【正文】 司的一體化控制器OCS形成對(duì)人機(jī)界面的開發(fā)，編程簡(jiǎn)單，畫面清晰明了，適用于煤礦的生產(chǎn)環(huán)境。目前數(shù)據(jù)通信的方式多種多樣，根據(jù)其各自的特點(diǎn)，適應(yīng)的場(chǎng)合各有不同。,閘盤的偏擺量過(guò)大和閘瓦間隙不均勻直接影響到制動(dòng)器的可靠性,使閘瓦與閘盤不能很好地貼合,造成制動(dòng)力降低，閘盤的偏擺會(huì)導(dǎo)致閘瓦快速磨損。該位移傳感器的檢測(cè)范圍：～；測(cè)量油壓可采用壓力變送器在閘的進(jìn)油口安裝，其測(cè)量的范圍：～10MPa。盤形制動(dòng)器松閘的動(dòng)力來(lái)源是高壓油。當(dāng)壓力油進(jìn)入油缸3時(shí)，活塞4在油壓推動(dòng)下帶動(dòng)筒體閘瓦1移動(dòng)，壓縮筒體6內(nèi)的一組盤型彈簧2，使閘瓦離開制動(dòng)盤8，成松閘狀態(tài)。油壓盤閘制動(dòng)是制動(dòng)力矩的產(chǎn)生和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。因此，對(duì)提升絞車運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是安全保護(hù)的有效措施之一，這也是研制本系統(tǒng)的主要目的。盤型閘安全的另一個(gè)重要指標(biāo)就是閘制動(dòng)油壓，如果制動(dòng)油壓偏低、不穩(wěn)，就會(huì)造成松閘不徹底，影響機(jī)械壽命，甚至可能發(fā)生斷繩事故。目前的閘間隙監(jiān)測(cè)儀一般通過(guò)兩種技術(shù)開發(fā)，一種是用PLC控制，另一種用單片機(jī)檢測(cè)。不能在油壓超壓時(shí)報(bào)警。但是盤式制動(dòng)器閘瓦的有效行程短，～，否則貼閘正壓力會(huì)迅速下降，甚至失去制動(dòng)力。國(guó)產(chǎn)提升機(jī)制動(dòng)裝置是由盤式制動(dòng)器和液壓站組成，簡(jiǎn)稱油壓盤制動(dòng)裝置。所以提升機(jī)閘瓦間隙實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，必須具有聲光報(bào)警功能的安全可靠、并且保護(hù)精度高的特點(diǎn)。為了工作安全，消除隱患，設(shè)計(jì)一套比較完備的絞車盤型閘安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是重要的也是十分必要的。第四百二十七條規(guī)定：提升裝置必須裝設(shè)過(guò)負(fù)荷和欠電壓保護(hù)裝置和閘間隙保護(hù)裝置，當(dāng)閘間隙超過(guò)規(guī)定時(shí)，能自動(dòng)報(bào)警或自動(dòng)斷電。在煤礦，提升絞車被稱為“四大件”之一，是煤炭生產(chǎn)的咽喉也是煤礦安全的一個(gè)重要因素；而盤行閘是提升機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)的各種保護(hù)的最終作用者，可以保證提升機(jī)實(shí)現(xiàn)正常的減速停車從而保證提升機(jī)安全運(yùn)行，也可以在各種緊急的情況下執(zhí)行緊急制動(dòng)安全停車的緊急手段。所以盤行閘能否安全正常運(yùn)行直接關(guān)系到生產(chǎn)成本、生產(chǎn)產(chǎn)量、生產(chǎn)安全和職工的安全。第四百三十一條規(guī)定：保險(xiǎn)閘或保險(xiǎn)閘第一級(jí)由保護(hù)回路斷電時(shí)起至閘瓦接觸到閘輪上的空動(dòng)時(shí)間；；盤式制動(dòng)閘的閘瓦與制動(dòng)盤之間的間隙應(yīng)不大于2mm；保險(xiǎn)閘施閘時(shí)，杠桿和閘瓦不得發(fā)生顯著地彈性擺動(dòng)。閘瓦間隙是保證提升機(jī)制動(dòng)安全的重要因素，閘瓦間隙過(guò)大會(huì)使制動(dòng)力減小，將不能及時(shí)停車或可靠地靜止，會(huì)造成事故；若閘瓦間隙過(guò)小，制動(dòng)力矩就會(huì)過(guò)大，則將導(dǎo)致過(guò)大的緊急制動(dòng)減速度，一方面使設(shè)備產(chǎn)生過(guò)大的制動(dòng)載荷，另一方面也會(huì)對(duì)被提人員造成傷害，所以閘瓦間隙安全隱患是不容忽視的，它是關(guān)系到制動(dòng)系統(tǒng)能否安全、可靠、及時(shí)動(dòng)作的重要因素。