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一种智能清污机系统及其控制方法

阅读：512发布：2020-10-10

专利汇可以提供一种智能清污机系统及其控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及清污机系统，具体来说提供一种智能清污机系统，包括清污机，清污机上设置机械抓斗，还包括变频器单元，人机界面单元，抓斗运行单元，PLC控制系统，其中PLC控制系统与变频器单元、人机界面单元、抓斗运行单元相连。本发明还提供一种清污机系统控制方法，PLC控制单元获取清污机当前的位置，并通过调节变频器单元的变频器和电机使清污机运行到合适的清污位置；PLC控制单元采集机械抓斗的限位信号，将限位信号传递给PLC控制单元，PLC控制单元获取限位信号后，获取机械抓斗的位置和机械抓斗的开闭状态数据，并接收通过人机界面单元输入的控制指令信号，通过变频器操纵机械抓斗到清污位置进行清污操作。本发明操作简捷方便、功能实用。，下面是一种智能清污机系统及其控制方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种智能清污机系统，其特征在于，包括：
清污机，包括用于进行清污操作的机械抓斗和获取清污机位置的读码器；
变频器单元，包括变频器和与变频器单元相连的电机，变频器单元通过电机控制机械抓斗的运动；
人机界面单元，与PLC控制系统相连，包括显示单元和输入单元；
抓斗运行单元，与PLC控制系统进行通信，包括对机械抓斗使用四卷筒差动控制系统控制的起升机构和开闭机构，还包括用于检测机械抓斗的限位信息的多圈绝对值编码器和压力传感器；
PLC控制系统，与抓斗运行单元、人机界面单元和变频器单元进行通信，包括主从控制的PLC控制单元和PLC DP通讯模块、PLC模拟量输入模块；所述PLC控制单元通过PROFIBUS DP总线经PLC DP通讯模块与抓斗运行单元进行通信或者PLC控制单元经PLC模拟量输入输出模块与抓斗运行单元进行通信，同时PLC控制单元通过PROFIBUS DP总线接收人机界面单元的指令信号或者输出数据到人机界面单元，通过PROFIBUS DP总线与变频器单元进行通信，控制机械抓斗的运动。
2.根据权利要求1所述的智能清污机系统，其特征在于：所述机械抓斗上设置与变频器单元的电机相连的带动机械抓斗运动的两个起升卷筒、两个开闭卷筒、牵引小车，所述变频器单元包括小车电机和与小车电机相连的小车变频器、大车电机和与大车电机相连的大车变频器、起升电机和与起升电机相连的起升变频器、开闭电机和与开闭电机相连的开闭变频器；大车、起升卷筒、开闭卷筒、牵引小车均由变频器单元的相应变频器驱动相应的电机带动运动，进而带动清污机和机械抓斗运动。
3.根据权利要求1所述的智能清污机系统，其特征在于：所述人机界面单元中还设置有进行异常报警的报警模块。
4.根据权利要求1所述的智能清污机系统，其特征在于：所述多圈绝对值编码器为带PROFIBUS DP总线接口并且带记忆功能的多圈绝对值编码器，所述压力传感器为带PROFIBUS DP总线接口的压阻式压力传感器。
5.一种智能清污机系统控制方法，其特征在于，包括：
PLC控制单元的主站通过读码器获取清污机当前的位置，并通过调节变频器单元的变频器和电机使清污机运行到合适的清污位置；
PLC控制单元的从站通过PLC DP通讯模块或者PLC模拟量输入模块采集机械抓斗的起升机构和开闭机构的限位信号，将限位信号传递给PLC控制单元的主站；所述限位信号是指通过多圈绝对值编码器获取的两个支持钢丝绳的位置信号、两个开闭钢丝绳的位置信号和通过压力传感器获取的支持钢丝绳、开闭钢丝绳的压力信号；
PLC控制单元的主站获取限位信号后，对限位信号的数据进行计算，获取机械抓斗的位置和机械抓斗的开闭状态数据，将数据传递给人机界面单元显示，并接收通过人机界面单元输入的控制指令信号，将控制指令信号传递给变频器和电机，变频器和电机通过四卷筒差动控制的方法控制起升机构和开闭机构的运动带动机械抓斗到清污位置进行清污操作。
6.根据权利要求5所述的智能清污机系统控制方法，其特征在于：
所述PLC控制单元的主站通过读码器获取清污机当前的位置后，判断清污机是否在需要清污的位置，如果位置错误，则通过大车变频器驱动大车电机驱动清污机到相应的清污位置；如果清污机运行至清污位置，那么PLC控制单元控制支持钢丝绳卷筒动作和开闭钢丝绳卷筒动作使机械抓斗运行至指定的清污高度，或者压力传感器的信号输出欠载信号时机械抓斗停止起升动作，然后开闭钢丝绳动作，抓斗闭合抓取污物，抓斗闭合到位后支持钢丝绳卷筒和开闭钢丝绳卷筒动作抓斗上升至泄污高度。
7.根据权利要求5所述的智能清污机系统控制方法，其特征在于：机械抓斗上设置的两个起升卷筒和两个开闭卷筒，通过各自的绳索通过四卷筒电气差动控制方式带动抓斗运动，PLC控制单元将四卷筒电气差动控制的控制逻辑通过PROFIBUS DP总线传递给变频器单元，起升卷筒、开闭卷筒和小车分别由变频器单元的起升变频器、开闭变频器、小车变频器采用能耗制动或者回馈制动的方式驱动各自的电机带动小车运动，协调控制抓斗的起升、抓斗的开闭、小车的运行。
8.根据权利要求5所述的智能清污机系统控制方法，其特征在于：人机界面单元接收PLC控制单元实时传递的机械抓斗各检测控制信号数据，将实时的数据与预存的正常数据进行比较，判断当前数据是否超限或者异常，当接收到的数据超限或异常时，在人机界面单元的报警记录表中报警，同时开启声光报警，不超限且不异常则关闭声光报警；当检测装置或者变频器或者电机发生故障导致PLC控制单元接收不到数据时，在人机界面单元中报警记录表中显示并进行声光报警。

