全国技术比武培训教材v02

青岛天信电气有限公司PAGE1目录第一章基础知识 ...11. PLC内部继电器和存储器 12. 模拟量采集 43. 显示屏通信功能 54. 键盘通信原理及定义 13第二章编程评分细则解析 14第三章例程 18

PAGE1/19WX2（X20~X2F）Word型（可位操作）X3F，X3E=00Y9=0第一回路A相电流值，1位代表1A；Y9=1第一回路绝缘电阻值或粘连检测值（1）X3F，X3E=01第一回路C相电流值，1位代表1A；X3F，X3E=10第二回路B相电流值，1位代表1A；X3F，X3E=11YB=0第三回路A相电流值，1位代表1A；YB=1第三回路绝缘电阻值或粘连检测值（1）WX3（X30~X3F）Word型（可位操作）X3F，X3E=00第一回路B相电流值，1位代表1A；X3F，X3E=01YA=0第二回路A相电流值1位代表1A；YA=1第二回路绝缘电阻值或粘连检测值（1）X3F，X3E=10第二回路C相电流值，1位代表1A；X3F，X3E=11第三回路B相电流值，1位代表1A；WX4（X40~X4F）Word型（可位操作）X5F，X5E=00第三回路C相电流值，1位代表1A；X5F，X5E=01第四回路B相电流值，1位代表1A；X5F，X5E=10低压漏电电阻值（2）X5F，X5E=11未使用WX5（X50~X5F）Word型（可位操作）X5F，X5E=00YF=0第四回路A相电流值，1位代表1A；YF=1第四回路绝缘电阻值或粘连检测值（2）X5F，X5E=01第四回路C相电流值，1位代表1A；X5F，X5E=1024V低压漏电（3）X5F，X5E=11未使用WX6（X60~X6F）Word型（可位操作）X7F，X7E=00系统电压（4）X7F，X7E=01X7F，X7E=10X7F，X7E=11WX7（X70~X7F）Word型（可位操作）未使用备用PLC输出寄存器定义寄存器区数据类型寄存器意义寄存器状态Y0Bool型控制220V供电接触器KM5。0：220V正常供电1：220V停止供电Y1Bool型控制24V供电接触器KM6。0：24V正常供电1：24V停止供电Y2Bool型控制第一回路接触器KM1。0：第一回路接触器断开1：第一回路接触器吸合Y3Bool型控制第二回路接触器KM2。0：第二回路接触器断开1：第二回路接触器吸合Y5Bool型控制第三回路接触器KM3。0：第三回路接触器断开1：第三回路接触器吸合Y4Bool型控制第四回路接触器KM4。0：第四回路接触器断开1：第四回路接触器吸合Y6Bool型对应外部端子K2-1，K2-2备用Y7Bool型控制漏电闭锁和粘连检测切换接触器KM70：粘连检测1：漏电检测Y8Bool型对应外部端子K1-1，K1-2备用Y9Bool型第一回路采集信号通道切换选择位0：采集的信号为电流值1：采集的信号为漏电电阻值或粘连检测值。YABool型第二回路采集信号通道切换选择位0：采集的信号为电流值1：采集的信号为漏电电阻值或粘连检测值。YBBool型第三回路采集信号通道切换选择位0：采集的信号为电流值1：采集的信号为漏电电阻值或粘连检测值。YCBool型未使用备用YDBool型对应外部端子K4-1，K4-2备用YEBool型对应外部端子K3-1，K3-2备用YFBool型第四回路采集信号通道切换选择位0：采集的信号为电流值1：采集的信号为漏电电阻值或粘连检测值。模拟量采集PLCA80NO1PLCA80NO1A80NO3A80NO2 三块FP-A80对应PLC内部寄存器各不相同。其中A80-NO1对应WX2，WX3；而A80-NO2对应WX4，WX5；A80-NO3对应WX6，WX7；以A80-NO1为例简单介绍八个通道与2个寄存器直接对应关系。X3F=0X3F=0，X3E=0通道1通道2WX2WX3X3F=0，X3E=1通道3通道4WX2WX3X3F=1，X3E=0通道5通道6WX2WX3X3F=1，X3E=1通道7通道8WX2WX3 如上图所示，A80每次采样2个通道，通过四次自动切换将8个通道数据依次采样完毕。采样通道标志是X3F和X3E的值，为防止前面的采样的数据被后面采样的数据覆盖，建议根据不同X3F，X3E的值将WX2和WX3的赋值到DT寄存器内。具体方法见过压保护例程。