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1　概述

可编程逻辑控制器PLC是专门为工业自动控制而设计的新型装置，它具有功能强，编程简单，性高，使用方便等优点，在现代工业自动控制中得到广泛应用。但单纯的PLC控制系统，难于实现现场监控和工艺参数的现场设置和修改。若采用上位监控计算机与PLC通信的方式进行监控和参数设置，不仅投资成本高，而且上位机一般难于设置在工作环境恶劣的生产现场，不便于现场操作人员对生产过程进行实时监控和参数的在线设置。
对于小型的工业自动控制系统，可以采用有交互操作功能的图形化人机界面（HMI），与PLC一起组成结构紧凑的现场监控型自动控制系统，提高系统的实时管理和操作效率。
DELTA公司新开发的PWS－1760触屏式彩色HMI是免维护型工业级可编程终端，适合于在恶劣的工业环境下使用。它可用于振动、潮湿和高粉尘的环境中作为监控和人机操作介面，可以显示状态、故障和过程变量，显示文字、曲线和图形。操作人员可在触摸屏上实现对工业生产现场的过程控制，操作简便易学，方便直观。HMI上配有RS－485接口可连接PLC，RS232／422接口可连接计算机用于触摸屏画面软件的开发，或接标准打印机。
触摸屏上的触摸键取代了传统的控制面板功能，可使操作者把触摸屏当作一个操作面板，只要操纵触摸屏上配置的虚拟按钮，即可进行简单直观的操作。输入给触摸屏的数据可以传递给PLC，省去了大量现场的硬件按钮开关、数字设定和指示灯等易损器件，大大提高了系统的性；而且能随时动态显示生产现场的重要信息，方便操作人员正确掌握生产现场的运行状况，及时调整工作参数，使系统尽可能地工作于状态。

2　均衡输蔗自动控制系统结构原理

甘蔗糖厂的压榨车间是一个高粉尘、高湿度和振动的生产环境，其生产过程的均衡稳定和运控制。
本系统以SIEMENS的S7－214PLC为控制，配以DELTA公司的PWS－1760型HMI，二者通过RS－485接口互连，传输速率为9600 bps，8位偶校验，1位停止位。RS－485的PLC站号为2，PWS端通信口为COM2。HMI的监控及参数设置画面在计算机上使用DELTA公司的SADP3编程软件进行规划、定义和编制，通过这些图形介面完成系统的现场监控和参数设置。
系统使用核子秤动态检测输送带上的蔗层厚度，PLC根据HMI上设定的当班榨量、输蔗机上的蔗层厚度和核子秤的检测电压、输蔗电机的实际转速、切撕机的负荷电流等现场参数，按控制算法计算出输蔗电机的目标转速，PLC经D／A模块对变频器进行控制，实现对输蔗电机的转速调整。在满足设定日榨量的前提下，实现均衡输蔗的自动控制要求和对入榨甘蔗的计量。系统结构图如图2—1所示。

系统通过对HMI画面上所设元件属性和与PLC的数据交换地址的定义，实现HMI相关元件对应的暂存器对PLC存贮单元的读写。在不中断生产过程的同时，通过HMI上的软键盘对诸如班榨量、输蔗机的转速差、切撕机的大允许负荷电流、核子秤的物料整定系数等现场参数进行设定和调整。对PLC内部的数据以位、字节、字或双字及有符号／无符号方式，以BCD码数据格式、二进制数据格式、十六进制数据格式进行数据读写控制。
一般情况下，系统以主监控画面显示为主。在需要设置现场参数、查询榨量统计报表和系统故障状态、完成输蔗机转速和核子秤整定以及系统的秘码和时间设置时，可通过主监控画面和其它的次画面上设置的画面转换按钮，进入到相关画面，完成各自的任务。同时又可通过各次画面上的“返回”按钮，返回到上一级画面。画面切换顺序流程如图2—2所示。

