【正文】 線較多的情況下容易出現(xiàn)接線錯誤。專用運動控制器采用插接式連接，拆裝十分力便，且不會出現(xiàn)接線錯誤 而且相對于 plc，它的可靠性更高、抗震性更好、防護等級更高，適用于長期悲劣的工作環(huán)境。 2 基于 PLC 的掘進機電控系統(tǒng) 可編程控制器（ PLC）的概述 的發(fā)展過程和方向 PLC 的發(fā)展與計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等密切相關(guān)。這些高新技術(shù)的發(fā)展推動了 PLC 的發(fā)展，而 PLC 的發(fā)展又對這些高新技術(shù)提出了更高的要求，促進了它們的發(fā)展。伴隨著微處理器的出現(xiàn)和大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展和數(shù)字通信技術(shù)的不斷進步， PLC 取得了迅速的發(fā)展。其發(fā) 展過程大致可分為 3個階段。 1：早期的 PLC 作為繼電器控制系統(tǒng)的替代物，其主要功能只是執(zhí)行原先有繼電器完成的順序控制和定時 /計數(shù)控制等任務(wù)。 PLC 在硬件上以準(zhǔn)計算機的形式出現(xiàn)，在 I/O（ Input/Output）接口電路上做了改進，以適應(yīng)工業(yè)控制現(xiàn)場的要求。裝置中的器件主要采用分立元件和中小規(guī)模集成電路，存儲器采用磁芯存儲器，并采取了一定措施，以提高系統(tǒng)抗干擾能力。 2： 20 世紀 70 年代，微處理器的出現(xiàn)是 PLC 發(fā)生了巨大的變化。采用微處理器作為 PLC 的中央處理單元，使 PLC 的功能大大曾強。在軟件方面，除了原 有功能外，還增加了算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送和處理、通信、自診斷等功能。在硬件上增加了模擬量 I/O 、遠程 I/O 和各種特殊功能模塊，如高速計數(shù)模塊、 PID 模塊、定位控制模塊和通信模塊等。同時擴大了存儲器的容量和各類繼電器的數(shù)量，并提供一定數(shù)量的數(shù)據(jù)寄存器，進一步增強了 PLC 的功能。 3： 80 年代后期，隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器的價格大幅度下降，各種 PLC 采用的微處理器的性能普遍提高。為進一步提高PLC 的處理速度，生產(chǎn)廠家開發(fā)了專用芯片， PLC 的軟件和硬件功能發(fā)生了巨大變化，體積更小，成本更低， I/O模塊更豐富，處理速度更快，指令功能更強。經(jīng)過五十年的發(fā)展，它已經(jīng)成為了通用的自動化控制裝置，將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)、計算機技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體，具有控制功能強，可靠性高、使用靈活方便、易于擴展等優(yōu)點，其應(yīng)用越來越廣泛并逐步深入到各行各業(yè)中去。 現(xiàn)代 PLC 的發(fā)展有兩個主要趨勢：一是向體積更小、速度更快、功能更強和價格更低的微小型發(fā)面發(fā)展；二是向大型網(wǎng)絡(luò)化、高可靠性、良好的兼容性和多功能方面發(fā)展，趨向于當(dāng)前工業(yè)控制計算機的性能。 的組成和分類 從結(jié)構(gòu) PLC 可分為固定式和組合式 (模塊式 )兩種。固定式 PLC 包括 CPU板、 I/O 板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式 PLC 包括 CPU 模塊、 I/O 模塊、電源模塊、機架等，這些模塊可以按照一定順序組合配置成一個完整的 PLC。 PLC 系統(tǒng)由 4個主要單元： (CPU)。它是系統(tǒng)的核心，不斷的采集輸入信號，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出 . 