说明书全文

一种智能清污机系统及其控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及智能控制系统，尤其涉及一种智能清污机系统及其控制方法。

背景技术

[0002] 清污机是水电站的一个机械设备。清污机的作用是清理拦污栅上的污物，拦污栅是布置在水电站进水口处用于拦阻可能进入引水道的杂物,如树枝、杂木、水草、生活垃圾等,以保护水轮机、闸门及管道等设备的正常运行。大量杂物堆积在拦污栅上会压坏拦污栅并造成水头严重损失，浪费水能，减少发电量。目前水电站清理方法有人工清污、机械清污及提栅清污。其中人工清污工作极其繁重,效率低下，提栅清污又必然迫使水轮机组停机,影响发电。清污最好的方法是在进水口处拦污栅前设置清污机，既能有效的清除粘附于拦污栅上的杂物及悬浮在拦污栅处的漂浮物,又能对水轮机等设备的持续正常运转起到重要的作用。

[0003] 清污机在水电站的应用非常广泛，常用的清污机械装置为抓斗形式，有液压和机械两种形式。

[0004] 液压抓斗的液压泵站系统安装在抓斗上，随抓斗入水下工作，液压系统供电电缆采用电缆卷筒收放与抓斗运行保持同步。液压抓斗在初始状态打开抓斗，下降到清污位置时，液压泵站工作，推杆动作使抓斗闭合抓取污物。液压抓斗在抓取污物时由液压推杆加力，抓斗污物效果比较好，但是供电电缆和泵站都要入水工作，经常出现电缆断芯和泵站密封渗水等问题，影响清污机的工作。

[0005] 机械抓斗采用支持钢丝绳和开闭钢丝绳控制抓斗的开闭动作。其中一种机械式抓斗的支持钢丝绳和开闭钢丝绳在同一个钢丝绳卷筒上，在清污机上设置电液推杆牵拉开闭钢丝绳控制抓斗的打开和闭合。这种形式抓斗打开的大小程度由电动推杆的行程决定，在运行过程中如果遇到大的污物卡阻，会使开闭钢丝绳松弛，影响运行，而且电液推杆易出现持住力不足和油路漏油等问题，影响清污机的工作。另一种机械式抓斗是在清污机上设置两个钢丝绳卷筒，每组卷筒引出两根钢丝绳，其中两根成一组分别生根在抓斗平衡架两端作支持用，即为支持钢丝绳；另一组钢丝绳经过上横梁的滑轮与下横梁的滑轮，组成滑轮组，起开闭斗部作用，即为开闭钢丝绳。工作开始时，支持钢丝绳将抓斗起吊在适当位置上，然后放下开闭钢丝绳，这时靠下横梁的自重迫使斗部以下横梁大轴为中心将斗部打开，当斗部开到两耳板的碰块相撞时，即斗部打开到最大极限。开斗时，上横梁滑轮和下横梁滑轮中心距加大，然后支持钢丝绳落下，将已打开的抓斗，落在要抓取的污物上面，再收绕开闭钢丝绳，将上横梁滑轮与下横梁滑轮的中心距恢复到原来的位置，这样就完成了抓取物料过程。在闭合的斗部里已装满了物料，最后提升开闭钢丝绳，整个抓斗亦被吊起，经行车移动到所需卸料场地上，开斗卸下所抓取的物料。这种形式的机械抓斗故障率比较低，检修方便，但是对支持钢丝绳和开闭钢丝绳的动作精度要求比较高，对电气控制系统的响应速度、故障处理功能要求比较高，同时对抓斗的结构形式要求比较高。而且要提高清污机的工作效率，最好是增加小车运行，使清污机能在水流方向运动，方面泄污。小车运行机构可采用自行小车和绳索牵引小车。目前采用自行小车方式较多，小车机构采用独立的驱动机构，但是自行小车方式的小车自重较大，惯性比较大，对清污机的结构形式和运行速度的限制较大，不利于提高清污机的效率。

