PLC控制器；所述工程师站单元至少包括计算机、WinCC数据监控模块、通讯适配器。本发明针对槽型皮带输送机可能发生的皮带偏移等故障进行实时偏移量监测，达到针对皮带偏移稳态校正的目的，彻底解决皮带跑偏故障，有效保护槽型皮带输送机的安全运行；同时通过槽型皮带偏移数据的存贮和分析，及时有效监控整个槽型皮带输送机系统。

Description

槽型皮带输送机跑偏诊断和自动校正系统

技术领域

本发明涉及电站、煤矿及港口等行业中槽型皮带输送机的运行保护领域，具体涉及一种槽型皮带输送机跑偏诊断和自动校正系统，用于偏移记录、校正以及工艺数据分析。

背景技术

在电站、煤矿及港口等行业中应用广泛的槽型皮带输送机，其运行过程中出现皮带跑偏现象是常见的故障，因为工艺装置使用状况不同，槽型皮带机所传送的介质(如煤炭、矿石等等)在输送过程中，如果发生落料点不对中，或者负载不均衡，将会导致输送机的皮带发生无规则的偏移现象。当偏移量超出了各项工艺指标，输送机设备有可能出现皮带脱轨，造成输送系统中的物料大量倾泻，价值昂贵的皮带彻底性损坏，从而进一步导致整套物料输送系统的故障停机，装置停工。更有可能发生无法想象的人生安全事故。

当前，在上述各行业中，有一种检测皮带偏移的开关，其工作原理是通过安置一种档杆机构在槽型皮带外侧，当槽型皮带偏移时，触碰到此档杆，与档杆联动的开关将发出一个触点信号给第三方电气控制系统，告知皮带已经偏移，要求输送系统采取各种措施。此类开关有着致命缺陷，它属于一种开关量检测元件，只能检测出皮带的某一个偏移点，无法准确的针对皮带偏移量进行实时的全程监测，更无法有效地进行皮带纠偏校正。开关反应迟滞不灵敏，经常因为误动作而发出错误的警告或联锁信号，导致槽型皮带输送机系统不能安全正常运行。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有槽型皮带输送机因皮带跑偏现象造成的上述缺陷，提供一种槽型皮带输送机跑偏诊断和自动校正系统，针对槽型皮带输送机在运行过程中发生的皮带位置偏移进行实时角度监测和记录，并根据偏移角度驱动纠偏器电机，以达到平稳有效的偏移校正和保护。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

槽型皮带输送机跑偏诊断和自动校正系统，包括现场DP控制站单元、PLC主站单元和工程师站单元三个单元，其中：

所述现场DP控制站单元由一个或多个DP控制站组成，每个DP控制站至少包括DP控制站电气控制柜、第一PLC控制器、DP总线模块、HMI触摸屏、PPI通讯电缆、仪表电缆、偏移传感器及纠偏器电动执行机构，所述第一PLC控制器和DP总线模块安装在DP控制站电气控制柜内部，所述偏移传感器安装在槽型负载皮带和回程皮带侧面，纠偏器电动执行机构安装在负载皮带和回程皮带侧面，偏移传感器通过仪表电缆经DP控制站电气控制柜的控制柜端子排与第一PLC控制器的输入端连接，第一PLC控制器的输出端经仪表电缆与纠偏器电动执行机构连接；第一PLC控制器的PPI通讯端口通过PPI通讯电缆与HMI触摸屏的RS232通讯端口连接(用于将偏移传感器检测到的偏移量和纠偏电动执行机构对电机的定位量及电机的实际位置等一系列数据通过在HMI触摸屏上显示和记录)；

所述PLC主站单元至少包括PLC主站电气控制柜、第二PLC控制器，所述第二PLC控制器安装在PLC主站电气控制柜中，第二PLC控制器的CPU自带DP总线接口；所述第一PLC控制器通过DP总线模块的Profibus-DP总线电缆连接至PLC主站单元的DP总线接口(DP总线模块将DP控制站电气控制柜内的第一PLC控制器的一系列实时数据读出，并通过Profibus-DP总线电缆传送到PLC主站单元，PLC主站单元的第二PLC控制器通过Profibus-DP总线协议读取单台或者多台DP控制站的PLC数据)；