3　触摸屏（HMI）介面设计

3．1　主监控介面（初始屏）的设计
在主监控画面上建立输蔗系统动态监控模型（见图3—1），实时显示1＃／2＃切撕机的瞬时负荷电流、1＃／2＃输蔗机的瞬时转速和核子秤的输出电压、设定的当班榨量曲线和实际榨量曲线、当班榨量的累计值；使用电机模型的颜色变化显示输蔗机和切撕机运行／停止状态；同时显示系统的手动／自动、正常／故障状态等现场的设备和参数信息。在该画面上还可通过数值输入按钮对当班榨量进行现场设定，以实现满足设定的当班榨量条件下的均衡输蔗的输蔗机转速的自动控制要求。
通过该主画面上的各画面切换触摸键，可顺利进入相关的其它监控画面。
3．2　统计报表介面设计

通过主监控画面上的“报表”按键，可进入“榨量统计和报表打印”画面，对PLC和核子秤计量出的当班榨量、当日榨量、小期榨量和年度榨量等计量值进行查询显示和打印，在实现自动控制的同时实现对入榨甘蔗的准确计量，为生产调度和管理提供科学依据。根据需要还可以对各累计榨量进行清零处理（见图3—2）。
3．3　参数设定介面设计

通过主监控画面可进入“参数设置和校正处理”画面（见图3—3），利用相应的参数设置按钮，可完成生产现场参数在线设置。为了避免切撕机入口处的蔗料发生堵塞或切撕机电流过荷而损坏设备或出现停机等生产事故，可对切撕机的负荷电流上限进行设定。通过软件对输蔗机转速进行实时调节，以保护切撕机的。输蔗机2的输蔗速度应快于输蔗机1，其转速差应随日榨量的变化和甘蔗成分的不同作相应调整，以使系统工作于状态，该转速差一般保持在200转至400转之间。在该画面还可设定系统的A／D采样时间间隔、渗透水与蔗比；通过该画面进入时间和操作密码权限设置画面、核子秤物料系数整定画面和输蔗机的转速校正画面等完成相关的操作。
3．4　核子秤物料系数整定介面设计

通过“参数设定画面”可进入“核子秤物料系数整定”画面（见图3—4），画面中对核子秤物料系数的整定步骤实现了方便直观的引导式操作，大大简化核子秤物料系数的整定过程。通过HMI与PLC的交互通信和操作人员的现场操作，PLC可实时完成对甘蔗的现场计量，再结合甘蔗的实际重量自动计算出核子秤的计量误差。操作人员根据计量精度要求确定下一步的操作，在精度不满足要求时，操作人员只要按压“计算物料系数”按钮，PLC即可自动计算出校正后的核子秤物料系数。通过HMI简单方便的Wizard方式，轻松完成核子秤物料吸收系数的整定操作。
3．5　其它监控介面的设计
除上述画面外，系统还可通过“模块状态”画面，对PLC上传的A／D模块正常／故障状态和系统的异常报警状态进行查询，为系统的故障排除提供详尽的设备状态信息；通过“密码／时间设置”画面，可对HMI的时钟和操作权限密码进行设置和管理，为蔗料的计量提供时间基准和确保现场参数设置的性，避免无操作权限的人员随意设置和修改相关的现场参数，确保系统的正常运行和生产。
在计量和输蔗自动控制系统中，对输蔗机转速的A／D采样信号和D／A输出控制信号的准确与否，直接影响到入榨甘蔗计量的性和均衡输蔗的自动控制效果。通过“输蔗机转速整定”画面中设置的触摸按键，由PLC对输蔗机的各转速取样点的转速进行整定。

4　总结

PLC和HMI的配合使用，触摸按键取代了传统的控制面板功能，省却了大量现场的按钮开关、数字设定和指示灯等易耗配件，大大提高了系统的性，改善了PLC控制系统的操作性能，方便了现场操作人员对生产过程的监控和参数设置。与上位工控机构成的监控系统相比，具有体积小、功耗低、投资省，安装方便等特点。在甘蔗糖厂投入使用后，提高了压榨车间的自动化水平，实现了甘蔗的均衡入榨，提高了糖厂的压榨抽出率，产生了较好的经济效益和社会效益。