发明内容

[0006] 本发明要解决的技术问题在于提供一种基于总线的智能清污机系统及其控制方法，以解决现有技术存在的问题。

[0007] 为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种智能清污机系统，包括：
清污机，包括用于进行清污操作的机械抓斗和获取清污机位置的读码器；
变频器单元，包括变频器和与变频器单元相连的电机，变频器单元通过电机控制机械抓斗的运动；
人机界面单元，与PLC控制系统相连，包括显示单元和输入单元；
抓斗运行单元，与PLC控制系统进行通信，包括对机械抓斗使用四卷筒差动控制系统控制的起升机构和开闭机构，还包括用于检测机械抓斗的限位信息的总线接口多圈绝对值编码器和压力传感器；
PLC控制系统，与抓斗运行单元、人机界面单元和变频器单元进行通信，包括主从控制的PLC控制单元和PLC DP通讯模块、PLC模拟量输入模块；所述PLC控制单元通过PROFIBUS DP总线经PLC DP通讯模块与抓斗运行单元进行通信或者PLC控制单元经PLC模拟量输入输出模块与抓斗运行单元进行通信，同时PLC控制单元通过PROFIBUS DP总线接收人机界面单元的指令信号或者输出数据到人机界面单元，通过PROFIBUS DP总线与变频器单元进行通信，控制机械抓斗的运动。

[0008] 所述机械抓斗上设置与变频器单元的电机相连的带动机械抓斗运动的两个起升卷筒、两个开闭卷筒、牵引小车，所述变频器单元包括小车电机和与小车电机相连的小车变频器、大车电机和与大车电机相连的大车变频器、起升电机和与起升电机相连的起升变频器、开闭电机和与开闭电机相连的开闭变频器；大车、起升卷筒、开闭卷筒、牵引小车均由变频器单元的相应变频器驱动相应的电机带动运动，进而带动清污机和机械抓斗运动。

[0009] 所述人机界面单元中还设置有进行异常报警的报警模块。

[0010] 所述多圈绝对值编码器为带PROFIBUS DP总线接口并且带记忆功能的多圈绝对值编码器，所述压力传感器为带PROFIBUS DP总线接口的压阻式压力传感器。

[0011] 一种智能清污机系统控制方法，包括：PLC控制单元的主站通过读码器获取清污机当前的位置，并通过调节变频器单元的变频器和电机使清污机运行到合适的清污位置；
PLC控制单元的从站通过PLC DP通讯模块或者PLC模拟量输入模块采集机械抓斗的起升机构和开闭机构的限位信号，将限位信号传递给PLC控制单元的主站；所述限位信号是指通过多圈绝对值编码器获取的两个支持钢丝绳的位置信号、两个开闭钢丝绳的位置信号和通过压力传感器获取的支持钢丝绳、开闭钢丝绳的压力信号；
PLC控制单元的主站获取限位信号后，对限位信号的数据进行计算，获取机械抓斗的位置和机械抓斗的开闭状态数据，将数据传递给人机界面单元显示，并接收通过人机界面单元输入的控制指令信号，将控制指令信号传递给变频器和电机，变频器和电机通过四卷筒差动控制的方法控制起升机构和开闭机构的运动带动机械抓斗到清污位置进行清污操作；
所述PLC控制单元的主站通过读码器获取清污机当前的位置后，判断清污机是否在需要清污的位置，如果位置错误，则通过大车变频器驱动大车电机驱动清污机到相应的清污位置；如果清污机运行至清污位置，那么PLC控制单元控制支持钢丝绳卷筒动和开闭钢丝绳卷筒动作使机械抓斗运行至指定的清污高度，或者压力传感器的信号输出欠载信号时机械抓斗停止起升动作，然后开闭钢丝绳动作，抓斗闭合抓取污物，抓斗闭合到位后支持钢丝绳卷筒和开机械抓斗上设置的两个起升卷筒和两个开闭卷筒，通过各自的绳索通过四卷筒电气差动控制方式带动抓斗运动，PLC控制单元将四卷筒电气差动控制的控制逻辑通过PROFIBUS DP总线传递给变频器单元，起升卷筒、开闭卷筒和小车分别由变频器单元的起升变频器、开闭变频器、小车变频器采用能耗制动或者回馈制动的方式驱动各自的电机带动小车运动，协调控制抓斗的起升、抓斗的开闭、小车的运行。