。在 PLC 工作過程中，供給 PLC 穩(wěn)定可靠的電流，使其正常工作。 /監(jiān)視器。用來同 PLC 電路進行通信。手持終端、工業(yè)終端和PC 都可以作為編程器 /監(jiān)視器。在手 持終端，通過小鍵盤來進行輸入，顯示設(shè)備通常是液晶顯示器 (LCD)。 。通過 I/O 模塊將外界信號傳輸?shù)?PLC 內(nèi)部，經(jīng) PLC 處理后將命令輸出到外圍電路使其動作。 PLC 的特點 PLC 是在微處理器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型的控制器，是一種基于計算機技術(shù)、專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的電子控制裝置。它采用存儲器存儲用戶程序，通過數(shù)字或模擬的輸入 /輸出來完成一系列邏輯、順序、定時、技術(shù)、運算等功能，控制各種類型的機電一體化設(shè)備和生產(chǎn)過程。 PLC 把微型計算機技術(shù)和繼電器控制技術(shù)融合在一起，兼具計 算機的功能完備、靈活性強、通用性好以及繼電器接觸器控制系統(tǒng)的簡單易懂、維修方便的特點，主要體現(xiàn)在以下幾個方面： ，維修方便 PLC 的功能 經(jīng)過長期的工程實踐， PLC 上述特點越來越為廣大工程技術(shù)人員所認識和接受，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于石油、化工、機械、鋼鐵、交通、電力、輕工、礦山、水利、環(huán)保等各個領(lǐng)域，包括從單機自動化到工廠自動化，從機器人、柔性制造系統(tǒng)到工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)。從功能上來看， PLC 的應(yīng)用范圍大致包括以下幾個方面： 1：邏輯開關(guān)控制 這是 PLC 最基本的功能，也是最為廣泛的應(yīng)用。 PLC 具有與、或、非、異或和觸發(fā)器等邏輯運算功能。采用 PLC 可以很方便地實現(xiàn)對各種開關(guān)量的控制，用來取代繼電器控制系統(tǒng)，實現(xiàn)邏輯控制和順序控制。 PLC 既可以用于單機或多機控制，又可以用于自動化生產(chǎn)線的控制。 PLC 可根據(jù)操作按鈕、各種開關(guān)及現(xiàn)場其他輸入信號或檢測信號控制執(zhí)行機構(gòu)完成相應(yīng)的功能。 2：定時控制 PLC 具有定時控制功能，可為用戶提供幾十個甚至上千個定時器。時間設(shè)定值既可以由用戶在編程時設(shè)定，也可以由 操作人員在工業(yè)現(xiàn)場通過人 — 機對話裝置實時設(shè)定，實現(xiàn)具體的定時控制。 3：計數(shù)控制 PLC 具有計數(shù)控制功能，同樣可為用戶提供幾十個甚至上千個計數(shù)器。計數(shù)設(shè)定值的設(shè)定方式同定時器一樣。但計數(shù)器分為普通計數(shù)器、可逆計數(shù)器、高速計數(shù)器等類型，以完成不通用途的計數(shù)控制。一般計數(shù)器的技術(shù)頻率較低。如需對頻率較高的信號進行技術(shù)，則需要選用高速計數(shù)器模塊，其最高計數(shù)頻率可達 50KHz。也可選用選用具有內(nèi)部高速計數(shù)器的 PLC，目前的 PLC一般可以提供計數(shù)頻率達 10KHz 的內(nèi)部高速計數(shù)器。計數(shù)器的實際計數(shù)值也可以通過人機對話裝 置實時讀出或修改。 4：步進控制 PLC 具有步進（順序）控制功能。在新一代的 PLC 中，可以采用 IEC 規(guī)定的用于順序控制的標(biāo)準(zhǔn)化語言 — 順序功能圖編寫用戶程序，使 PLC 在實現(xiàn)按照事件或輸入狀態(tài)的順序控制相應(yīng)輸出的時候更加簡便。 