1　概　况
随着工业自动化技术的飞速发展和产品价格的不断降低，PLC（Programmable Logic Controller）技术和SA（Supervision Control and DataAcquisition）系统的应用范围和应用规模越来越大，大大加快了我国工业自动化的进程。近年来，随着和各级地方对城市基础设施建设和环境保护的高度重视，城市污水处理工程的建设正以的速度发展，决策人员、工程技术人员和运行管理人员所共同关注的一个方面就是怎样提高和保证这些工程设施的功能、效率和管理水平，所以创建适合自己的自动控制系统，使污水处理工艺流程按优设计方案运行，就显得尤为重要。
2　自动控制系统在污水处理行业中的实例
保定市银锭庄污水处理厂一期工程设计排水量80 000 t／d，总变化系数KX＝1．3，其中生活污水占65％，工业污水占35％，采用带前置厌氧段普通活性污泥工艺。工艺流程如图1所示。
    进水水质设计为：COD≤330

保定市银锭庄污水处理厂一期工程自动控制系统采用集散式测控管理系统，控制系统采用PLC＋PC的监控方式，设置一个控制室和4个PLC现场控制站，分为管理层（中控室操作员站）、控制层（PLC控制站）和执行层（现场测量仪表）。控制室与现场之间通过Sattbus总线形式通讯。

图1　工艺流程图就地控制时PLC只能监测设备的运行状态，由现场工作人员手动操作设备；在自动状态下，控制室还具有自动（Auto）与手动（Manual）两种控制方式：当处于Auto方式时，机器设备由控制室计算机按程序设计要求控制，而控制室只能监测设备的运行状态，此时使用的控制方法是PID（比例微分积分控制）调节，其数学表达式为：

其中：ΔP为调节器的输出变化量；
      Kp为调节器的放大倍数；
      e为调节器的输入，即偏差；
      Ti为积分时间；
  Td为微分时间。
当处于Mannal控制方式时，控制室人员可以通过SA系统远程监控设备的运行，并通过计算机向机器设备发送指令。所用PLC均采用芬兰Alaflaf公司生产的系列PLC，配置有开放式的网络通信平台，支持串行通信、现场总线通信。
    分布控制系统示意图如图2所示。