這樣可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障苗頭，使問(wèn)題能夠及時(shí)得到解決，使提升機(jī)安全和可靠的運(yùn)行。其作用是：。傳統(tǒng)的檢測(cè)盤式制動(dòng)閘的閘瓦與制動(dòng)盤之間的間隙的方法是采用限位開關(guān)的方式，即在2mm地方用一個(gè)觸點(diǎn)，閘瓦張開到和觸點(diǎn)導(dǎo)通時(shí)實(shí)現(xiàn)斷電。當(dāng)油壓升到正常值時(shí)，某個(gè)閘瓦因某種原因打不開（閘間隙﹤）不能報(bào)警而產(chǎn)生摩擦發(fā)熱而造成的燒閘事故。前者是將電磁感應(yīng)探頭埋于閘盤之中，閘盤距離探頭的遠(yuǎn)近會(huì)使得感應(yīng)電流的變化，通過(guò)送入閘控PLC的電流信號(hào)確定閘間隙。然而，在煤礦上通常僅僅通過(guò)油壓表測(cè)量，一旦出現(xiàn)油壓不正?，F(xiàn)象，也不能及時(shí)報(bào)警，存在很大的安全隱患。通過(guò)對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓系統(tǒng)的狀態(tài)識(shí)別和故障診斷，通過(guò)對(duì)盤型閘動(dòng)態(tài)工作間隙的測(cè)量，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)閘瓦磨損程度、碟形彈簧疲勞失效或斷裂的故障識(shí)別和診斷，從而確定是否滿足煤礦安全規(guī)程的要求。：油壓盤閘成對(duì)安裝在滾筒制動(dòng)盤兩邊支座9上，其對(duì)制動(dòng)盤8產(chǎn)生的正壓力雖然沿軸向，但因大小相等、方向相反而平衡。當(dāng)需要制動(dòng)時(shí)，使油缸內(nèi)的油壓降低，盤型彈簧力圖恢復(fù)其壓縮變形，便推動(dòng)筒體6和閘瓦并帶動(dòng)活塞一起移動(dòng)，使閘瓦壓向制動(dòng)盤，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。此課題研究三個(gè)方面的重要問(wèn)題：一是不同類型模擬信號(hào)的采集與傳輸，二是模擬量接收監(jiān)控與處理，三是檢測(cè)界面的設(shè)計(jì)開發(fā)。通過(guò)對(duì)以上幾種模擬量的測(cè)量：，如果閘間隙過(guò)大會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)力矩增大，而制動(dòng)力減小，閘的空動(dòng)時(shí)間增大，閘瓦的工作性能下降。制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生較大沖擊振動(dòng),尤其是軸向沖擊振動(dòng),影響安全生產(chǎn)和設(shè)備壽命。如何在滿足要求的基礎(chǔ)上，選擇一種可靠、方便且成本較低的通信方式是要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。該界面能夠全面、直觀的反映各項(xiàng)數(shù)據(jù)，并且操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。第三種方案 在盤型閘附近放置能夠?qū)崟r(shí)顯示各項(xiàng)數(shù)據(jù)控制器，控制器本身可以實(shí)時(shí)的顯示數(shù)據(jù)，不受計(jì)算機(jī)的控制，能夠獨(dú)立的工作。該方案的主要部分在于盤型閘附近的控制器，而與絞車房?jī)?nèi)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊只是其輔助的功能。其輸出線性良好，靈敏度高，完全能夠滿足精度要求，傳輸距離較遠(yuǎn)。但是，在實(shí)際應(yīng)用中，傳統(tǒng)的傳感器線性標(biāo)定比較麻煩，在01mm位移范圍內(nèi)測(cè)不出來(lái)(即傳感器的盲區(qū))，并且該傳感器輸出為電壓信號(hào)，傳輸距離有限。抗腐蝕的陶瓷壓力傳感器沒(méi)有液體的傳遞作用，被測(cè)介質(zhì)直接作用在測(cè)量膜片上，故測(cè)量壓力比較穩(wěn)定。 采集模擬量模塊選擇由于傳感器輸出的形式為電流或者電壓的形式，所以采集模塊輸入信號(hào)的形式必須為電流或電壓的形式?？紤]到采集模塊的精度和可靠性，模擬量采集模塊還應(yīng)當(dāng)具有濾波電路、輸入接口電路和RS485接口電路。