5：模擬量處理與 PID 控制 PLC具有 A/D和 D/A轉(zhuǎn)換模塊，轉(zhuǎn)換的位數(shù)和精度可以根據(jù)用戶要求選擇，因此能進行模擬量處理與 PID 控制。 PLC 可以接模擬量輸入和輸出模擬量信號，模擬量一般為 4mA～ 20mA 的電流、 1V～ 5V 或 0V～ 10V 的電壓。為了既能完成對模擬量的 PID 控制，又不加重 PLC 的 CPU 負擔(dān)，一般選用專用的 PID控制模塊實現(xiàn) PID 控制。此外還具有溫度測量接口，可以直接連接各種熱電阻和熱電偶。 6：數(shù)據(jù)處理 PLC 具有數(shù)據(jù)處理能力?？梢赃M行算術(shù)運算、邏輯運算、數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)制轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)移位、數(shù)據(jù)顯示和打印、數(shù)據(jù)通信等功能，如加減乘除、乘方、開方、與或、異或、求反等操作。新一代的 PLC 還能進行三角函數(shù)運算和浮點運算。 7：通信和聯(lián)網(wǎng)功能 現(xiàn)在的 PLC 具有 RS232， RS485 或現(xiàn)場總線等通信接口，可進行遠程 I/O控制，可實現(xiàn)多臺 PLC 聯(lián)網(wǎng)和通信。外部設(shè)備與一臺或多臺 PLC 之間可實現(xiàn)程序和數(shù)據(jù)的傳輸。通信接口按標(biāo)準(zhǔn)的硬件借口和相應(yīng)的通信協(xié)議完成通信任務(wù)的處理。 8：實時通信和冗余互備功能 實時通信實現(xiàn)了總線網(wǎng)絡(luò)或以太網(wǎng)絡(luò)下 PLC系統(tǒng)對信息處理的實時要求，冗余互備功能則體現(xiàn)了一般工業(yè)現(xiàn)場的安全性與穩(wěn)定性的最基本要求。 9：故障自診斷功能 PLC 可以對系統(tǒng)配置、硬件設(shè)置、指令合法性、網(wǎng)絡(luò)通信的進行自診斷，發(fā)現(xiàn)異常情況報警并記錄顯示故障類型。如果故障較為嚴重， PLC 則會自動停止運行。 PLC 的故障自診斷功能大大提高了 PLC 系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。 10：人機界面功能 人機 界面功能提供操作者 以監(jiān)視機器 /過程工作必需的信息。允許操作者和 PC 系統(tǒng)與其應(yīng)用程序相互作用， 可以實時監(jiān)視系統(tǒng)工作狀態(tài)、報警類型等其他工作狀態(tài)參數(shù)指標(biāo)， 以便作決策和調(diào)整。 PLC 與繼電器控制系統(tǒng) PLC 是在傳統(tǒng)的繼電器邏輯控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，與 3C 技術(shù)（ Computer，Control， Communication）相結(jié)合而不斷發(fā)展完善起來的新型自動控制裝置。由 PLC 組成的自動控制系統(tǒng)和傳統(tǒng)繼電器接觸器控制系統(tǒng)主要不同點見表。 與繼電器控制系統(tǒng)的比較 比較內(nèi)容 繼電器接觸器系統(tǒng) 可編程控制器（ PLC）系 統(tǒng) 控制方式 采用硬件接線，利用繼電器觸點的串并聯(lián)或延時實現(xiàn)邏輯控制 采用存儲邏輯，將邏輯程序存儲在存儲器中，改變程序既可改變控制邏輯 控制速度 依靠機械觸點的動作實現(xiàn)控制，頻率低，一般為毫秒級，機械觸點有抖動現(xiàn)象 由程序控制半導(dǎo)體電路實現(xiàn)控制，速度快，一般為微秒級，無抖動現(xiàn)象 延時控制 靠時間繼電器滯后動作實現(xiàn)延時，繼電器精度低且易受環(huán)境影響，時間調(diào)整困難 由半導(dǎo)體集成電路作定時器，精度高，不受外界影響，時間易調(diào)整 可靠性 硬件接線多且復(fù)雜，可靠性低 用軟件取代了很多繼電器功能，接線少，可靠 性高 系統(tǒng)維護工作量 