大屏幕显示系统在球磨机监控系统中的应用

选矿厂磨矿系统球磨机滑动轴承润滑系统如果没有可靠的自动监控系统将经常出现的设备故障。因此, 结合生产现场实际和设备运行要求, 对磨矿设备的控制和保护进行了分析研究和设计, 确定了采用PLC系统将球磨机轴瓦温度和油压进行实时监控和故障自动跳车。大屏幕显示系统作为该系统的一部分, 实现声光报警、大屏幕实时显示, 对设备故障起到了预防作用。

1 大屏幕显示系统的总体说明

大屏幕显示系统用于车间内的现场数据显示。我们使用大型LED显示屏作为显示部件, 从球磨机监控系统的工业现场总线上提取数据并进行实时显示。所有数据的更新都与球磨机监控系统的数据同步, 可以保证现场数据显示的准确和快速。同时, 该显示系统对于相应端口的数值超限在现场提供声光信号。这个显示系统对外接线力求简单、可靠, 必要时还可以附加一部分额外的操作功能。

2 显示系统配置

在生产现场每个球磨机设置JKP 10-I型大屏幕LED显示屏同时显示模拟输入量 (见图1) 。使用SIMATIC S7-200系列中的S7-224 (扩展EM277通讯模块) 作为生产现场大型LED显示屏与监控系统两者之间的网关, 由其负责担任球磨机监控系统PROFIBUS现场总线与大屏幕显示屏之间数据的转换交流工作。

2.1 a SIMATIC S7-224的技术指标

S7-200系列PLC是西门子公司生产的微型可编程控制器。S7-224通过扩展用户程序空间与数据空间, 提供对较大规模的系统作控制, 并且提供对PROFIBUS DP的支持。

程序存储器:8K字节, 可以存放2.6K条指令;集成E E P R O M可以永久保存用户程序;数据后备:使用超级电容器供停电时保持运行数据, 无需额外维护同样可以保证后备时间190小时 (典型) ;位操作执行时间0.37uS;本机I/O:数字输入14个, 数字输出10个;接口:1个串行通讯接口, 可以用作具有中断能力的用户可编程接口方式, 与其他设备进行数据交换;通过扩展的E M 2 7 7提供P R O F I B U S-D P接口;指令系统:使用STEP7-MICRO编程;允许8级子程序嵌套;保护等级:IP20到IEC529。

2.2 LED显示屏

使用LED室内室外图文屏, 其功能特点如下:LED发光直径Φ3.75mm;单一象素模块点阵数8*8;模块化设计, 安装维护方便;联网控制显示, 最多可以接至128屏;专门设计的通讯系统保证通讯可靠, 可以自动监测通讯过程错误以干扰;采用超高亮度LED, 强光直射不会影响显示内容;发光管寿命高达10万小时;全天运行, 适应各类恶劣环境;最大功率损耗:750Wpsm。

3 监控系统与显示系统之间的接口

监控系统与显示系统之间的接口使用SIMATICS7-200系列中的S7-224 (扩展EM277通讯模块) 作为两者之间的网关, 由其负责担任球磨机监控系统PROFIBUS现场总线与大屏幕显示屏之间数据的转换交流工作。作为SIEMENS公司S7家族的一员, 扩展了EM277通讯模块的S7-224可以方便的作为一个从站接入PROFIBUS DP网。同时, 使用该种PLC的PPI通讯接口的自由通讯模式, 我们可以实现与非标设备的RS-485接口的自由通讯。S7-224将系统获得的各监控点的参数传递到LED显示屏的处理驱动电路, 并显示出来。LED显示屏内置有微处理器, 其字符的刷新以及转换由该微处理器完成而不必占用PLC资源。而在被监测对象的参数超越预先设定的警告门限时, PLC还可以驱动警告器件, 发出声光报警信号, 为预防设备故障, 进行预防维修提供依据。

4 功能操作

4.1 功能

脱离PC机运行, 无需专人管理;当系统发生故障时, 可提供音响报警和灯光报警。

4.2 操作

每一台大屏幕显示器可以配置一个小操作箱。安装用作网关的S7-224, 同时上面设置大屏幕上故障报警信号的复位操作按钮。与球磨机同步电机励磁柜中电接点的连接 (包括跳车信号和运行状态信号) 都通过内部的端子排接到S7-224, 供系统使用。

5 安装与接线

5.1 安装尺寸

LED显示屏外型规格如下:1100mm*600mm*80mm (L*H*W)

重量:20公斤挂壁式安装

操作箱外型规格如下:200mm*300mm*100mm (L*H*W)

重量:10公斤挂壁式安装

5.2 配线和连接

LED显示屏与操作箱之间连接线包括:供电电源为AC220V/5A, 从操作箱引入, 使用两芯供电电缆;通讯接口RS-485, 连接S7-224与LED显示屏的驱动电路, 使用屏蔽双绞线;报警电源, AC220V/接点控制, 用于驱动警报器, 使用两芯供电电缆;通讯接口, PROFIBUS, 连接S 7-2 2 4到监测系统, 使用屏蔽双绞线;信号连接, AC220V/接点控制, 输出跳车信号, 引入同步电机运行状态, 使用两芯供电电缆。

6 设计与人机界面

6.1 S7-200运行软件的编制

对于各个大屏幕监视站而言, 主导核心是PLC S7-224。我们使用SIEMENS公司的STEP7Micro进行配置与编程 (程序略) 。

6.2 参数的修改以及现场程序修改

我们提供TD200文本显示器作为现场的操作员界面。通过TD200文本显示器, 我们可以方便的修改过程参数, 包括对LED显示屏上数据的量程设定以及对一些功能的屏蔽或者放开, 乃至对PLC程序作部分修改。

7 可扩充性

基于PROFIBUS固有的良好的可扩充能力以及工业现场总线的高可靠性, 可以保证新的系统能够完美的溶入原有系统, 并且, 我们可以在这个基础上进一步扩充。这种扩充不仅仅是使用西门子的产品, 任意一种支持PROFIBUS协议的设备都可以被使用。比如, 我们可以使用ABB的驱动设备, 包括直流调速设备、变频器等。

摘要：本文介绍了大屏幕显示系统在球磨机监控系统中进行现场数据显示和声光报警, 实现对设备运行的实时在线监测实践应用。

关键词：大屏幕,球磨机,监控,应用