所述工程师站单元至少包括一台计算机、一套WinCC数据监控模块、一个通讯适配器，所述通讯适配器一端连接PLC主站单元的第二PLC控制器的DP总线接口、一端连接工程师站单元的计算机的USB端口，第二PLC控制器通过DP总线接口、通讯适配器与工程师站单元计算通讯，所述WinCC数据监控模块嵌入在计算机系统中、用于读取PLC主站单元的第二PLC控制器和现场各个DP控制站的第一PLC控制器的所有数据(WinCC数据监控模块在计算机上显示、归档整个槽型皮带输送机跑偏诊断和自动校正系统的数据)。

按上述方案，所述第一PLC控制器采用西门子S7-200系列PLC控制器。

按上述方案，所述偏移传感器通过2×1.0mm²的仪表电缆将各个皮带偏移的4～20mA模拟量信号传送到DP控制站电气控制柜，再通过DP控制站电气控制柜端子排传送到第一PLC控制器的模拟量AI输入点，第一PLC控制器通过PID稳态调节处理输出4～20mA电信号(电机定位数据)，通过第一PLC控制器的模拟量AO输出点，经5×1.0mm²的仪表电缆传送到纠偏器电动执行机构(纠偏器电动执行机构：-MT101～-MT104，上纠偏2个，下纠偏2个)，对纠偏器电机进行偏移区间在±50mm之间(100mm行程)的定位控制(实现皮带偏移的稳态纠偏，纠偏器电机的实际位置的模拟量信号传送到DP控制站电气控制柜内的第一PLC控制器的模拟量AI输入点，将这一系列数据显示在DP控制站电气控制柜的HMI触摸屏上)。

按上述方案，所述第二PLC控制器采用西门子S7-300系列PLC控制器。

按上述方案，所述通讯适配器采用西门子CP5711通讯适配器。

按上述方案，所述DP控制站的第一PLC控制器和PLC主站单元的第二PLC控制器，以及工程师站单元的WinCC数据监控模块之间均采用Profibus-DP总线通讯协议通讯；所述第一PLC控制器与第二PLC控制器之间仅作数据交换，无任何联锁逻辑关系(以保证PLC主站单元在任何不可预测因素而不能正常工作的情况下，DP控制站仍能保持正常的皮带偏移监测和皮带纠偏工作)。

按上述方案，所述DP控制站的数量根据槽型皮带输送机的皮带长度和转运站数量配置，一个转运站至少配置一台DP控制站，DP控制站的数量范围在1～99个之间。

单台DP控制站控制4台偏移传感器、4台纠偏器电动执行机构，也可以根据实际需要控制更多的偏移传感器和纠偏器电动执行机构，DP控制站的第一PLC控制器所能接收和控制偏移传感器和纠偏器电动执行机构的数量取决于单条槽型皮带输送机的工艺要求。

本发明的工作原理：现场DP控制站单元、PLC主站单元以及工程师站单元均是相互独立的基于Profibus-DP拓扑总线协议的DP站点，各个DP站点相互之间可以读取、存贮和分析数据，但DP站点之间不相互参与联锁控制，其原则是只读取，不写入。DP控制站作为槽型皮带输送机的现场控制单元，主要作用是针对各个检测点和纠偏点进行皮带偏移检测和偏移校正，具体为通过PID稳态运算指示，根据DP控制站采集到的皮带偏移数据来控制皮带纠偏器电动执行机构，通过控制纠偏器电动执行机构，从而改变纠偏器电机的推杆位置，以达到校正偏移皮带的目的；并且，将DP控制站的这一系列采集偏移数据、控制电机位置的过程，通过Profibus-DP总线协议，悉数传送到PLC主站单元的第二PLC控制器中。当槽型皮带输送机现场的DP控制站大于一台时，在远离槽型皮带输送机现场的程控室内设置PLC主站单元，PLC主站单元通过第二PLC控制器的CPU自带的DP总线接口，采用Profibus-DP拓扑结构的通讯总线接收槽型皮带输送机现场的各台DP控制站的数据，并将各个DP控制站采集的数据汇总到槽型皮带输送机的工程师站单元(程控室)内，以达到工作人员不需要深入槽型皮带输送机现场也能完整地掌握槽型皮带输送机各个位置的工艺数据和运行情况。工程师站单元通过CP5711通讯适配器将PLC主站单元的S7-300系列的第二PLC控制器与数据监控模块通讯，将槽型皮带输送机跑偏诊断和自动校正系统的所有装置的工艺数据进行读取、存储和分析，从而在一台计算机上可以监控、归档和分析整个槽型皮带输送机偏移和校正情况，以达到监控保护控制系统的目的，这种层次分明的数据采集和控制模式有利于系统的分层控制、调试、维护和管理。