硬件復(fù)雜，觸點多，維護量大，故障率高，維修麻煩 系統(tǒng)簡單，維護量小，有故障記錄維修簡單 設(shè)計施工調(diào)試 必須按順序進行，周期長 施工可與程序設(shè)計同時進行，周期短 系統(tǒng)價格 使用繼電器接觸器，價格較低 使用大規(guī)模集成電路，價格較高 電氣設(shè)備參數(shù)及特征 表 PLC 與繼電器控制系統(tǒng)的比較 主要用途及適用范圍 掘進機電控設(shè)備安裝在 EBZ135 型雙電壓掘進機上，其隔爆型結(jié)構(gòu)適用有瓦斯及煤塵爆炸危險的礦井中。 使用工作條件； a) 海拔高度不超過 2020 米； b) 周圍環(huán)境溫度 5℃ ~+40℃； c) 周圍空氣相對濕度不大于 95％（＋ 25℃）； d) 能承受掘進機的振動，與水平安裝傾斜度不超過 15176。； e) 在有沼氣爆炸性混合物隧道或礦井中； f) 無破壞絕緣的氣體或蒸汽的環(huán)境中； g) 無長期連續(xù)滴水的地方； h) 污染等級 3 級； 技術(shù)參數(shù) 1 額定電壓 開關(guān)箱： 主回路： 1140V 或 660V 控制回路： AC220V、 AC120V、 AC24V、 DC24V、 DC12V、 DC5V 操作箱： DC12V 2 額定電流 3 額定頻率 50HZ 4 輸出分路數(shù) 4 路 5 額定功率 258KW 6 電機參數(shù)（見表 ） 名稱 型號 額定電壓（ V） 額定電流（ A） 額定功率（ KW） 備注 隔爆型三相異步電動機 YBU1354 1140/660 86/149 135 截割電機 隔爆型三相異步電動機 YBU75 1140/660 隔爆型三相異步電動機 BYD111608050 1140/660 隔爆型三相異步電動機 YBU37 1140/660 結(jié)構(gòu)特征 開關(guān)箱 開關(guān)箱符合 《爆炸性氣體環(huán)境用防爆電氣設(shè)備 通用要求》和 《爆炸性氣體環(huán)境用防爆電氣設(shè) 備 隔爆型電氣設(shè)備 d》的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，屬隔爆型電氣設(shè)備。其隔爆殼體是用鋼板焊制的兩個通過接線端子相互連接的獨立腔體。 開關(guān)箱位于掘進機本體的左后方， 掘進機的主要電器元件都安裝在此開關(guān)箱內(nèi)，開關(guān)箱的主腔和接線腔均為隔爆型結(jié)構(gòu)，接線腔和殼體上均設(shè)有接地螺栓。主腔內(nèi)配有主盤安裝板，主電路的電器原件基本上都安裝在該板上，主盤板占據(jù)了主腔大部分空間，其上裝有控制回路斷路器、交流真空接觸器、電流互感器、零序電流互感器以及漏電閉鎖檢測等元件。 EBZ135 掘進機電機參數(shù) . 操作箱 操作箱為本安型，供電電壓 DC12V，操作箱上裝有一塊 液晶顯示屏，顯示各電機的運行狀態(tài)、截割負荷、工作電壓、故障信息，具有故障鎖定功能和故障記憶查詢功能。操作箱上還有急停按鈕、復(fù)位按鈕、開機鍵和油泵、截割、二運、風(fēng)機開停按鍵等按鍵。按下急停按鈕所有電機將不能啟動。當(dāng)出現(xiàn)故障時須按下復(fù)位按鈕鍵復(fù)位然后才能啟動電機，該按鍵還具有第二功能，可以查詢故障記錄（升序查詢）和修改系統(tǒng)工作電壓（ 660/1140 選擇） 。按下開機鍵發(fā)出開機信號，同時電鈴鳴響，延時 2 秒電鈴自停，進入電機啟動畫面，該鍵還具有翻頁功能。啟動電機時首先啟動油泵，待油泵啟動正常后其他電機才能啟動。 按下截割按鍵，首先啟動預(yù)警，預(yù)警一定時間（時間長短可修改）后才啟動截割電機。 電控系統(tǒng)組成 掘進機電控設(shè)備主要是由礦用隔爆兼本質(zhì)安全型開關(guān)箱 KXJ4258(21203)/1140(660)E(以下簡稱開關(guān)箱 )和礦用本質(zhì)安全型操作箱 CX44/12E(以下簡稱操作箱 )兩部分組成， 和 BAL136/127150 礦用隔爆電鈴； DGY35/24B隔爆型照明燈； BZA110/