智能主令控制器

在電氣控制中，多點位置檢測通常是由主令控制器來完成，由於傳統主令控制器是由機械凸輪和觸點組成，其觸點部分故障較多、調整不方便、控制精度低、壽命短。而智能主令控制器用程序邏輯代替機械凸輪的動作，以無觸點代替有觸點，這樣就避免了許多機械故障，提高了系統的可靠性。

絕對值編碼器安裝在現場，與受控設備傳動軸柔性連接。主控單元安裝在控制室或操作室內，由操作面板、PLC等組成。編碼器和連接電纜將現場位置信號送至主控單元，共同構成智能主令控制器。

智能主令控制器在工作時，由受控設備通過傳動機構帶動編碼器一起旋轉，編碼器產生一系列位置碼並送到PLC的輸入端，在PLC內部進行譯碼、運算、分析、累加等處理，同時與操作面板中可調用的設定參數相比較，在合適的位置發出相應的控制信號，從而達到控制目的。主令控制器通過編碼器旋轉產生的位置碼實現對現場物體位移的檢測，同時與操作面板通信，操作面板實現數據顯示、位置設定和報警。

在許多需精確多點定位的場合要使用主令控制器，而傳統的主令控制器不能滿足控制要求，利用小型PLC和編碼器構成智能主令控制器，使用程序邏輯代替機械凸輪的動作，從而替代傳統主令控制器，滿足控制要求。在軟件編程中需解決以下問題：

（1）編碼轉換。為提高抗干擾性，編碼器選用格雷碼輸出，而PLC只能識別二進制碼，需要用軟件實現格雷碼到二進制碼的轉換。

（2）編碼器過圈。若選用多圈編碼器，則不存在此問題。若選用單圈編碼器，則可用軟件檢測當編碼器過圈時的編碼變化，用計數器記圈，多圈碼數=圈數×編碼器分辨率+當前碼數，便可得出多圈的實際位置碼數。

（3）原點設定。原點是一個參考點，對應物體整個行程中一個具體的物理位置，在PLC中的編碼為“0”，根據需要可以把物體在行程中任一位置的編碼設定為原點。被測體的實際位置對應的編碼稱“當前位”，被測體“當前位”及其他設定的限位都以“原點”為參考點。它反映了被測體當前所在位置以參考點“原點”為座標的位置（編碼數）。當原點所對應的實際物理位置變化時，“當前位”及其他限位所反映的實際物理位置都會發生相應變化。

（4）測體位置的計算。被測體在整個行程中任一位置都在PLC中有一個相對於“原點”的編碼，這些編碼按十進制整數連續排列（-32767～+32767），都反映了物體當前位置與原點之間的距離關係（點數），也就是用數字反應了物體的實際位置，通過精度（mm/點）可以計算出當前位置距原點位置的米數。精度計算：如被測體在某一位置“當前位”是0，在另一位置是1000，整個行程是1000個點。如被測體實際物理行程是30m，則每個點對應： 30mm，也就是“當前位”每增加1個點，被測實際運行約30 mm；每減少1點，小車反向運行30 mm。主令精度為30mm/點。

（5）限位輸出。“當前位”編碼與在PLC內部的設定值比較，當滿足條件時，主令控制器輸出一個狀態（接通或斷開），參與系統控制或連鎖，起到限位的作用。

（6）操作面板編程組態。編程軟件中有操作面板的編程嚮導，通過它可以自動生成與PLC通信的數據塊，PLC使用該數據塊，完成設定、顯示控制功能。

（7）保護。被測體實際速度已知，可以計算出編碼器在PLC每個掃描週期中被測體由位置變化所引起的碼數變化量，若此變化量超過正常值，則認為主令控制器出現故障（可能是編碼器連接線斷引起或超速）。若被測體是位能負載，則可根據被測體運動方向指令和碼數變化方向是否相同，可以檢測被測體傳動軸是否與編碼器軸脱開或溜車。檢測到故障後可以發出報警或停車指令，避免事故發生。