DP控制站针对纠偏器电机的纠偏控制有两种模式：其一是默认模式“PID模式”，系统将采用PID调节指令稳态校正纠偏器电动执行机构以定位纠偏器电机；其二是工作人员在任意时间于DP控制站电气控制柜面板上的西门子HMI触摸屏点击，选择“手动模式”，针对任意一个纠偏器电动执行机构输入所希望达到的±50mm区间内的纠偏行程，以达到纠偏电机快速纠偏的目的。

本发明与现有技术相比的有益效果在于：

1、针对槽型皮带的偏移故障，通过偏移传感器和第一PLC控制器检测到皮带偏移的0～90°的角度数据，偏移角度是实时的模拟量，而非某一个偏移角度的开关量；

2、针对槽型皮带的纠偏故障，第一PLC控制器采取PID稳态运算模糊控制的方式进行纠偏器电动执行机构定位；同样，纠偏器电动执行机构也是一个模拟量信号，可根据第一PLC控制器检测到的0～90°的偏移角度，根据PID运算，输出4～20mA信号实时的调整电动执行机构从而改变电机的定位，以达到纠偏器平稳有序地纠偏，防止瞬间纠偏幅度过大而导致拉伤皮带或产生皮带抖动，从而保证槽型皮带输送机的稳定运行；

3、针对槽型皮带输送机各个DP控制站的纠偏数据，通过简单便利的Profibus-DP总线协议传送到安置在程控室内的PLC主站单元，并在安置在程控室内的工程师站单元的计算机上显示并归档，这一数据采集方法有利于区分槽型皮带机现场DP控制站与程控室内的PLC主站的功能作用，即使当任意一台DP控制站或者PLC主站发生不可预测的故障导致DP控制站或者PLC主站不能正常工作，也不会影响到其它DP控制站的功能运作，而当任意一台DP控制站发生不可预测的故障导致自身不能正常工作，远在程控室的PLC主站和工程师站会通过DP总线检测功能，及时发现并处理不能正常工作的DP控制站；

4、工程师站的数据监控系统可以实时监控并存贮整个槽型皮带输送机跑偏和自动校正系统的各类所需要的数据，并自动针对数据进行工艺分析，判断出在某一个时间段内槽型皮带输送机跑偏的具体原因，以供专业技术人员分析和验证；

5、整个槽型皮带输送机跑偏诊断和自动校正系统采用模块化和通讯化的设计，可以根据槽型皮带输送机的皮带长度和转运站数量多少进行有机合理的DP控制站数量的配置，扩展性强，Profibus-DP总线协议数据传输有利于系统安装，技术维护方便，节约调试成本。

附图说明

图1是本发明槽型皮带输送机跑偏诊断和自动校正系统的电气控制系统布局总图；

图2是本发明的现场DP控制站单元、PLC主站单元与工程师站单元的通讯结构图；

图3是本发明的DP控制站电气控制柜外观图；

图4是本发明的DP控制站控制回路原理图；

图5是本发明的DP控制站端子排接线图局部；

图6是本发明的DP控制站PLC程序PID功能程序局部截图；

图7是本发明的DP控制站PLC程序联锁停机信号程序局部截图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