显示屏通信功能3.1通信原理：1）显示屏端：显示屏选用台湾海泰克，内部调用MatsushitaFPSeries通信协议，该协议是海泰克专门针对松下PLC编写的通信协议，协议中定义显示屏内部地址与PLC内部地址定义一一对应；使用方便，不需转换。2）PLC端：显示屏与PLC通过编程口通信，采用RS232通信物理层，通信模式为计算机链接，波特率为38400，通信格式：8个数据位，奇校验，1个停止位。具体如下图。3.2 PLC与显示屏通信寄存器定义寄存器区数据类型寄存器意义寄存器状态DT700Word型画面控制区1：开机画面；2：主画面3：参数设置画面4：参数屏蔽画面5：参数修改画面6：屏蔽修改画面7：历史故障记录画面8：I/O端口设置画面9：历史故障清除画面10：系统版本画面11:密码输入画面12：控制方式切换画面DT701Word型画面状态区1：开机画面；2：主画面3：参数设置画面4：参数屏蔽画面5：参数修改画面6：屏蔽修改画面7：历史故障记录画面8：I/O端口设置画面9：历史故障清除画面10：系统版本画面11:密码输入画面12：控制方式切换画面DT51Word型隔离开关状态0：请合隔离开关；1：正转运行；2:反转运行；R2550Bool型电压等级状态0：1140V；1：660V；DT1000Word型系统电压值DT28Word型回路控制方式状态0：无通讯；1：先导模块；2：本地键盘；3：遥控器。DT50Word型系统故障状态0：空白；1：24漏电；2：系统急停；3：系统过压；4：系统欠压；5：低压漏电；6：风电闭锁；7：流量闭锁：8：瓦斯闭锁；9：门未关紧；10：开关未合。DT40Word型第一回路启停状态0：无通讯；1：第一回路停止；2：第一回路启动；DT4Word型第一回路A相电流值DT6Word型第一回路B相电流值DT8Word型第一回路C相电流值DT20020Word型第一回路电机温度值DT41Word型第一回路回路故障信息：0：空白；1：回路正常；2：回路短路；3：回路过载；4：回路缺相；5：回路粘连；6：回路漏电；7：回路超温；8：24V漏电；9：回路急停10：注意先导启动状态DT43Word型第一回路联机状态0：空白；1：本回路为主回路；2：本回路为一回从；3：本回路为二回从；4：本回路为三回从；5：本回路为四回从；6：本回路为从回路；7：24V漏电被屏蔽；8：部分故障被屏蔽；9：全部故障被屏蔽；10：回路为主机外控；11：本回路为高速一；12：本回路为低速一；13：本回路为高速二；14：本回路为低速二；15：回路为从机外控；16：主从参数设置故障；17：高低速参数设置故障；DT24Word型第一回路负荷率状态负荷率=当前功率/额定功率*100%X01Bool型第一回路先导状态0：一回先导（绿色，先导输入）1：一回先导（红色，先导无输入）DT140Word型第二回路启停状态0：无通讯；1：第二回路停止；2：第二回路启动；DT104Word型第二回路A相电流值DT106Word型第二回路B相电流值DT108Word型第二回路C相电流值DT20022Word型第二回路电机温度值DT141Word型第二回路回路故障信息：0：空白；1：回路正常；2：回路短路；3：回路过载；4：回路缺相；5：回路粘连；6：回路漏电；7：回路超温；8：24V漏电；9：回路急停10：注意先导启动状态DT143Word型第二回路联机状态0：空白；1：本回路为主回路；2：本回路为一回从；3：本回路为二回从；4：本回路为三回从；5：本回路为四回从；6：本回路为从回路；7：24V漏电被屏蔽；8：部分故障被屏蔽；9：全部故障被屏蔽；10：回路为主机外控；11：本回路为高速一；12：本回路为低速一；13：本回路为高速二；14：本回路为低速二；15：回路为从机外控；16：主从参数设置故障；17：高低速参数设置故障；DT124Word型第二回路负荷率状态同第一回路负荷率X03Bool型第二回路先导状态0：二回先导（绿色，先导输入）1：二回先导（红色，先导无输入）DT240Word型第三回路启停状态0：无通讯；1：第三回路停止；2：第三回路启动；DT204Word型第三回路A相电流值DT206Word型第三回路B相电流值DT208Word型第三回路C相电流值DT20024Word型第三回路电机温度值DT241Word型第三回路回路故障信息：0：空白；1：回路正常；2：回路短路；3：回路过载；4：回路缺相；5：回路粘连；6：回路漏电；7：回路超温；8：24V漏电；9：回路急停10：注