（1）電壓/頻率範圍：AC 85～264V，47～63Hz。

（2）輸出類型：繼電器，幹接點（PLC本身繼電器）。

（3）最大負載電流：2A/點（PLC本身繼電器輸出）。

（4）開關延時：最大10ms。

（5）壽命：1000萬次；額定負載時10萬次。

（6）輸出隔離：線圈對接點AC 1500V，1min；接點對接點AC 1500V，1min。

（7）功耗：9W。

（8）輸出點數：10（可擴展）。

（9）輸入點數：14點（可擴展），響應時間0.2ms。

（10）記憶功能：EEPROM（寫入壽命10萬次）。

（11）主控單元到現場編碼器單元距離：280m（如主控單元到現場編碼器距離較遠，可以選用Profibus總線編碼器）。

智能主令控制器具有運行可靠、響應速度快、分辨率高、調整方便迅速、可在運行中調整、全數字顯示、遠程通信、多種保護功能等優點。

（1）運行可靠。該主令設計思想是用弱電控制強電，用程序邏輯代替機械凸輪的動作，以無觸點代替有觸點，這樣就避免了許多機械故障，從而提高了主令控制器運行的可靠性。

（2）反應速度快。主令由於採用可編程控制器進行控制，故其響應速度非常快，響應速度可達微秒級。

（3）分辨率高。該主令的分辨率由編碼器的分辨率決定，可達到毫米級，精度非常高，能適應需要精確定位和精確限位控制的場合。而老式主令採用凸輪閉合、斷開觸點，其精度低，不能適應自動控制過程精確控制的需要。

（4）反應迅速。該主令的調節無需任何工具，僅需對操作面板操作，即可達到調整的目的，與老式主令相比，可以節約時間，減少勞動強度，從而提高經濟效益。

（5）運行中調整。該主令控制器可在設備運行狀態中進行調整，設備不必停車即可對控制信號的輸出位置通過操作面板進行微調。

（6）數字顯示。在被控物體運行期間可以方便地從操作面板上觀察出其所處的位置。

（7）遠程通信。該主令具有遠程通信功能，可以直接和其他控制系統（如：PLC系統、工業控制網絡系統）相連接。

（8）保護功能齊全。該主令設有過速保護、脱軸、倒轉保護。

智能主令控制器運行可靠、響應速度快、分辨率高、調整方便、人機界面好、可以替代傳統機械主令，廣泛應用於冶金、礦山機械、吊車、車輛製造等行業，作位置或位移檢測，其中在冶金行業中可在高爐主捲揚、探尺、石灰豎爐捲揚、鍊鋼氧槍控制等自動化工業控制場合應用。

（1）用於上料探料系統

智能主令控制器在高爐、石灰爐的上料系統及探料系統中主要應用於控制捲揚的動作。智能主令控制器能夠精確地控制上料料車及重錘的的起停、加減速、限位等多個動作點的輸出。

（2）用於氧槍升降控制

智能主令控制器在氧槍升降系統中主要應用於控制氧槍的動作。智能主令控制器能夠精確地控制氧槍的起停、加減速、限位、待吹、刮渣、吹煉、氧氮的吹停等多個動作點的輸出，並且可在操作員界面上實時顯示氧槍的高度，還可通過增添模擬量輸出模塊和顯示儀表遠程顯示氧槍的高度。

（3）用於轉爐傾動控制

智能主令控制器在轉爐傾動系統中主要應用於控制轉爐的動作。智能主令控制器能夠精確地控制轉爐的傾動角度，並且可以在操作員界面上實時顯示轉爐的傾動角度，還可以通過增添模擬量輸出模塊和顯示儀表遠程顯示轉爐的傾動角度。

（3）用於推焦平煤控制

智能主令控制器在推焦車中主要應用於控制推焦機和平煤機的動作。智能主令控制器能夠精確地控制推焦平煤的起停、加減速、限位等多個動作點的輸出，並且可以在操作員界面上設定平煤機平煤杆長短動作的次數。

（4）用於其他位移控制

智能主令控制器能夠應用於幾乎所有的與位移有關的控制場合。智能主令控制器在運行中幾乎做到了零故障率，與老式凸輪主令控制器相比，若它能為您避免一次故障，那它已經是物超所值了。