并行通信雖然在一次傳輸中傳輸8個(gè)位，但是因?yàn)閿?shù)據(jù)電壓傳送的過(guò)程中，容易因?yàn)榫€路的因素而使得電壓基準(zhǔn)位發(fā)生變化(最常見的是電壓衰減問(wèn)題，以及信號(hào)間的相互干擾問(wèn)題)因而使得傳輸?shù)脭?shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤，如果傳輸線比較長(zhǎng)的話，電壓衰減效應(yīng)及信號(hào)間的干擾問(wèn)題會(huì)更加明顯，數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤也就會(huì)常常發(fā)生。 RS232接口標(biāo)準(zhǔn)抗噪聲干擾性比較弱，傳輸距離有限，最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為50米，實(shí)際上也只能用在10米左右，而且它只允許一對(duì)一通信，因此，從傳輸距離和傳輸節(jié)點(diǎn)來(lái)看該標(biāo)準(zhǔn)顯然不適合本套系統(tǒng)。RS422接口不能直接用于三點(diǎn)以上的直接互連，當(dāng)然不能直接用總線連接，因此不可用于總線網(wǎng)。CAN協(xié)議的一個(gè)最大特點(diǎn)是廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼，而代之以對(duì)通信數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼。 雖然，CAN總線和RS485總線相比，有先進(jìn)的多主網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、通訊距離遠(yuǎn)(可達(dá)10km)、可靠性高、系統(tǒng)容量大等優(yōu)點(diǎn)?？梢?，RS485通信在硬件成本和開發(fā)難度方面都比CAN總線具有優(yōu)勢(shì)，因此，該通信方式將是本套系統(tǒng)中最佳選擇。系統(tǒng)的通信過(guò)程在主設(shè)備的控制下進(jìn)行。但在實(shí)際中均采用雙絞線，效果良好。當(dāng)傳送一個(gè)數(shù)據(jù)包時(shí)，通信規(guī)程由用戶根據(jù)實(shí)際的情況和需要自行定義。通信協(xié)議采用ModbusRTU通訊協(xié)議。MODBUS協(xié)議只允許在主機(jī)（PC，PLC等）和終端設(shè)備之間通訊，而不允許獨(dú)立的終端設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換，這樣各終端設(shè)備不會(huì)在它們初始化時(shí)占據(jù)通訊線路，而僅限于響應(yīng)到達(dá)本機(jī)的查詢信號(hào)。數(shù)據(jù)段必須包含要告之從設(shè)備的信息：從何寄存器開始讀及要讀的寄存器數(shù)量。如果有錯(cuò)誤發(fā)生，功能代碼將被修改以用于指出回應(yīng)消息是錯(cuò)誤的，同時(shí)數(shù)據(jù)段包含了描述此錯(cuò)誤信息的代碼。協(xié)議：當(dāng)數(shù)據(jù)幀到達(dá)終端設(shè)備時(shí)，它通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的“端口”進(jìn)入被尋址到的設(shè)備，該設(shè)備去掉數(shù)據(jù)幀的“信封”（數(shù)據(jù)頭），讀取數(shù)據(jù)，如果沒(méi)有錯(cuò)誤，就執(zhí)行數(shù)據(jù)所請(qǐng)求的任務(wù)，然后，它將自己生成的數(shù)據(jù)加入到取得的“信封”中，把數(shù)據(jù)幀返回給發(fā)送者。這些位標(biāo)明了用戶指定的終端設(shè)備的地址，該設(shè)備將接收來(lái)自與之相連的主機(jī)數(shù)據(jù)。下表列出了該系列儀表用到的功能碼，以及它們的意義和功能。錯(cuò)誤校驗(yàn)域：該域允許主機(jī)和終端檢查傳輸過(guò)程中的錯(cuò)誤。CRC運(yùn)算時(shí)，首先將一個(gè)16位的寄存器預(yù)置為全1，然后連續(xù)把數(shù)據(jù)幀中的每個(gè)字節(jié)中的8位與該寄存器的當(dāng)前值進(jìn)行運(yùn)算，僅僅每個(gè)字節(jié)的8個(gè)數(shù)據(jù)位參與生成CRC，起始位和終止位以及可能使用的奇偶位都不影響CRC。，結(jié)果存回CRC寄存器。這樣處理完了一個(gè)完整的八位。通訊應(yīng)用格式詳解：所舉實(shí)例將使用如圖所示的格式（數(shù)字為16進(jìn)制）。