参照图1及图2所示，本发明所述的槽型皮带输送机跑偏诊断和自动校正系统，包括现场DP控制站单元、PLC主站单元和工程师站单元三个单元，其中：

所述现场DP控制站单元由四个DP控制站组成，每个DP控制站包括DP控制站电气控制柜、西门子S7-200系列PLC控制器、DP总线模块、HMI触摸屏、PPI通讯电缆、仪表电缆、偏移传感器及纠偏器电动执行机构，所述西门子S7-200系列PLC控制器和DP总线模块安装在DP控制站电气控制柜内部，所述偏移传感器安装在槽型负载皮带和回程皮带侧面，纠偏器电动执行机构安装在负载皮带和回程皮带侧面，偏移传感器通过仪表电缆经DP控制站电气控制柜的控制柜端子排与西门子S7-200系列PLC控制器的输入端连接，西门子S7-200系列PLC控制器的输出端经仪表电缆与纠偏器电动执行机构连接；西门子S7-200系列PLC控制器的PPI通讯端口通过PPI通讯电缆与HMI触摸屏的RS232通讯端口连接(用于将偏移传感器检测到的偏移量和纠偏电动执行机构对电机的定位量及电机的实际位置等一系列数据通过在HMI触摸屏上显示和记录)；DP控制站的数量可以根据槽型皮带输送机的皮带长度和转运站数量多少进行有机合理的配置；

所述PLC主站单元包括PLC主站电气控制柜、西门子S7-300系列PLC控制器，所述西门子S7-300系列PLC控制器安装在PLC主站电气控制柜中，西门子S7-300系列PLC控制器的CPU自带DP总线接口；所述西门子S7-200系列PLC控制器通过DP总线模块的Profibus-DP总线电缆连接至PLC主站单元的DP总线接口(DP总线模块将DP控制站电气控制柜内的西门子S7-200系列PLC控制器的一系列实时数据读出，并通过Profibus-DP总线电缆传送到PLC主站单元，PLC主站单元的西门子S7-300系列PLC控制器通过Profibus-DP总线协议读取单台或者多台DP控制站的PLC数据)；

所述工程师站单元包括一台计算机、一套WinCC数据监控模块、一个通讯适配器，所述通讯适配器一端连接PLC主站单元的西门子S7-300系列PLC控制器的DP总线接口、一端连接工程师站单元的计算机的USB端口，西门子S7-300系列PLC控制器通过DP总线接口、通讯适配器与工程师站单元计算通讯，所述WinCC数据监控模块嵌入在计算机中、用于读取PLC主站单元的西门子S7-300系列PLC控制器和现场各个DP控制站的西门子S7-200系列PLC控制器的所有数据(WinCC数据监控模块在计算机上显示、归档整个槽型皮带输送机跑偏诊断和自动校正系统的数据)。

参照图1所示，偏移传感器(偏移传感器位号：-RT101～-RT104)安装在槽型皮带偏移监测点的皮带(带料皮带2个，回程皮带2个)侧面，当皮带发生跑偏时，皮带侧面将挤压偏移传感器的端辊零部件，端辊跟随皮带的偏移随之产生偏移，并带动偏移传感器的旋转机构，通过角度的改变将0～90°(实际偏移范围小于满量程，在0～60°之间。)的实际位置信号转换成4～20mA模拟量信号，传送到DP控制站电气控制柜(DP控制站代号：CB-1)内部的S7-200系列PLC控制器的EM235模块AI通道。偏移传感器的位号与S7-200系列PLC控制器的AI模块通道对应关系如下表1：

表1偏移传感器的位号与S7-200系列PLC控制器的AI模块通道对应关系

当DP控制站内的S7-200系列PLC控制器准确无误的获取槽型皮带输送器的实时偏移角度之后，会根据如图6所示的PLC程序，采取PID稳态控制指令，根据0～90°的偏移角度，S7-200系列PLC控制器随之换算成对应的4～20mA模拟量输入信号，通过DP控制站电气控制柜内部的S7-200系列PLC的EM235模块AO通道发送4～20mA模拟量输出信号，控制如图1所示的纠偏器电动执行机构；纠偏器电动执行机构是以4～20mA的模拟信号来针对一台220VAC单相电机做定位控制；纠偏器电机的位置动作量程为±50mm，通过连杆机构来拨动安装于槽型皮带底部的拨叉辊，稳步改变皮带的重心位置，来达到纠偏皮带的目的。纠偏器电动执行机构对于关系如下表2：

