主令说明书

一、设备性能

      ZNLK系列智能主令控制器，是我公司经过数年努力而研制的一种新型智能主令控制器，它具有运行可靠、响应速度快、分辨率高、调整方便迅速、可在运行中调整、全数字显示、远程通讯、多种保护功能等优点。

      1、运行可靠：该装置由先进、可靠的可编程序控制器（PLC）与绝对型旋转编码器组成，通过旋转编码器产生的位置码实现对现场物体位移的检测，然后经PLC译码、运算、分析，以产生不同的控制信号和各种保护输出。老式主令控制器由凸轮和触点组成，其中触点部分故障较多，调整不便。而该主令设计思想是用弱电控制强电，用程序逻辑代替机械凸轮的动作，以无触点代替有触点这样就避免了许多机械故障，从而提高了主令控制器运行的可靠性。

      2、响应速度快：该智能主令由于采用可编程序控制器进行控制，因此其响应速度非常快，响应速度可达微秒级。

      3、分辨率高：该智能主令的分辨率可以达到毫米级，精确度非常高，能够适应需要精确定位和精确限位控制的场合。而老式主令采用凸轮闭合、断开触点，其精度很低，不能适应自动控制过程精确控制的需要。

      4、调整方便迅速：该智能主令的调节无需任何工具，仅需对TD200操作面板操作，即可达到调整的目的，熟练的操作者只需几秒钟即可完成，与老式主令相比，可以节约时间，减少劳动强度，从而提高经济效益。

      5、可在运行中调整：该主令控制器可在设备运行状态中进行调整，设备不必停车即可对控制信号的输出位置通过TD200操作面板进行微调。

      6、全数字显示：在被控物体运行期间可以方便地从操作面板TD200上观察出其所处的位置。

      7、远程通讯：该主令具有远程通讯功能，可以直接和其它控制系统（如：PLC系统、工业控制网络系统）相连接。

      8、保护功能齐全：该主令设有过速保护和零速保护。当被控物失控，超过一定速度时，该主令即可发出停车信号，以避免溜车故障。当机械等传动部分故障造成电机启动而被控物零速（或主令零速）时，该主令也能进行保护。

二、设备用途

      该智能主令适自从投放市场以来，就以其运行可靠、响应速度快、分辨率高、调整方便迅速、人机界面友好、适用范围广泛等优点而赢得了广大用户的青睐，尤其在高炉主卷扬、石灰竖炉卷扬、炼钢炉氧枪控制等自动化工业控制场合被广泛应用，国内已有几十家钢铁企业用其取代了老式凸轮主令控制器，取得了满意的使用效果和显著的经济效益。该主令在运行中几乎做到了零的故障率,与老式主令相比，若它能为您避免一次卷扬故障，那您已是物超所值了。

三、技术参数 

电压/频率范围: 85-264VAC,47-63Hz 

瞬时冲击电流:  264VAC时,峰值20A

电源隔离:      变换器,1500VAC,1分钟

输出类型:      继电器,干接点(PLC本身继电器)

最大负载电流:  2A/点(PLC本身继电器输出)

绝缘电阻:      ≥100MΩ

开关延迟:      最大10ms

寿命:          10,000,000次

额定负载时100,000次

接点阻值:      不大于200mΩ

输出隔离:      线圈对接点: 1500VAC,1分钟

接点对接点: 1500VAC,1分钟

功耗:          9W

输出点数:      10(标准)

依据标准:      UL508,   CSA   C22.2 142

FM类1,  区2  VDE   0160   CE

输入:          14点，提供备用输入６点（标准）

15-30VDC时：ON 状态最小4mA,OFF状态最大1mA，响应时间 0.2ms

输出：         10/18点（可选）

记忆功能:      EEPROM(写入寿命10万次)

主控单元到现场单元距离:仅使用编码器自带电缆时，小于2.5米（如主控

单元到现场单元距离较远，可以另外敷设电缆）

四、设备构成、工作原理及操作方法

     1、型号规定

2、系统构成

      本套设备由主控单元、现场变送单元、连接电缆组成。

       现场变送单元由机座、传动机构和8位绝对型旋转编码器组成。现场变送单元安装在现场，与受控设备传动轴柔性连接。通过旋转编码器和连接电缆将现场位置信号送至主控单元，主控单元由西门子操作面板TD200、西门子S7-200PLC（CPU 224）、输出继电器（根据需要）、控制电源等组成。主控单元安装在现场墙上或支架上（亦可安装在控制室或操作室内），通过电缆与现场变送单元相连接，共同组成智能主令控制器。整个主令的系统结构图详见附页图纸。