2．1　控制室
随着4C技术（computer，control，communication，CRT）及软件的发展，使用上位机监控管理系统已成为大中型控制系统的流行趋势，以PC机作为上位机应用于控制系统中能提供一种良好的人机界面，减轻操作人员的负担，提高管理水平。本控制系统设有一个控制室，属于管理层。内有一面模拟屏和2台计算机操作员站。模拟屏可显示全厂的工艺流程及主要控制参数以及全厂的设备运行状态；2台计算机操作员站操作系统为UNIX，组态软件为Sattgraph1200。2台计算机操作员站互为备用，他们均可各自立完成整个工艺过程的监控。操作员站具有以下功能：
（1）显示工程设备的运行状态，显示工艺流程的动态参数，显示相关参数的趋势、历史数据及历史记录。
    （2）打印过程回路控制的参数给定值、报警记录和班报表等。
（3）报警设有级管理，任意管理均在屏幕上显示。
（4）在操作过程中，设有启动、停止和选择等软手动操作功能。
（5）实现编程、组态和修改等，操作员站装有功能强大的上位软件，以便能方便、直观地组态和编程。
组态软件以UNIX操作系统为平台，用来操作图形、监控画面和图形内部管理。驱动程序用来构造和生成操作员站监控系统，提供了集数据、数据处理、流程控制、报警和报表打印等功能于一体的系统操作工具。图形界面包括2大部分：主画面和各个工艺阶段和报表、报警的分画面。主画面有全厂的所有厂房、设施设备和管道流向，分别用不同的颜色和形状表示，用来展示全部的工艺流程。分画面用来显示各个工艺阶段的详细参数和测量值，远程控制也需要进入到分画面进行操作。报表分画面用于打印和输出各个时段各个设备的历史数据，报警分画面用于设置报警级别、显示报警原因等用途。
2．2　PLC控制站
污水处理过程的共同特点是开关量多，模拟量少，以逻辑控制为主，闭环控制为辅。本控制系统根据工艺流程和生产控制要求及现场位置情况，设有4个现场控制站，包括进水泵房及马达控制、鼓风机房和脱水机房现场控制站。进水泵房和脱水机房及鼓风机房配有PLC操作员终端，可监视并控制PLC的运行状态和显示状态，代替常规设备如按钮、信号灯、数显表，并具有报警功能。每个PLC均由电源、处理器、接口、输入输出模块和通讯模块组成，他们之间通过Sattbus总线连接，每个PLC均采用相同的编程方法，有利于程序的编写和扩展。PLC工作方式为循环法，即每个周期扫描输入端口一次，读入输入模拟量和数字量，存入程序的存储单元；按照程序设计对每个模块进行检查，如发现错误，则运行相应的错误管理程序并报警；如各个单元正常，则通过输出模块管理各个设备的工作状态，控制机器运行。同时对这个周期的输入输出数据进行保存，通过Sattbus总线传递到上位机，进行数据曲线显示和报表打印。
2．3　现场测量仪表
污水处理厂的主要测量仪表有流量计、液位计、PH计、悬浮物浓度计、温度计、压力计、溶解氧计和取样器等。其中流量计按测量物分为气体流量计和液体流量计，按工作原理分为热传递流量计和电磁流量计，分别用于测量鼓风机输出的气体流量和管道污水　　39和污泥的流量。液位计用于测量积水池和出水口的液位，量程为0～10 m；PH计用于测量进水和曝气池溶液的酸碱度。由于曝气池是整个污水处理工艺的，所以曝气池中的测量仪表作用非常重要，直接关系到污水处理质量。其中溶解氧计测量曝气池中污水的含氧量和曝气池中的微生物生存环境息息相关，控制在一个适合微生物生存的范围。溶解氧计将测得的数据传递到控制鼓风机的Oxygard系统，和系统设定值比较，根据差值由系统自动调整鼓风机的出风电磁阀门，控制鼓风量，防止曝气不足或曝气过量。悬浮物浓度计测量曝气池中污水的污泥浓度，传感器将水中的光线转换为电信号，变送器将电信号转换成4～20 mA标准信号，传递到Oxygard系统，经PID环节运算，再输出4～20 mA标准信号，控制鼓风量。曝气池阶段还有温度计和氧化还原电位计等，也十分重要，测量和控制原理大体和溶解氧计与悬浮物浓度计相同。所有的现场测量仪表的测量值都及时传送到中控室计算机操作员站，显示到界面上。
3　结　语
保定市银锭庄污水处理厂一期工程从建成运行到现在已经7年了，其自动控制系统运行良好，控制效果显著，达到了设计要求。由于其具有设计简单、投资少、控制效果好、易维护等优点，很适合中小型污水处理厂采用。

  在雷达伺服控制系统中,可编程控制器(PLC)以其模块化结构,体积小、性高,编程设计/改方便,控制能力强,得到了广泛应用。西门子公司S7-200型PLC,不仅可实现输入/输出逻辑关系综合,延时/时序,数学运算及定时操作等功能,而且利用其串行口(RS485)与上位PC机串行口(RS232)的串行通信功能,可以直接进行上、下位机之间的数据传送,上位机(PC机)可以实时采集伺服控制系统中,各设备单元有关测试点状态,以及天线上控保开关状态;同时PC机通过该串口可实时给PLC发送控制指令。
  在应用S7-200型PLC与PC机及通信时,碰到RS232/RS485串口转换问题,以及由于上、下位机通信为半双工(一方发送,另一方接收),上、下位机之间接收/发送数据同步问题,以及伺服控制系统中,各设备单元测试点状态的采集与处理等难点问题。以下将对这些难点问题一一进行阐述。
1  PLC与PC机通信接口
  由于PLC与PC机在串行接口上的不同,PLC为RS485,PC机为RS232。我们采用西门子公司的RS232/RS485通信转换电缆为上、下位机通信的转换口。由于RS485采用差分型,传输线上为电位差信号,因而抗干扰能力强。
    RS232/RS485串行通信框图如图1所示。