表2偏移传感器的位号与纠偏器电动执行机构位号及PID回路控制对应关系

表2所表述的PID回路控制，属于一对一的PID控制，即-RT101对应-MT101，-RT102对应-MT102，-RT103对应-MT103，-RT104对应-MT104。

本发明的DP控制站针对纠偏器电机的控制有两种模式，除了上述的PID控制纠偏器电动执行机构以定位纠偏器电机外，还有第二种模式：在DP控制站电气控制柜面板上的西门子HMI触摸屏选择手动模式，针对任意一个纠偏器电机输入所希望达到的±50mm区间内的纠偏行程令纠偏器电机进行纠偏工作。

根据上述的两种纠偏控制逻辑以及对应关系，现针对电气控制回路的动作过程进行阐述：

如图3所示，DP控制站电气控制柜面板上设置电源指示灯HL1，电源开关SA1，给DP控制站提供单相220VAC 10A电源，拨动电源开关SA1，电源指示灯HL1亮起，DP控制站内部的24VDC直流电源与PLC系列模块将得电，开始工作。

位于DP控制站电气控制柜面板上的西门子Smart 1000IE系列的HMI触摸屏的RS232串口与西门子S7-200系列PLC控制器的RS232串口采用PPI通讯协议，通过一根专用的PPI通讯电缆相连接，进行数据通讯。当DP控制站上电时，HMI触摸屏同时进入欢迎界面。人工按键切换至“操作界面”，HMI触摸屏在默认状态下针对偏移传感器以及纠偏器电动执行机构的实际位置进行数据监控并记录。

在DP控制站工作中，4个偏移传感器的接线原理如图4所示，偏移传感器提供两线制无源模拟量输入信号。4个纠偏器电动执行机构的接线端子排如图5所示，其中电机电源端子提供单相220VAC电源，AI端子接入PLC输出的4～20mA控制信号，A0端子是纠偏器的实际位置反馈信号，换算成4～20mA电信号反馈至西门子S7-200系列PLC控制器的输入端。纠偏器的实际位置反馈信号与西门子S7-200系列PLC控制器的对应关系如下表3：

表3纠偏器的实际位置反馈信号与西门子S7-200系列PLC控制器的对应关系

如图6所示，DP控制站的PLC程序是针对偏移传感器-RT101所采集的偏移值存入到PID0_INIT指令的PV_I的AIW0数据区，见表1所列关系，PID0_INIT指令通过AIW0数据的实时读取，并换算成0～90°的区间变换值，PID指令的后台程序进行微分积分运算，(本发明直接调用此PID0_INIT指令即可)自动运算出纠偏器电动执行机构-MT101的最佳数据，并将最佳数据存贮在的PID0_INIT指令的Output针脚的AQW0中。见表2所列关系，AQW0所对应的PLC模拟量模块AO通道转换成4～20mA电信号，对应±50mm的纠偏器电机动作区间。如表3所示，纠偏器电动执行机构在±50mm的变换区间内寻找最佳纠偏位置，达到实时稳态的纠偏效果。

在任何情况下，若现场的工作人员发现槽型皮带机在初次运行时皮带偏移严重，此状态下采用PID稳态纠偏动作过慢，纠偏时间过长，有人工干预的必要，工作人员点击HMI触摸屏“参数设置”画面中的“手动纠偏”模式，此模式激活后按钮背景色将变红色。然后点击下方的各个纠偏器数值显示框，在弹出的数值输入框填入区间值±50mm之间的所需纠偏行程，以达到纠偏器脱离PID稳态纠偏模式，依据工作人员的意愿进行直接快速地纠偏。当人工干预结束，工作人员点击HMI触摸屏“参数设置”画面中的“PID纠偏”模式，此模式激活后按钮背景色将变红色，DP控制站将再次进入PID稳态纠偏模式，系统再次开始实时稳态地纠偏。