LED顯示與LCD顯示相比，LED在亮度、可視角度和刷新速率等方面，都更具優(yōu)勢(shì)。下位機(jī)應(yīng)當(dāng)具有簡(jiǎn)單的人機(jī)界面編輯功能，將數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)就地顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能集為一身。與系統(tǒng)下位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，由于下位機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示和聲光報(bào)警功能。Envision FX是基于WINDOWS的應(yīng)用軟件，它使您方便地實(shí)現(xiàn)在PC與XL﹑NX和QX系列OCS之間的文件傳輸。2. 對(duì)本地或遠(yuǎn)程文件進(jìn)行復(fù)制﹑移動(dòng)或重命名等操作?？蓚魉团浞綌?shù)據(jù)﹑歷史記錄﹑屏幕抓圖或其它數(shù)據(jù)。外圍配備有傳感器信號(hào)采集模塊、保護(hù)輸出電路和供電回路。盤行閘的動(dòng)態(tài)工作閘間隙通過(guò)位移傳感器把間隙值轉(zhuǎn)化為0～20MA的電流信號(hào)，盤行閘的貼閘油壓是通過(guò)油壓傳感器轉(zhuǎn)化為4～20mA的電流信號(hào)，壓力傳感器將壓力轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)。如果采集到的數(shù)據(jù)值超出規(guī)定上下限值時(shí)，控制器就會(huì)觸發(fā)聲光報(bào)警電路，以提醒工作人員采取相應(yīng)的措施或是觸發(fā)自動(dòng)保護(hù)程序，起到自動(dòng)報(bào)警保護(hù)的功能。與其功能相對(duì)應(yīng)，下位機(jī)的硬件組成主要包括以下幾部分:傳感器測(cè)量電路，模擬量采集傳輸電路，控制器，上位機(jī)通信電路，電源電路。固體材料中的載流子在外加磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，因?yàn)槭艿铰鍋銎澚Φ淖饔枚管壽E發(fā)生偏移，并在材料兩側(cè)產(chǎn)生電荷積累，形成垂直于電流方向的電場(chǎng)，最終使載流子受到的洛侖茲力與電場(chǎng)斥力相平衡，從而在兩側(cè)建立起一個(gè)穩(wěn)定的電勢(shì)差即霍爾電壓。為使磁隙中的磁場(chǎng)得到較好的線性分布，在磁極端面裝有特殊形式的極靴。當(dāng)霍爾元件通以恒定電流時(shí)，在其垂直于磁場(chǎng)和電流的方向上就有霍爾電勢(shì)輸出。 位移傳感器外形構(gòu)造對(duì)于半導(dǎo)體和鐵磁金屬，采用的位移傳感器的工作原理如下。彈簧9的前端安裝在測(cè)量桿5與銅內(nèi)套3形成的環(huán)狀空間里，后端頂著后端蓋1，使指測(cè)量桿5具有自復(fù)位功能。 位移傳感器結(jié)構(gòu)圖 通過(guò)測(cè)量桿在彈簧的作用下緊頂著閘瓦座，隨著閘瓦座一起移動(dòng)，測(cè)量桿后端的內(nèi)腔里設(shè)有磁鋼，磁鋼就隨著測(cè)量桿一起移動(dòng)。陶瓷壓力傳感器具有卓越的抗腐蝕性、高穩(wěn)定性和高精度。壓敏電阻被印刷在陶瓷膜片的背面連接成惠斯登電橋。電路的差模放大主要由OP071完成，OP072用來(lái)防止運(yùn)放的反饋電路流入傳感器的負(fù)端。其作用相當(dāng)于PLC的模擬量擴(kuò)展模塊。 輸入接口電路輸入的模擬量經(jīng)過(guò)PGA電路、濾波電路、16位A/D轉(zhuǎn)換電路，最后送入微控制器轉(zhuǎn)換成RS485傳輸數(shù)據(jù)，通過(guò)隔離通訊電路接到RS485接口。這要求采用連續(xù)增益級(jí)在進(jìn)行任何實(shí)際的數(shù)字處理之前增大這些信號(hào),PGA能滿足這種要求。雖然,使感器/變送器是基于不同的物理原理,但大多數(shù)產(chǎn)品是以電壓作為輸出。需要PGA來(lái)匹配這種寬傳感器/變送器輸出范圍到末門的ADC輸入范圍。PGA緩沖來(lái)自等級(jí)（通常是多路轉(zhuǎn)換器）ADC的輸入,防止多路轉(zhuǎn)換器導(dǎo)通電阻所引起的加載。常用的濾波電有無(wú)源濾波和有源濾波兩大類。脈動(dòng)系數(shù)(S)=輸出電壓交流分量的基波最大值/輸出電壓的直流分量。而數(shù)字地和模擬地、通常共地。 第三類是控制信號(hào)類。