2  S7-200型PLC自由端口模式
  S7-200型PLC有数种通信模式,一种为点对点(PPI)通信协议,另一种为对用户开放的自由端口模式。在自由端口通信模式下,通信端口由用户程序所控制,通信协议也由用户设定。在该模式下,PLC与PC机为主从关系,PC机始终处于主导地位。当PLC处于“RUN”状态下时，通信命令有效；当PLC处于“STOP”状态下时,通信命令无效。
  在进行通信前,应该对PLC自由通信端口进行初始化。对S7-200型PLC初始化,是通过设置特殊标志位SMB30来实现的,需要设置的参数有：通信波特率,奇偶校验位,数据停止位,以及接收/发送的字节数等。
  S7-200型PLC有专门的数据接收/发送指令,下面分别进行介绍：
  （1）发送数据指令格式 ：XMT TABLE PORT
  其中，变量TABLE中存储发送的数据总数n;TABLE+1为发送的个有效数据,TABLE+2为发送的二个有效数据,以此类推,TABLE+n-1为发送的n-1个有效数据(也是后一个数据)。
  PORT指明通信口,这里为0口。数据存储格式如图2所示。

    当正在发送数据时,特殊标志位SM4.5为0；当发送数据完成时,SM4.5为1；可用SM4.5的状态来判断发送是否完成。
  （2） 接收数据指令格式：RCV TABLE  PORT
  其中，变量TABLE存储接收的数据总数n+2,TABLE+2为接收的个有效数据,TABLE+3为接收的二个有效数据,以此类推,TABLE+n+1为接收的n个有效数据(也是后一个数据)。
  PORT指明通信口,这里为0口。
  后一个字节数据接收完毕,PLC将产生一个中断。用户可将进行的处理操作放于中断处理程序中。
  接收到的数据格式见图3所示。

3  串行通信接收/发送同步方式软件“握手”信号
    在图1中,我们知道,RS485只有两根数据线TxD,RxD,这对数据线既可发送数据,也可接收数据。但通信双方不能同时接收/发送数据(即为半双工制),一方处于发送数据时,另一方处于接收数据；反之亦然。
  由于无硬件握手信号,我们采用软件“握手”信号来保持的同步,以保证PLC与PC机通信时,一方处于发送数据时,另一方处于接收数据的状态。图4与图5给出了PLC与PC机通信程序流程图。
  设计思想：
  PLC发送数据前,发送一个字节的“握手”信号,PC机收到“握手”信号后,再将该“握手”信号回传给PLC,PLC将收到的“握手”信号进行比较,若正确,则开始发送n个字节的数据,此时PC机处于接收数据状态。若握手信号不正确,则重新发送“握手”信号,直到收到正确的“握手”信号为止。
  PLC接收数据,PC机发送数据的同步方法类似,同样用校对“握手”信号的方法保持PLC与PC机的同步。
4  结论
  本文设计的PLC与PC机串行通信方法在某雷达天线伺服控制系统中已获得了成功应用。目前,设备运行稳定、。应用情况表明,本文提出的PLC与PC机串行通信方法,有效可行。

  随着我国公路事业的迅猛发展，改性沥青在高等公路及城市道路建设中得到普遍使用。与普通沥青比较，改性沥青具有较大承载能力，高温时不易变形，低温时不易硬脆，雨天时不湿滑，，寿命长等特性。改性沥青设备是在普通沥青中掺加热熔性高聚物改性剂，经过混合研磨而制成改性沥青的设备。自90年代采用沥青改性技术以来，大多是直接进口国外成套设备。如奥地利Novophalt公司的沥青改性设备等，价格昂贵，维修不便。2000年我们受某工程设备有限公司的委托开发改性沥青设备自动控制系统，针对改性沥青设备环境条件差，工艺过程要求比较复杂，我们主要采用了性高、抗干扰能力强、通用灵活、维护方便的PLC为控制器，与工控机组成PLC + 上位机的二级监控系统，既保了设备的长期、地运行，又使系统操作简便，实现了对生产过程的有效监督。
1  控制系统基本结构及原理
  设计中采用日本三菱PLC，上位机选用闽台研华工控机，4台日本产智能称重仪表，分别对A罐、C罐、E斗、F斗的称重传感器信号进行转换。控制系统的结构如图1所示。
  上位计算机主要完成与PLC的实时通信，通过组态软件开发出的动态监控画面能形象直观地显示阀的开关，管道中的物体流动，搅拌机的运、停及A、B、C、D各罐的液位升降等；进行工艺配方选择（配方1、配方2、洗罐）；对智能仪表的各级称量目标值及搅拌时间等参数进行设定。
  PLC根据上位机设定的工艺配方、时间、参数等数据，调用相应的执行程序，连续读取各按钮、行程开关、智能称重仪表的加料、卸料信号的状态，在CPU内进行逻辑分析、比较，准确控制各电磁阀、电机等按照严格的逻辑顺序动作，同时将上位机所需的现场数据送入的存储器，便于上位机随时读取。