TD200 操作面板示意图：

3、系统的工作原理

      在主令工作时，由受控设备通过现场变送单元的传动机构带动编码器一起旋转，编码器产生一系列位置码并送到可编程序控制器（PLC）的输入端，在PLC内部进行译码、累加等数学运算处理，同时与操作面板TD200中可调的设定参数相比较，在合适的位置发出相应的控制信号，从而达到控制机器动作的目的。

      数字概念：（受控设备以单斗上料小车为例，如是双车可选其一为受控设备）

      小车在斜桥上运行的同时，同步带动编码器旋转，反映到PLC的是一系列的编码，小车在斜桥上整个行程中任一位置都在PLC中有一个相对于“原点”的编码，这些编码按十进制整数连续排列（-32767——+32767之间），这些编码都反映了小车当前位置与原点之间的距离关系（点数）,也就是用数字反应了小车在斜桥上的实际位置，通过精度（mm/点）可以计算出当前位置距原点位置的米数。

      可以理解为一个斜方向的坐标轴，以“原点”为坐标原点，从小到大范围是-32767到+32767。

      “原点”：（相当于一个坐标原点）是一个参考点，对应小车在斜桥上整个行程中一个具体的物理位置，在PLC中的编码为“0”，根据需要可以把小车在行程中任一位置的编码改为0，设定为原点 （一般可把斜桥底部给小车装料位置设为原点，），小车的“当前位”及其他设定的限位都以“原点”为参考点。当“原点”所对应的实际物理位置变化时，“当前位”及其它限位所反映的实际物理位置都会发生相应变化。

      “当前位”：小车所在斜桥上实际位置对应的编码我们称之为小车的“当前位”，它反映了小车当前所在斜桥上以参考点“原点”为坐标的位置（编码数）。

      如小车在“原点”位置时对应的编码是“0”，我们称“当前位”是“0”，相对“原点”的距离是0点；小车运行到斜桥中间时，对应的编码是“450”，，也就是与原点“0”的距离是450个点。小车在运行当中对应的编码连续变化， “当前位” 也随之不断变化。

      “当前位”具体反映了小车距参考点“原点”的实际位置。

      精度计算：如小车在最底部时“当前位”是0，最上部是830，小车整个行程是：830个点。如小车实际物理行程从底部（“原点” 的对应位置）到最上部（到“当前位”为830点对应的位置）是30米，则每个点对应：30000mm/830≈36mm,也就是“当前位”每增加1个点，小车实际运行约36mm；每减少1个点小车反向运行约36mm。主令精度就是36mm/点。

      限位区间： “当前位”编码在某一范围内时，主令控制器输出一个状态（接通或断开），参与系统控制或连锁，起到限位的作用，这一范围用两个数字表示。如：Q0.0 设为“10->1100”（10到1100为一区间）时，则“当前位”编码在10到1100的区间范围内时（如：“当前位”是20时）Q0.0接通，不在这一范围内时Q0.0断开。

      区间是指从小到大的一个数字区间：设定为“1->100”,表示一个从“1”到“100”的一个数字区间。

     下例中Q0.0、Q0.1、 Q0.2、Q0.3分别作为系统中的常闭下限位、常开上加速、常开下加速、常闭上限位使用。

当小车上升时“当前位”编码连续增加，当“当前位”编码上升大于30以后“上加速”限位Q0.1对应接点接通，控制系统控制小车以高速运行，上升到大于700以后“上加速”Q0.1断开，控制系统控制小车以低速运行，上升到达大于820时，上限位Q0.3断开，控制小车停止；

     小车下降过程中，“当前位”小于800时，“下加速”限位Q0.2接通，小车被控制为高速运行，小车继续下降，“当前位”小于130时，Q0.2断开，小车被控制低速运行，下降到小于10时，“下限位”Q0.0断开，小车停止运行。

小车行程示意图

4、参数设定

      1）、按②<显示信息选择>键,选择需要修改显示的信息；

      2）、用⑥<信息行选择、加减数字按钮>上下箭头,在①<两行信息显示窗口> 中选择要修改的信息的行,使光标在要修改信息行前第一个字符上闪烁；

      3）、按⑤<选行、修改的确认>ENTER键确认,使光标移动到当前信息行中要修改的数字区,光标在数字区第一个数字的最后一个字符上闪烁;或按④<退出本窗口>ESC键,退出当前选择行,光标消失,进行第6步；