意先导启动状态DT243Word型第三回路联机状态0：空白；1：本回路为主回路；2：本回路为一回从；3：本回路为二回从；4：本回路为三回从；5：本回路为四回从；6：本回路为从回路；7：24V漏电被屏蔽；8：部分故障被屏蔽；9：全部故障被屏蔽；10：回路为主机外控；11：本回路为高速一；12：本回路为低速一；13：本回路为高速二；14：本回路为低速二；15：回路为从机外控；16：主从参数设置故障；17：高低速参数设置故障；DT224Word型第三回路负荷率状态同第一回路负荷率X04Bool型第三回路先导状态0：三回先导（绿色，先导输入）1：三回先导（红色，先导无输入）DT340Word型第四回路启停状态0：无通讯；1：第四回路停止；2：第四回路启动；DT304Word型第四回路A相电流值DT308Word型第四回路B相电流值DT306Word型第四回路C相电流值DT20026Word型第四回路电机温度值DT341Word型第四回路回路故障信息：0：空白；1：回路正常；2：回路短路；3：回路过载；4：回路缺相；5：回路粘连；6：回路漏电；7：回路超温；8：24V漏电；9：回路急停10：注意先导启动状态DT343Word型第四回路联机状态0：空白；1：本回路为主回路；2：本回路为一回从；3：本回路为二回从；4：本回路为三回从；5：本回路为四回从；6：本回路为从回路；7：24V漏电被屏蔽；8：部分故障被屏蔽；9：全部故障被屏蔽；10：回路为主机外控；11：本回路为高速一；12：本回路为低速一；13：本回路为高速二；14：本回路为低速二；15：回路为从机外控；16：主从参数设置故障；17：高低速参数设置故障；DT324Word型第四回路负荷率状态同第一回路负荷率X05Bool型第四回路先导状态0：四回先导（绿色，先导输入）1：四回先导（红色，先导无输入）R504Bool型一回启动：按键“7”状态0：一回启动（绿色，“7”未按下）1:一回启动（红色，“7”按下）R505Bool型一回启动：按键“8”状态0：二回启动（绿色，“8”未按下）1:二回启动（红色，“8”按下）R506Bool型一回启动：按键“9”状态0：一回启动（绿色，“9”未按下）1:一回启动（红色，“9”按下）R507Bool型一回启动：按键“上翻”状态0：二回启动（绿色，“上翻”未按下）1:二回启动（红色，“上翻”按下）R500Bool型一回停止：按键“4”状态0：一回停止（绿色，“4”未按下）1:一回停止（红色，“4”按下）R501Bool型一回停止：按键“5”状态0：二回停止（绿色，“5”未按下）1:二回停止（红色，“5”按下）R502Bool型一回停止：按键“6”状态0：一回停止（绿色，“6”未按下）1:一回停止（红色，“6”按下）R503Bool型一回停止：按键“下翻”状态0：二回停止（绿色，“下翻”未按下）1:二回停止（红色，“下翻”按下）R50cBool型控制选择：按键“1”状态0：控制选择（绿色，“1”未按下）1:控制选择（红色，“1”按下）R50dBool型版本：按键“2”状态0：版本（绿色，“2”未按下）1:版本（红色，“2”按下）R50eBool型故障查询：按键“3”状态0：故障查询（绿色，“3”未按下）1:故障查询（红色，“3”按下）R50fBool型复位：按键“返回”状态0：复位（绿色，“返回”未按下）1:复位（红色，“返回”按下）R508Bool型急停：按键“*”状态0：急停（绿色，“*”未按下）1:急停（红色，“*”按下）R509Bool型屏蔽设置：按键“0”状态0：屏蔽设置（绿色，“0”未按下）1:屏蔽设置（红色，“0”按下）R50aBool型参数设置：按键“.”状态0：参数设置（绿色，“.”未按下）1:参数设置（红色，“.”按下）R50bBool型确认：按键“确认”状态0：确认（绿色，“确认”未按下）1:确认（红色，“确认”按下）DT32715Word型第一回路额定电流值DT32725Word型第二回路额定电流值DT32735Word型第三回路额定电流值DT32745Word型第四回路额定电流值键盘通信原理及定义4.1键盘通信原理：1）键盘端：键盘与PLC通信通过RS232通信，通信协议自定协议，即键盘每隔200ms向主控器发送16个按键状态以及按键次数。PLC周期性读取该数据，并定时清零按键次数。