如果因其它不可预测的因素导致无法进行正常的稳态纠偏，或者纠偏过程失效，那么当槽型皮带的任意一个偏移传感器的检测数据≥35°，PLC通过CMP数据比较指令，将比较结果放置在一个内部变量M区域，DP控制站的HMI触摸屏及工程师站的WinCC数据监控模块均会在其“故障记录”画面中读取PLC中M区域对应的变量，触发并记录报警信息。同理，如果任意2个或者2个以上偏移传感器的监测数据≥45°，PLC通过CMP数据比较指令，将比较结果放置在PLC输出点地址Q0.4，DP控制站的HMI触摸屏及工程师站的WinCC数据监控模块均会在其“故障记录”画面中读取PLC中M区域和地址Q0.4对应的变量，触发并记录联锁信息。

并且，如图4及图7所示：被检测到有联锁信号的皮带的DP控制站电气控制柜内部的西门子S7-200系列PLC控制器令开关量输出点Q0.4在无联锁信号时触发得电状态切换至失电状态，断开继电器-KC1，将-KC1的无源触点急停信号由闭合状态切换成断开状态，通过编号S-05的2×0.75mm²电缆传送至皮带运输机控制室，联锁停止皮带运输机，以保槽型皮带输送机系统和人身的安全。

在本发明中，如图1、图2及图4所示，DP控制站电气控制柜内部设置有DP总线模块。DP总线模块配置Profibus-DP总线电缆以及DP总线接头，将DP控制站的S7-200系列PLC控制器的所有数据通过Profibus-DP总线协议，传送到安置于程控室内的PLC主站单元。

如图2所示，PLC主站电气控制柜内设置西门子S7-300系列PLC控制器，西门子S7-300系列PLC控制器的CPU自带DP总线通讯接口，从各个DP控制站通过拓扑总线结构模式传送至PLC主站单元的Profibus-DP总线电缆通过DP总线接头连接至PLC的CPU，构成一个基于西门子的Profibus-DP协议的拓扑总线，这种总线构成，令PLC主站电气控制柜内的西门子S7-300系列PLC实时获取各个DP控制站的S7200系列PLC数据。PLC主站的S7300系列PLC的主要目的是构成Profibus-DP总线通讯，采集各个DP控制站的数据，并且做为数据下位端控制层，传送所有的数据至配置有WinCC数据监控模块的工程师站。

并且，拓扑总线中的任何一个DP站点，都是相互独立运行的站点。若整个拓扑总线中的任何一个DP控制站站点因为不可预测的原因导致S7200系列PLC不能正常工作，均不会影响其它DP站点的正常工作。

如图2所示，工程师站单元至少包括一台基本配置不低于1G内存，64G硬盘容量的计算机，一套西门子WinCC数据监控模块，一个西门子CP5711通讯适配器。工程师站通过CP5711通讯适配器将PLC主站的S7-300系列PLC与WinCC数据监控模块通讯。工程师站单元的主要功能是将槽型皮带输送机偏移记录和校正监控保护控制系统的所有装置的工艺数据在计算机上显示、归档及分析。与PLC主站电气控制柜一样，工程师站单元做为Profibus-DP总线中的一个DP站点，属于相对独立运行的DP站点，若工程师站单元的DP站点因为不可预测的原因导致计算机或者WinCC数据监控模块不能正常工作，均不会影响其它DP站点的正常工作。工程师站WinCC数据监控模块的主要目的是记录和存贮数据，通过WinCC数据监控模块的编程设置，将存贮监控数据期间设置成30天，工程师站将存贮WinCC数据监控模块所设定时长内的全部数据，便于专业技术人员实时监视和调阅历史数据，做出整个槽型皮带输送机系统偏移和校正过程的分析和干预，以此达到正确判断槽型皮带输送机在当前以及过去30天内所存在的工艺问题，做出改进措施。

在本发明中，上述的三大单元(现场DP控制站单元、PLC主站单元以及工程师站单元)均是相互独立的基于Profibus-DP拓扑总线协议的DP站点，各个DP站点相互之间可以读取、存贮和分析数据，但不参与其它DP站点的联锁控制，其原则是只读取，不写入。本发明中，DP控制站作为槽型皮带输送机的现场控制单元，主要作用是针对各个检测点和纠偏点进行皮带偏移检测和偏移校正。PLC主站单元的主要作用是针对各个DP控制站进行的数据汇总至槽型皮带输送机的程控室内。工程师站单元的主要目的是将PLC主站汇总到的所有数据进行读取、存储和分析。这种层次分明的数据采集和控制模式有利于系统的分层控制、调试、维护和管理。