[0012] 人机界面单元接收PLC控制单元实时传递的机械抓斗各检测控制信号数据，将实时的数据与预存的正常数据进行比较，判断当前数据是否超限或者异常，当接收到的数据超限或异常时，在人机界面单元的报警记录表中报警，同时开启声光报警，不超限且不异常则关闭声光报警；当检测装置或者变频器或者电机发生故障导致PLC控制单元接收不到数据时，在人机界面单元中报警记录表中显示并进行声光报警。

[0013] 本发明的有益效果：（1）通过总线技术将PLC、变频器、上位机和高精度检测元件集成应用到清污机的控制系统，提高清污机的自动控制系统性能与控制精度，从而保证清污机的多功能智能化运行，操作简捷方便、功能实用；
（2）将位置编码系统技术应用到清污机的大车运行定位监测，通过总线位置信号传送至PLC，这种测量方式解决了以往采用编码器测量无法消除车轮打滑造成的测量误差的现象，从而大大提高了清污机的定位精度，为控制系统具有完善的安全保护措施，实现各动作步序间有可靠的闭锁提供了保证；
（3）将基于PLC的变频四卷筒电气差动控制应用到清污机的控制系统，实现抓斗的起升和开闭，简化抓斗的结构形式，解决了以往清污机抓斗动力驱动装置容易出现故障，检修不易等问题。
附图说明

[0014] 图1为本发明实施例的控制方法流程图。

具体实施方式

[0015] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

[0016] 本发明提供一种总线型智能清污机系统及其控制方法，将现场总线通信技术应用到清污机的控制系统，结合PLC、变频器和上位机控制技术及高精度定位检测技术，控制清污机的固定耙齿和转动耙齿根据不同工况动作，实现电气差动式清污抓斗驱动系统的控制,同时控制清污机在清污位置自动准确定位停车，实现清污机智能自动控制。

[0017] 本发明实施例的系统包括清污机、变频器单元、PLC控制系统、人机界面单元、抓斗运行单元，清污机包含机械抓斗和获取清污机位置的读码器，机械抓斗通常包括固定耙和转耙，起升机构带动转耙的运动，变频器单元包括变频器和与变频器相连的电机，通过与变频器相连的电机控制机械抓斗的动作，抓斗运行单元设置在机械抓斗上，与PLC控制系统进行通信，包括对机械抓斗使用四卷筒差动控制系统控制的起升机构和开闭机构，还包括用于检测机械抓斗的限位信息的带PROFIBUS DP总线接口多圈绝对值编码器和压力传感器；PLC控制系统，与抓斗运行单元、人机界面单元和变频器单元进行通信，包括主从控制的PLC控制单元和PLC DP通讯模块、PLC模拟量输入模块；PLC控制单元通过PROFIBUS DP总线经PLC DP通讯模块与抓斗运行单元进行通信或者PLC控制单元经PLC模拟量输入输出模块与抓斗运行单元进行通信，同时PLC控制单元通过PROFIBUS DP总线接收人机界面单元的指令信号或者输出数据到人机界面单元，通过PROFIBUS DP总线与变频器单元进行通信，控制机械抓斗的运动。

[0018] PLC控制单元连接人机界面单元，人机界面单元为现有技术中通常设置的人机界面单元，至少包括显示屏和输入按键模块，在人机界面单元中还设置报警模块，报警模块包括可以将异常信息在显示屏上标记显示出来的标记显示报警模块，还需要包括提醒工作人员注意的声光报警模块。