2）PLC端：键盘与PLC通信为RS232物理层，通信模式为通用通信，波特率为2400，通信格式：8个数据位，无校验，1个停止位，结束符：无，起始符：无STX。NO.418起始地址：19900。容量：33。PLC与键盘通信寄存器定义寄存器区数据类型寄存器意义寄存器状态DT19900Word型与键盘通信的数据字节数DT19901Word型第0位0：按键“4”未按下1：按键“4”按下第1位0：按键“5”未按下1：按键“5”按下第2位0：按键“6”未按下1：按键“6”按下第3位0：按键“下翻”未按下1：按键“下翻”按下第4位0：按键“7”未按下1：按键“7”按下第5位0：按键“8”未按下1：按键“8”按下第6位0：按键“9”未按下1：按键“9”按下第7位0：按键“上翻”未按下1：按键“上翻”按下第8位0：按键“*”未按下1：按键“*”按下第9位0：按键“0”未按下1：按键“0”按下第10位0：按键“.”未按下1：按键“.”按下第11位0：按键“确认”未按下1：按键“确认”按下第12位0：按键“1”未按下1：按键“1”按下第13位0：按键“2”未按下1：按键“2”按下第14位0：按键“3”未按下1：按键“3”按下第15位0：按键“返回”未按下1：按键“返回”按下4.3键盘通信例程键盘每隔200ms向PLC发送按键键值和按键次数，前两个字节为累计按键次数，存放在PLC寄存器DT19900，后两个字节为按键键值，存放在寄存器DT19901内；PLC每隔0.07秒清零DT19900按键累计次数，同时也清零按键数值；避免上次键值影响到当前键值的采集，同时将采集数据存储到其他寄存器内。编程评分细则解析编程评分细则和要求注意事项：编程调试过程中，选手均按给定的硬件环境，不得随意更改接线要求。程序调试过程中，可以操作开关外接或本身的按钮。程序需在给定模板下编写，模板的通信参数设置一律不可更改。比赛评分标准：现场实现功能由选手操作，裁判判定，在结合编写的程序综合得分；若出现程序雷同或与产品自带程序雷同的视为作弊处理。给定配套设备的额定电流如下：采煤机：150A；刮板输送机：机头100A，机尾200A；转载机：100A程序实现的功能第一、显示功能（30分）1.1开机画面延时功能 系统上电后显示屏显示开机画面，延时3秒后，切换为主画面。1.2主画面显示功能1.2.1显示隔离开关状态：实时显示隔离开关状态（0：请合隔离开关；1：正转运行；2:反转运行）。1.2.2显示系统电压：实时显示当前系统电压值。1.2.3显示系统控制方式：实时显示系统的控制方式，远控先导控制、近控键盘控制。（1：先导模块；2：本地键盘；）1.2.4显示系统故障状态：实时显示系统当前的故障信息。（1:24V漏电；2：系统急停；3：系统过压；4：系统欠压；）。1.2.5显示第一回路工作状态：1）实时显示回路的启停状态（1：停止；2：启动）；2）实时显示三相电流值；3）实时显示回路故障信息（1：回路正常；2：回路短路；3：回路过载；4：回路缺相；6：回路漏电；9：回路急停）。1.2.6显示第二回路工作状态：1）实时显示回路的启停状态（1：停止；2：启动）；2）实时显示三相电流值；3）实时显示回路故障信息（1：回路正常；2：回路短路；3：回路过载；4：回路缺相；6：回路漏电；9：回路急停）。1.2.7显示第三回路工作状态：1）实时显示回路的启停状态（1：停止；2：启动）；2）实时显示三相电流值；3）实时显示回路故障信息（1：回路正常；2：回路短路；3：回路过载；4：回路缺相；6：回路漏电；9：回路急停）。1.2.8显示第四回路工作状态：1）实时显示回路的启停状态（1：停止；2：启动）；2）实时显示三相电流值；3）实时显示回路故障信息（1：回路正常；2：回路短路；3：回路过载；4：回路缺相；6：回路漏电；9：回路急停）。1.2.9显示联机和单启状态：联机状态时四回路回路联机状态均为“回路为从回路”；单启状态时四回路回路联机状态均为“回路为主回路”。（联机单启状态切换按键为“0”。）第二、回路动作2.1联机启停功能（设备接主回路的位置均不同，由现场抽签决定。）2.1.1联机启动顺序为转载机→工作面刮板运输机机头→工作面刮板运输机机尾→采煤机。2.1.2联机停止顺序为采煤机→工作面刮板运输机（机头机尾同时停止）→转载机。2.1.3联机设备之间的起动、停止远控时由第一路先导远程控制，近控时由键盘按键控制（按键“7”起动，“4”停止）。2.1.4联机设备之间的顺序起动或停止间隔时间设定为2秒。