  系统设置了自动/手动两种工作方式，由操作台上的选择开关进行切换。手动工作方式一般只在调试、维护时使用，这时PLC只对设备进行监视，而不控制。
  如图2所示，设备的控制流程主要分为A罐混料过程、B罐研磨过程和C罐稀释过程3个过程。整个系统为连续生产过程，当A罐原沥青和改性剂形成的混合料全部进入B罐，开始定时研磨时，A罐已空，可开始下一周期的混料过程，当B罐高浓度改性沥青全部进入C罐后，A罐二轮也已混料结束，即可进行下一轮的B罐研磨过程。这样就实现了A罐混料，B罐研磨，C罐稀释3个过程同时进行，连续生产，提高了设备的工作效率。
  由于改性沥青粘度较大，易粘连，存留于沥青生产罐及管道中，故设备应在每次连续生产即将结束时，进行一次洗罐：当后一轮生产进行到A罐已空时（此时，B罐、C罐工作还在进行），即可开始洗罐过程。向A罐中加入少量的基质沥青搅拌，待B罐工作结束，将洗罐沥青注入B罐搅拌，依次使洗罐沥青沿改性沥青生产时的路径流通一遍，并在每个罐中搅拌停留一段时间，洗罐结束后，自动生产过程结束

1 变频器的调速特性
    变频调速在控制性能、节能、性方面具有的优点，近年来由于技术的发展及价格的降低，使其在起重机这一特殊的领域也得到了成功的应用。同时，由于可编程控制器技术的融入，使其调速控制性能加优越。
2号装卸桥的负载是恒转矩负载，起、制动频繁，抓斗机构的负载特性在Ⅰ、Ⅲ 、Ⅳ象限，小车机构的负载特性在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限。经过比较，采用ABB公司生产的ACS600系列变频器。ACS600系列变频器是采用直接转矩(DTC)控制的变频器。它与矢量型变频器比较具有以下特点：
(1)从零速开始，不使用电机轴上的脉冲编码器反馈就可以实现电机速度和转矩的控制，静态速度控制精度可以达到0．1%～0．5%，它可以满足绝大多数工业控制应用场合，简化控制系统。
(2)开环转矩阶跃上升时间小于5 ms，而矢量型变频器开环转矩阶跃上升时间却大于100 ms，在这一点上，ACS600变频器的优点是明显的。
    (3)变频器内部建有自适应电机模型，通过电机的初始化使每台电机的静态和动态参数都被储存在变频器的CPU中，从而实现对电机的控制。
(4)具有好的起动转矩输出性能，大起动转矩可以达到300%的额定转矩。
(5)带有满足各种不同控制需要的软件，它使得用户的使用和维护加方便，系统加。
2 控制系统的改造
2.1 变频调速控制系统的构成
    小车机构有两台电动机，设置两台变频器分别驱动，由一套PLC可编程控制器进行管理；抓斗机构设有两台变频器分别驱动升降电机和开闭电机，由另一套PLC可编程控制器进行管理。小车和抓斗机构均配有电阻箱对电机实现制动。因大车机构起制动不频繁，工况较好，这次不列入技术改造范围内，只是将主令控制器信号进入PLC管理，目的是为了避免大车电机的反接制动。
主令控制器的信号送入PLC，由PLC进行编码处理，处理后产生正／反各三档速度信号指令给变频器，这时变频器运行在给定的速度上；当主令控制器发出停止信号后，变频器立刻进入制动状态，这时制动电阻箱开始工作，电机在设定的时间内停车。PLC还对机构限位、机械抱闸及故障信号进行处理，当系统发生故障时，可以发出声光报警信号。控制系统的构成见图1。
                 
                 
                 