[0019] 变频器单元包括小车电机和与小车电机相连的小车变频器、大车电机和与大车电机相连的大车变频器、起升电机和与起升电机相连的起升变频器、开闭电机和与开闭电机相连的开闭变频器，用于检测抓斗的起升钢丝绳相对位置的多圈绝对值编码器和检测起升钢丝绳受力情况的压力传感器、用于检测抓斗的开闭钢丝绳相对位置的多圈绝对值编码器和检测开闭钢丝绳受力情况的压力传感器。支持钢丝绳、开闭钢丝绳的相对位置决定抓斗打开的大小，以保证抓斗能打开或闭合至极限位置，对于编码器的选择，本发明采用带记忆功能的多圈绝对值编码器检测钢丝绳的位置，而为了增加检测元件的抗干扰性，选用德国P+F带PROFIBUS DP总线接口编码器，通过总线与PLC传送数据。支持钢丝绳、开闭钢丝绳的受力情况用来控制和判断两个钢丝绳的配合，同时还需要进行超载保护，因此采用压阻式压力传感器检测钢丝绳受力，具有频率响应高，适于动态测量的优点；并且精度高，可达0.1%~0.01%；无活动部件，可靠性高，能工作于振动、冲击、腐蚀、强干扰等恶劣环境。而本发明的实施例中中，对于清污机位置的获取，使用的是德国P+F位置编码系统WCS，采用读码器（Read Head）进行位置检测，测量精度小于1mm，可配选PROFIBUS DP接口模块WCS-PG210，通过总线位置信号传送至PLC。

[0020] PLC控制单元采用PLC主从控制方式，S7-300作为主站，主要负责起升机构、抓斗开闭机构、小车运行和大车运行的控制和对获取的数据进行运算；ET200M作为从站，主要负责各机构限位信号和控制指令信号的数据采集。起升机构、抓斗开闭机构、小车运行和大车运行采用变频驱动，采用能耗制动或回馈制动方式，它们分别控制起升电机、开闭电机、小车电机和大车电机。PLC控制单元中还设置有PLC控制单元、PLC DP通讯模块和PLC模拟量输入模块，抓斗运行单元中的读码器、多圈绝对值编码器、压力传感器将接收到的清污机的运行检测信息通过PROFIBUS DP总线经PLC DP通讯模块传递到PLC控制单元或者通过PLC模拟量输入接口模块传递到PLC控制单元，PLC控制单元将数据传递给人机界面单元，外界通过人机界面单元输入命令操作清污机进行位置调整或者进行抓斗清污。

[0021] 抓斗的起升、开闭和小车运行通过两个支持卷筒和两个开闭卷筒的配合动作完成，同时设置牵引小车，起升卷筒、开闭卷筒和牵引小车均由变频器单元的变频器驱动电机带动卷筒运动。为了实现起升、开闭和牵引小车运行机构的准确动作，需要解决三个机构电气差动控制技术的问题，本发明中采用四卷筒电气差动控制技术控制抓斗起升、抓斗开闭和小车运行的协调高效运行。在四卷筒电气差动控制方式带动抓斗运动的过程时，支持卷筒、开闭卷筒和小车分别由变频器单元的起升变频器、开闭变频器、小车变频器采用能耗制动或者回馈制动的方式驱动各自的电机带动小车运动。四卷筒电气差动控制的控制逻辑在PLC控制系统的主站内部进行运算处理，运算结果通过PROFIBUS-DP总线将运行指令传送给变频器进行相应的动作，各变频器的驱动电机带动不同的卷筒配合动作。四卷筒电气差动控制的工作原理是当清污机工作时，该控制系统对 4 个卷筒分别独立的进行电气调速控制，以此来解决抓斗的上下、开闭动作以及小车前后的差动运动，使抓斗的起升、开闭，小车运动能够进行合成运动，最大程度上缩短了运作的循环周期，并在抓斗运行中能有效的进行摆动控制。本控制系统的控制规律如下所示：抓斗起升运动时, 四个卷筒以同一速度、同一转向运行；抓斗开闭运动时, 只有 2 个开闭卷筒以同一速度、同一转向运行，2 个支持卷筒是不动的。每个卷筒的实际速度和转动方向是由 PLC 控制单元连续计算后送出结果的，通过几个卷筒的配合动作使各机构灵活可靠运行，提高运行效率，简化机械结构形式。