以上所述为本发明的较佳实施例，旨在阐述本发明的典型实现方案。凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，例如对某模块进行局部改动以增强其功能，都落入本发明保护的范围。

Claims (7)

1.槽型皮带输送机跑偏诊断和自动校正系统，其特征在于，包括现场DP控制站单元、PLC主站单元和工程师站单元三个单元，其中：

所述现场DP控制站单元由一个或多个DP控制站组成，每个DP控制站至少包括DP控制站电气控制柜、第一PLC控制器、DP总线模块、HMI触摸屏、PPI通讯电缆、仪表电缆、偏移传感器及纠偏器电动执行机构，所述第一PLC控制器和DP总线模块安装在DP控制站电气控制柜内部，所述偏移传感器安装在槽型负载皮带和回程皮带侧面，纠偏器电动执行机构安装在负载皮带和回程皮带侧面，偏移传感器通过仪表电缆经DP控制站电气控制柜的控制柜端子排与第一PLC控制器的输入端连接，第一PLC控制器的输出端经仪表电缆与纠偏器电动执行机构连接；第一PLC控制器的PPI通讯端口通过PPI通讯电缆与HMI触摸屏的RS232通讯端口连接；

所述PLC主站单元至少包括PLC主站电气控制柜、第二PLC控制器，所述第二PLC控制器安装在PLC主站电气控制柜中，第二PLC控制器的CPU自带DP总线接口；所述第一PLC控制器通过DP总线模块的Profibus-DP总线电缆连接至PLC主站单元的DP总线接口；

所述工程师站单元至少包括一台计算机、一套WinCC数据监控模块、一个通讯适配器，所述通讯适配器一端连接PLC主站单元的第二PLC控制器的DP总线接口、一端连接工程师站单元的计算机的USB端口，第二PLC控制器通过DP总线接口、通讯适配器与工程师站单元计算通讯，所述WinCC数据监控模块嵌入在计算机系统中、用于读取PLC主站单元的第二PLC控制器和现场各个DP控制站的第一PLC控制器的所有数据。

2.如权利要求1所述的槽型皮带输送机跑偏诊断和自动校正系统，其特征在于，所述第一PLC控制器采用西门子S7-200系列PLC控制器。

3.如权利要求1或2所述的槽型皮带输送机跑偏诊断和自动校正系统，其特征在于，所述偏移传感器通过2×1.0mm²的仪表电缆将各个皮带偏移的4～20mA模拟量信号传送到DP控制站电气控制柜，再通过DP控制站电气控制柜端子排传送到第一PLC控制器的模拟量AI输入点，第一PLC控制器通过PID稳态调节处理输出4～20mA电信号，通过第一PLC控制器的模拟量AO输出点，经5×1.0mm²的仪表电缆传送到纠偏器电动执行机构，对纠偏器电机进行偏移区间在±50mm之间的定位控制。

4.如权利要求1所述的槽型皮带输送机跑偏诊断和自动校正系统，其特征在于，所述第二PLC控制器采用西门子S7-300系列PLC控制器。

5.如权利要求1所述的槽型皮带输送机跑偏诊断和自动校正系统，其特征在于，所述通讯适配器采用西门子CP5711通讯适配器。

6.如权利要求1所述的槽型皮带输送机跑偏诊断和自动校正系统，其特征在于，所述DP控制站的第一PLC控制器和PLC主站单元的第二PLC控制器，以及工程师站单元的WinCC数据监控模块之间均采用Profibus-DP总线通讯协议通讯；所述第一PLC控制器与第二PLC控制器之间仅作数据交换，无任何联锁逻辑关系。

7.如权利要求1所述的槽型皮带输送机跑偏诊断和自动校正系统，其特征在于，所述DP控制站的数量根据槽型皮带输送机的皮带长度和转运站数量配置，一个转运站至少配置一台DP控制站，DP控制站的数量范围在1～99个之间。