HBEN輸入用來(lái)控制從總線讀出的數(shù)據(jù)是轉(zhuǎn)換結(jié)果的高字節(jié)還是低字節(jié)。MAX1166的轉(zhuǎn)換控制時(shí)序 ：MAX1166的一次轉(zhuǎn)換過(guò)程可分為三個(gè)階段,即轉(zhuǎn)換準(zhǔn)備階段、模數(shù)轉(zhuǎn)換階段和轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出階段。轉(zhuǎn)換過(guò)程中,腳為高電平,并在經(jīng)過(guò)約5μｓ轉(zhuǎn)換完成后,腳電平變低以指示轉(zhuǎn)換完成。而當(dāng)輸出為低電平時(shí),表明數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換已經(jīng)結(jié)束,此時(shí)可以讀取數(shù)據(jù)。 采集模塊的RS485接口電路 RS485接口采用光電隔離，使得信號(hào)單向傳輸，輸入端與輸出端完全實(shí)現(xiàn)了電氣隔離，輸出信號(hào)對(duì)輸入端無(wú)影響，抗干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定，無(wú)觸點(diǎn)，使用壽命長(zhǎng)，傳輸效率高。它能測(cè)量交流或直流0～250V電壓或者電流信號(hào)0～200mA的真有效值。其管腳SLT用于為協(xié)議選擇端，接地時(shí)為二進(jìn)制協(xié)議，不接地時(shí)為L(zhǎng)C02協(xié)議，傳輸協(xié)議都為Modbus協(xié)議。其輸出為總線RS485方式。量程可選為：1mA,10mA,20mA,100mA,200mA。過(guò)載能力：；過(guò)載 2倍量程輸入1s不損壞。15KV ESD保護(hù)協(xié)議：雙協(xié)議ASCII碼協(xié)議與十六進(jìn)制LC02協(xié)議，由SLT接地選擇。模塊電源: +8～30V DC。相對(duì)濕度：5%～95%不結(jié)露。模塊地址與波特率修改后，其值存于EEPROM中。0003UIN0第 0 通道測(cè)量值0004UIN1第 1 通道測(cè)量值0005UIN2第 2 通道測(cè)量值0006UIN3第 3 通道測(cè)量值0007UIN4第 4 通道測(cè)量值0008UIN5第 5 通道測(cè)量值0009UIN6第 6 通道測(cè)量值000AUIN7第 7 通道測(cè)量值000BUIN8第 8 通道測(cè)量值000CUIN9第 9 通道測(cè)量值000DUIN10第 10 通道測(cè)量值000EUIN11第 11 通道測(cè)量值 對(duì)應(yīng)的地址存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)類型RS485網(wǎng)絡(luò): 最多可得64個(gè)EDA系列模塊掛于同一485總線上，但通過(guò)采用RS485中繼器，可將多達(dá)256個(gè)模塊連接到同一網(wǎng)絡(luò)上，最大通信距離達(dá)1200m，主計(jì)算機(jī)通過(guò)EDA485（RS232/RS485）轉(zhuǎn)換器用一個(gè)COM通訊口連接到485網(wǎng)絡(luò)。數(shù)據(jù)采集指令集中有一帶校驗(yàn)核的響應(yīng)，可保證通訊數(shù)據(jù)的正確性。由于位移傳感器、壓力傳感器和控制器均采用24VDC,所以可以采用一個(gè)24VDC電源模塊即可?？删幊倘藱C(jī)界面控制器（OCS）主要特點(diǎn)是將人機(jī)界面，PLC 控制器，I/O 及絡(luò)集為一體，PLC與屏分體，連接復(fù)雜的問(wèn)題，同時(shí)也減少了通訊故障點(diǎn)并節(jié)省了安裝空間，方便了安裝。支持多種通訊方式：串口通訊，每款 OCS 都 會(huì)內(nèi)置 2－3個(gè)串口，支持 RS232/RS485,標(biāo)準(zhǔn) Modbus 主/從協(xié)議，只需簡(jiǎn)單配置便可與 Modbus設(shè)備通訊，也可支持自由口編程通訊；標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)通訊；GPRS/GCM 通訊；無(wú)線通訊；電話調(diào)制解調(diào)器通訊；還支持多種總線連接：CANopen，CsCAN，DeviceNet，Profibus，Interbus，SAE J1939。其設(shè)計(jì)思想為按照數(shù)據(jù)傳輸方向順序設(shè)計(jì)程序，模擬量采集模塊循環(huán)采集24路閘瓦間隙值、2路閘盤偏擺