[0022] 如图1所示，为本发明的实施例的工作原理图。

[0023] 步骤101：PLC的主机单元通过读码器获取清污机当前的位置，判断是否需要通过大车运行机构对清污机进行移动，假如不需要移动，直接进入步骤103，需要移动的话，进入步骤102；步骤102：清污机移动到需要清污的位置，然后PLC控制单元获取清污机的限位信号，计算抓斗的位置和开闭状况，将数据传递给人机界面单元，并且判断是否需要进行清污抓斗的移动和打开，是的话，执行103步骤，否则执行105步骤；
步骤103：人机界面单元接收控制指令数据以后，将控制指令数据传递给PLC控制单元。

[0024] 步骤104：PLC控制单元通过操纵变频器单元的电机带动清污机的机械抓斗到清污位置的清污高度；步骤105：人机界面单元发送抓取污物的指令，PLC控制单元通过电机带动抓取污物；
步骤106：人机界面单元发送控制指令，PLC控制单元接收控制指令，通过控制指令操纵变频器单元的电机将抓斗运行到泄污位置，并且进行泄污。

[0025] 具体来说。对本发明实施例的智能清污机系统的控制方法包括以下步骤：（1）PLC控制单元的主站通过读码器获取清污机当前的位置，如果清污机处于正确的清污位置，不再动作，如果清污机未处于正确的清污位置，那么PLC控制单元接收人机界面单元发送的清污机控制指令信号给变频器单元，通过调节变频器单元的变频器和电机使清污机运行到合适的清污位置；
（2）清污机运行到合适的清污位置以后，PLC控制单元的从站通过PLC DP通讯模块或者PLC模拟量输入模块采集机械抓斗的起升机构和开闭机构的限位信号，将限位信号传递给PLC控制单元的主站；所述限位信号是指通过多圈绝对值编码器获取的两个支持钢丝绳的位置信号、两个开闭钢丝绳的位置信号和通过压力传感器获取的支持钢丝绳、开闭钢丝绳的压力信号；
（3）PLC控制单元的主站获取限位信号后，对限位信号的数据进行计算，通过计算获取机械抓斗的位置和机械抓斗的开闭状态数据，然后将数据传递给人机界面单元显示，需要清污操作时，操作人员通过人机界面单元输入控制指令，PLC控制单元的主站接收通过人机界面单元输入的控制指令信号，将控制指令信号传递给变频器和电机，变频器和电机通过四卷筒差动控制的方法控制起升机构和开闭机构的运动带动机械抓斗到清污位置进行清污操作。

[0026] 在本发明的实施例中，机械抓斗上设置的两个起升卷筒和两个开闭卷筒，通过各自的绳索通过四卷筒电气差动控制方式带动抓斗运动，PLC控制单元将四卷筒电气差动控制的控制逻辑通过PROFIBUS DP总线传递给变频器单元，起升卷筒、开闭卷筒和小车分别由变频器单元的起升变频器、开闭变频器、小车变频器采用能耗制动或者回馈制动的方式驱动各自的电机带动小车运动，协调控制抓斗的起升、抓斗的开闭、小车的运行。

[0027] 上述系统控制过程中，PLC控制单元的主站首先通过读码器确定当前清污机的运行位置，判断清污机是否在需要清污的位置，如果位置错误，则通过大车变频器驱动大车电机带动清污机到相应的位置，如果清污机位置确定，那么PLC控制单元的主站首先对接收到的起升位置信号数据进行计算，判断机械抓斗的起升高度，当需要进行停止操作或者升降运动时，通过人机界面单元输入控制信号到PLC控制单元的主站中；同时PLC控制单元的主站对接收到的开闭位置信号和压力信号进行计算，判断当前机械抓斗的抓斗打开的大小，当需要进行打开抓斗的操作或者闭合抓斗的操作时，通过人机界面单元输入控制信号到PLC控制单元的主站中，在PLC控制单元的主站中，计算变频四卷筒电气差动控制逻辑，然后将控制逻辑通过PROFIBUS DP总线传递给变频器单元，变频器单元中的电机根据接收到的变频器的命令带动不同的卷筒运动，协调控制抓斗的起升、抓斗的开闭、小车的运行。

[0028] 人机界面单元接收PLC控制单元实时传递的机械抓斗各检测控制信号数据，将实时的数据与预存的正常数据进行比较，判断当前数据是否超限或者异常，当接收到的数据超限或异常时，在人机界面单元的显示屏中中标记显示出来进行报警，同时开启声光报警，不超限且不异常则关闭声光报警；当检测装置或者变频器或者电机发生故障导致PLC控制单元接收不到数据时，在人机界面单元中进行标记报警和声光报警。

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