      4）、按⑥<信息行选择、加减数字按钮>键的上下箭头增         加、减小数字；

      5）、按⑤<选行、修改的确认>ENTER键使修改结果有效，同 时光标移动到第二个数字的最后一个字符上闪烁，再重复第4步的操作，改好后按⑤<选行、修改的确认>ENTER键当前行消失；或按④<退出本窗口>ESC键使当前修改无效,光标消失;

      6）、按②<显示信息选择>中F1键,使窗口显示正常信息。

      如在①<两行信息显示窗口>中不显示预先定义好的、与本系统有关的信息之一时，可连续按④<退出本窗口>ESC键，使在①<两行信息显示窗口>中显示预先定义好的、与本系统有关的信息之一，再进行参数设定，或按F1键显示正常信息。

五、调试方法

智能主令控制器调试一般分为两部分：

（一）安装前的调试：

      1、设备安装以前，首先对设备进行外观检查。

      打开机箱查看外观是否异常，有无碰撞痕迹，螺丝、接线是否有松动现象，按照图纸检查线路。重点检查电源线路，是否有短路、松动等现象。

      2、打开编码器箱，查看编码器连轴器顶丝是否上紧。

      3、上电检查：

      1）按照图纸把旋转编码器箱与控制箱连接起来，然后接通电源。查看PLC是否有电；上电几秒钟后首先检查TD200文本显示器显示的内容是否正常，应该是说明书中信息表中的F1键对应的内容；如不正确可查看PLC运行指示等是否亮，如STOP指示灯亮，请打开PLC 盖板拨动小开关到RUN位置。

      2）在TD200显示信息正常情况下，设定原点，使当前位显示为0，然后缓慢转动编码器出轴，观察当前位数字是否依次增加直到255以上，在同一方向旋转时数字是否有不连续上下波动现象，如有，应检查编码器箱到控制箱10芯线是否正确。

      3）观察旋转方向与数字变化方向是否一致。如：按参考小车（两个小车时用其中一个为参考小车）小车上升的方向手动旋转编码器箱输出轴时，“当前位”的数字应该增加。

（二）现场调试  （上电检查与安装前调试方法相同）

      编码器箱和控制箱安装后：

      1、 检查接线、电源等级是否正确；

      2、 观察连接齿轮咬合是否完好；

      3、 限位粗调：

      把小车点动停止在下限位，设定原点，使“当前位”数字变为“0”。

      在小范围内设定限位、超限位：

      把小车手动停止到斜桥中间位置，比如“当前位”数字是600，则Q0.0  Q0.1 Q0.2 Q0.7  Q1.0分别设为：

-80->70   -70->100      45->130   530->1000  600->1300   

      设定完后仔细检查无误后，手动上下运行小车，“当前位”数字在各限位设定的区间之内时，对应的PLC点是否输出，是否起到自动停止、变速等预定的作用，如“当前位”数字在600->1300之间时（如：610）Q1.0（假设是上限位）是否输出，小车不能继续上升。

      试验过程中记录“当前位”在超过停车限位后实际停止位置的数字与对应的限位设定值的差，计算上升时和下降时惯性是多少。

      严格注意小车运行方向，参考小车上升时“当前位”数码增加，下降时“当前位”数码减少。调试时现场一定要有紧急停车手段，建议现场安装紧急停车安全开关，以便出现错误时能随时停车。

       4、   限位细调：

经过粗调后，保证每个限位都起到相应的作用，让小车上下来回运行，自动停车。准确无误后再把各限位逐步调整到合适的位置，初次调整后一定要逐步接近调整到上下限位的位置，以免掌握不好惯性而使小车掉道。

       5、   带负荷试车

      观察上升时是否能倒尽料，装料时下限位是否合适，再进行微调上下限。

       6、   正常投入运行后要多观察小车的到位情况，随着钢丝绳的延伸变形，要在

初次使用的几天内细调几次。

六、注意事项

      1、安装时注意事项

      1）为保证通风与保养维修，周围要留有一定位置；不要安装在露天的地方，齿轮连接的地方要安装防护罩。

      2）现场变送单元箱与被控设备出轴连接时，一定要注意同心或安全咬合，避免因机械问题造成事故。

      2、接线注意事项

      1）控制电缆应避开高压线和动力线，尽量单独走线，加防护钢管；

      2）主控单元电源线应选用标称截面为1.5～2.5mm2的导线;