2.2 变频器参数设定
2.2.1 变频器初始化
安装工作结束后，要进行常规的检查，如机械抱闸、电气控制回路等；然后将电机输出联轴器脱开，让电机处于空载状态。做好以上准备工作后给控制设备通电，用变频器控制面板设定电机的基本参数，进入电机初始化，这时电机处于变速运行状态，整个初始化过程大概需要3～5 min。初始化完毕，装复电机联轴器。
2.2.2 小车机构变频器参数设定
小车机构的两台电机分别由两台变频器来驱动，主要是调整两台变频器速度间的同步问题。由于没有安装测速编码器，速度误差的累计会引起两台电机的不同步 。可利用变频器的速度微调装置来两台电机的速度误差。经现场调试后，效果令人满意。
小车机构变频器设置正／反各三档速度，采用顺序控制（速度控制）和积分停车，速度为零后启动机械抱闸。
2.2.3 抓斗机构变频器参数设定
抓斗机构电机由两台变频器分别驱动升降电机和开闭电机，采用力矩跟随原则来解决两台电机间的力矩平衡问题。具体做法是：开闭机构采用顺序控制（速度控制），而升降机构则采用力矩控制，升降机构的力矩始终跟随开闭机构，以达到力矩平衡。在开闭机构为空载或轻载时，升降机构力矩不作跟随，这时候，升降机构也改为了速度控制，这个速度／力矩控制切换信号是PLC进行两电机力矩比较后发出的。
抓斗机构变频器上升设置三档速度，下降设置两档速度。开闭机构变频器采用顺序控制（速度控制）。升降机构变频器采用速度／力矩控制进行控制。抓斗机构变频器采用积分停车，速度为零后启动机械抱闸。
2.3 PLC软件调试
本系统采用西门子S7－200系列微型可编程控制器，S7－200可编程序控制器有两种编程方法，即语句表和梯形图。梯形图比较直观，编程、调试都很方便，但编程器价格高；用语句表编程速度慢，调试起来也较麻烦，但其编程器价格低。
PLC程序运行是从起始地址0000开始到后一条地址（即END指令），做反复式巡回扫描，严格按梯形逻辑图逻辑行顺序和逻辑行逻辑元素的排列自上而下，从左到右逐字逐句处理程序。这样，继电器控制系统很难解决的结点竞争现象在这里就不会产生，从而保证了控制系统的性。
    力矩信号的检测是用传送语句MOVW及比较语句LDW≥来实现的。当开闭机构力矩大于设定值时，PLC输出力矩跟随信号，升降机构作力矩跟随，使开闭机构和升降机构的力矩得到平衡。当开闭机构力矩小于等于设定值时，PLC的力矩跟随信号消失，这时升降机构与开闭机构一样也按速度宏进行控制。值得注意的是这个力矩设定值应设为＞1／2变频器额定转矩，否则容易引起两台电机速度环的振荡。
2.4 原有YZR电机的改造
为了利用原有的电机，现将电机的转子回路短接后继续使用。考虑到电机为反复短时工作制，多数情况为起动、短时额定参数运行、制动，低速档通常只是一种很短暂的过渡状态，因此风扇的散热能力与改造前相当，而发热量则由于起动电流的控制而少于改造前，因此不再加装立冷却风扇。
3 改造后的效果
    半山发电有限公司2号装卸桥技改项目，小车和抓斗机构分别于2001年2～6月改造完毕先后投入运行，运行情况良好，至今没发生过故障。
    (1)硬件线路得到简化，主回路的接触器全部取消，提高了系统的性。
(2)变频器所具有的短路、欠压、过压、过流、缺相及电机过热等保护，有效地保护了电机的。
(3)由于使用了变频器的软启动、匀加减速及防电机反接功能，大大减少了对设备和机械结构的冲击，延长了设备、构件的使用寿命。
    (4)变频器的直接转矩(DTC)控制保证了抓斗机构不发生溜钩现象。
(5)变频器的速保护特性保抓斗机构不会发生速运行状态。
(6)变频器的力矩跟随功能使得开闭机构、升降机构钢丝绳的受力始终均匀，延长了钢丝绳的使用寿命。
(7)由于变频器内部建有自适应电机模型，从而实现了电机的控制，使得两台小车电机的运行保持高度同步。
(8)取消了原来用于调速的转子电阻，减少了系统的能耗。
(9)大大地减少了设备的维护工作量。