2.1.5联机运行时，整个系统存在任一故障或任何一个设备存在任一故障联机所有设备应立即停止运行。2.1.6联机运行时，按下控制箱总急停按钮或每回路急停，所有回路立即停止运行，并保持急停故障，直到按下键盘“返回”按键复位清除。2.2回路单启停功能 2.2.1非联机无故障状态下，每回路可由先导远控和键盘近控单独起停，且回路间启停互不影响。（键盘控制按键参见显示屏） 2.2.2非联机状态，回路出现本回路故障时，不影响其他回路的启停；出现系统故障，所有回路立即停止。 2.2.3非联机状态，按下各回路的急停按钮，对应回路立即停止运行，并保持急停故障，直到按下键盘“返回”按键复位清除。第三、保护动作 电气保护功能3.1实现回路漏电保护功能：在回路启动前0.5秒，检测该回路对地绝缘水平，当绝缘电阻值（参考值1140V为40KΩ）过低时，该回路不能启动，并显示该回路漏电故障，当绝缘电阻值大于标准值（参考值1140V为60KΩ）时故障消失。绝缘电阻值对应关系可参考PLC输出寄存器表。解析：漏电保护是在离线的情况下，通过高压线对地的绝缘电阻值与分压电阻的分压，转换成电压信号，该信号由A80模拟量采集模块采集处理，然后传递给PLC。最后通过PLC进行逻辑处理和判断，来控制接触器的吸合和故障报警。检测方法：粘连检测和漏电检测共用同一个模拟量采集通道。以第一回路为例讲解漏电保护原理和实现方法。粘连检测粘连检测漏电检测A相电流值FP-A80采集通道KM7由Y7控制Y9粘连检测漏电检测粘连检测粘连检测粘连检测漏电检测粘连检测粘连检测粘连检测粘连检测粘连检测当Y9=0时A80NO1的第一个通道即WX2此时采集的数据是第一回路A相电流值；粘连检测粘连检测粘连检测当Y9=1且Y7=0时，该通道采集的数据为第一回路粘连检测值；当Y9=1且Y7=1时，该通道采集的数据为漏电检测值。3.2实现回路过载保护功能：当回路出现过载时，主控器PLC对回路采取反时限过载保护，断开回路，并显示回路过载，1分钟自动复位。表1过载保护动作特性表保护项目整定电流数动作时间试验条件复位方式过载1.05Ie2h内不动作冷态自动1.2Ie〈20min热态自动1.5Ie〈3min热态自动6Ie15S＞可返回时间＞8S冷态自动3.3实现回路短路保护功能：当各回路电流达到额定电流的8-10倍时，主控器PLC在200~400mS内发出停止信号，断开回路并显示回路过流，故障消失后按复位按钮复位。3.4实现回路三相不平衡或断相保护功能：当回路出现三相不平衡达到60%时，主控器PLC发出信号断开回路，并显示回路断相，故障消失后按复位按钮复位。表2断相保护动作特性表序号实际电流/额定电流动作时间起始状态周围环境温度任意两相第三相11.00.9＞2h（Ie＞63A）冷态+20℃21.150＜20min热态+20℃注：三相不平衡度=（三相最大值-三相最小值）/三相最大值*100%，为了方便现场评分，该故障动作时间设置为1分钟。3.5实现系统过压欠压保护功能：当系统电压超过额定电压15%时，启动时（起动1秒内）低于额定电压75%或长时间（20秒）低于额定电压的85%时，主控器PLC发出停止信号，停止所有回路并显示电压异常，故障消失后按复位按钮复位。3.6实现照明回路AC24V漏电检测功能：实时检测照明回路漏电电阻值，当低压漏电检测值＞182时，报系统24V漏电故障，并断开AC24供电继电器，当低压漏电检测值≤182时，故障消失后按复位按钮复位。注：（1）当Y7=0时，采集数据为粘连检测值，（检测时间3秒后，切换到漏电检测）当该值≥3950时，报该接触器粘连故障；当Y7=1时，采集数据为绝缘电阻值。主控器采集数据与动力线绝缘电阻值的关系如下表：漏电电阻值KΩ3200100908070605040300对应采集数据11888628388087727296776115260（2）电流值采样关系表电流值A20008006001501201000对应采集数据20008006001501201000（3）主控器采集数据与系统电压值的关系表：系统电压值（0.1V）085501318020000对应采集数据070010501500第四、编程任务书序号采煤机刮板机机头刮板机机尾转载机顺序1一回路二回路三回路四回路顺序2一回路二回路四回路三回路顺序3一回路三回路二回路四回路顺序4一回路三回路四回路二回路顺序5一回路四回路三回路二回路顺序6一回路四回路二回路三回路顺序7