      3) 控制电缆导线应选用标称截面为0.5～1.5mm2的导线，若敷设距离较远，必须选用屏蔽电缆。

      3、操作注意事项 

      每次主令控制器失电后，须确保卷筒不转动；如果卷筒在控制器失电后有转动，再次上电后，应使料车回到原点位置，看当前位显示值是否为零，若不为零，则需重新进行原点设定。

附页（功能信息表及设定举例）

本系统所设定信息表：

     本系统TD200中所有可设定、修改、显示的信息如下：

      ①、F1键中信息为正常显示信息,“当前位”的值不能修改。

      ②、在“****”处输入的数值应小于在“????”处输入的值，如上表中序号7信息对应区间设为Q0.4:“50-->780”,当前位数值在50与780之间时PLC输出点继电器接点Q0.4与公共端L2接通. 如果在“****”处输入的数值应大于在“????”处输入的值，则此区间对应的限位点将不能接通，如：Q0.4对应区间设为 “780-->50”,Q0.4将永不能接通。

      上表中序号为1 – 12 信息中的数字值(****、????)是原点位置的参考值,原点位可以是任意位置,当原点对应的物理位置发生变化后,上表中1 – 12 信息中数字所对应的物理位置将自动变化。

      原点设定:

      按F1键选中第2条信息,如把数字”1”改为”0”并按⑤<选行、修改的确认>ENTER键确认后,小车的当前位置则被设成原点(“0”点),按F1键后①<两行信息显示窗口>中”当前位”将显示为”0”。

      设定参数:( 以Q0.2为例 ):

      （1）、当显示窗口显示上表中所列信息之一(否则连续按键)时,按键,使窗口显示:

（2）、按⑥<信息行选择、加减数字按钮>中上箭头时，光标在第一行”Q”字母上闪烁:

（3）、按⑤<选行、修改的确认>ENTER键,使光标移动到修改数字(-60)的最后一位上闪烁:

（4）、按⑥<信息行选择、加减数字按钮>中上/下箭头修改数字到(-80), 改好后按⑤<选行、修改的确认>ENTER键光标移动到下一个数字(200)的最后一位上闪烁：

（5）、按⑥<信息行选择、加减数字按钮>中上/下箭头修改数字到280,按⑤<选行、修改的确认>ENTER键,修改结束,本行信息消失。

 Q0.3: -40—>450

（6）、按F1键窗口显示正常信息:

 当前位:***

设原点: 1

换钢丝绳或修卷扬机,需重新设定参数的两种方法:

1)原点设定法:

在换钢丝绳以前,把小车停止在”0”位即原点位,在轨道上作记号。

换完钢丝绳以后,把小车停在所作记号上,进行原点设定,对上下限位进行微调。

2)参考下限位设定方法:

换钢丝绳以后,把小车手动停止在下限位置(注:要与换钢丝绳以前下限位相同),假设Q0.0是下限位,把当前位置数值和换钢丝绳以前下限位数值进行差值比较,其他所有参数进行响应调整:

  如:换钢丝绳以前:

Q0.0      Q0.1         Q0.2      Q0.7          Q1.0 

-80->70   -70->100   45->130   730->1000     800->1300

换钢丝绳以后,下限位数值为100,变化差值:100-(-80)=180,则相应

Q0.1(-70+180=110->100+180=280)=Q0.1(110->280)

Q0.2(-45+180=135->130+180=310)=Q0.2(135->310)

Q0.0      Q0.1         Q0.2      Q0.7          Q1.0 

100->250   110->280   135->310   910->1180     980->1480

如换钢丝绳以后,下限位值过大,可重新设定原点,使其为”0”,相应其他参数：

Q0.1(110-100=10->280-100=180)=Q0.1(10->180)

Q0.2(135-100=35->310+100=210)=Q0.2(35->210)

Q0.0      Q0.1         Q0.2      Q0.7          Q1.0 

0->150     10->180     35->210   810->1080     180->1380

注意：由于钢丝绳的老化、拉伸，上述限位数值对应的实际物理位置将发生微小变化，请注意观察限位位置的变化并适当微调限位数值的大小。

主要应用单位