【正文】 ：通過減速機(jī)上的調(diào)速開關(guān)，將馬達(dá)的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，以達(dá)到調(diào)節(jié)猴車運(yùn)行速度的目的。 （ 2） PLC：根據(jù)系統(tǒng)輸入輸出開關(guān)電位數(shù)量，并秉承物美價(jià)廉的原則進(jìn)行選擇、確定型號(hào)。 （ 6）另有 A/D 轉(zhuǎn)換元件的選擇，則從 PLC 的選擇中來連帶考慮該元件的選型。其次綜合本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)需要，選擇了松下公司的 FP1C72 型號(hào) PLC 作為控制核心。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算 ,順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入 /輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程 .PLC 是可編程邏輯電路，也是一種和硬件結(jié)合很緊密的語言，在半導(dǎo)體方面有很重要的應(yīng)用，可以說有半導(dǎo)體的地方就有 PLC。 PLC 及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。 處理模擬量； 178。 追求軟、硬件標(biāo)準(zhǔn)化。 驅(qū)動(dòng)裝置的選型 電機(jī)的選擇 （ 1）計(jì)算說明 已知參數(shù)： 巷道斜長： L=500m 巷道坡度： α =15176。 設(shè)吊椅間距為： ? 1＝ 12m。 。 其大小分別為 ? 1=， ? 2=， ? 3 =， ? 4 =， ? 5 =， ? 6 =。 ① 全壓直接啟動(dòng)：優(yōu)點(diǎn)是操縱控制方便，維護(hù)簡單，而且比較經(jīng)濟(jì)。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 ③ YΔ 起動(dòng)：適用于無載或者輕載起動(dòng)的場合。另外電網(wǎng)的波動(dòng)也會(huì)影響可控硅元件的導(dǎo)通，特別是同一電網(wǎng)中有多臺(tái)可控硅設(shè)備時(shí)。 根據(jù)上述情況本文選擇自耦減壓啟動(dòng)方式，這種啟動(dòng)方式主要用于較大容量的電動(dòng)機(jī)，以減小啟動(dòng)電流對電網(wǎng)的影響。 圖 主電路圖 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 制動(dòng)器的選擇 （ 1）制動(dòng)器的選型原則： ① 考慮輸送機(jī)的工作重要性，當(dāng)輸送機(jī)工作場所十分重要時(shí)，如主運(yùn)輸輸送機(jī)，應(yīng)重點(diǎn)考慮可靠性配置，才采用液粘制動(dòng)加 盤閘制動(dòng)器，實(shí)現(xiàn)雙保險(xiǎn)。 ⑤ 考慮輸送機(jī)經(jīng)濟(jì)性，性能要求越好，投資價(jià)格越高。制動(dòng)閘塊選用在制動(dòng)時(shí)不會(huì)引起爆炸和燃燒的材料制成，其材料性能符合 MT113 的規(guī)定、參數(shù)如下： 電力液壓塊式制動(dòng)器型號(hào)： BYWZ3B160/25 防爆電液推動(dòng)器： YT125ZB/4 制動(dòng)力矩： 下圖 為 YWZ3 系列電力液壓塊式制動(dòng)器外形圖。 （ 2）工作原理當(dāng)推動(dòng)器通電時(shí)，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸及轉(zhuǎn)軸上的葉輪旋轉(zhuǎn)，在活塞內(nèi)產(chǎn)生壓力，使固定在活塞的推桿迅速上升，推動(dòng)連接杠桿壓縮主彈簧使制動(dòng)瓦張開，機(jī)構(gòu)得以運(yùn)動(dòng)。 減速同時(shí)降低了負(fù)載的慣量，慣量的減少為減速比的平方。一組帶錐度的行星摩擦輪內(nèi)側(cè)被夾在主動(dòng)傳輸線和壓盤之間，外側(cè)夾在帶錐度的固定環(huán)和調(diào)速凸輪之間組成福摩擦。 ② 變速范圍大：變速比均為 1:5，及輸出轉(zhuǎn)速可在 1:45 至 1: 之間任意變化。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 ⑥ 組合能力強(qiáng)：本機(jī)可與各種類型減速機(jī)組合，實(shí)現(xiàn)低轉(zhuǎn)速、大扭矩的變速效果。m ～ 2062N178。 氣體傳感器的選型 一氧化碳傳感器的選型 煤礦中 CO 氣體最高濃度為 %，當(dāng) CO 傳感情檢測到其濃度不低于這個(gè)值時(shí)，傳感器就輸出一個(gè)模擬 信號(hào)，通過 A/D 轉(zhuǎn)換單元將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再經(jīng) PLC 控制猴車系統(tǒng)。傳感器能在具有瓦斯、煤塵爆炸的礦井內(nèi)，對煤層自燃發(fā)火、機(jī)電設(shè)備、運(yùn)輸膠帶事故等多種因數(shù)可能引發(fā)火災(zāi)和爆炸事故進(jìn)行早期的預(yù)測和預(yù)報(bào)。 （ 1）產(chǎn)品介紹主要用于監(jiān)測煤礦井下環(huán)境氣體中的瓦斯?jié)舛?，采用國際最新（ NDIR） 非色散紅外探測技術(shù)研制而成的新一代測量儀表， 是煤礦預(yù)防瓦斯突出和瓦斯爆炸的更新?lián)Q代產(chǎn)品。在工作過程中由于采用光學(xué)測量并不消耗甲烷，無大功率器件，所以 不存在受高瓦斯沖擊損壞的現(xiàn)象（根據(jù)需要量程可任意擴(kuò)展），測量不受風(fēng)速影響，性能穩(wěn)定調(diào)校周期最低一個(gè)月，黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 響應(yīng)時(shí)間也遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于催化原理傳感器。 FP1 A/D 轉(zhuǎn)換單元的技術(shù)參數(shù)如下表 所示。 A/D 單元的每個(gè)通道有 4 個(gè)接線端： V、I、 C 和 FG。 ② A/D 轉(zhuǎn)換單元的接線方法： 電壓輸入方式的界限圖如圖 所示。信號(hào)有 I 和 C 兩端輸入，將電壓輸入 V 和電流輸入 I端子連接在一起，屏蔽外殼接 FG 端。所以在本設(shè)計(jì)中選擇一氧化碳傳感器和甲烷傳感器輸出信號(hào)為電流信號(hào)，測量范圍分別為 4~20mA。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 PLC 電氣控制線路 （ 1）數(shù)碼管顯示接線圖，如下圖（ ）所示。 圖 PLC 外圍接線圖 PLC 控制 I/O 分配 PLC 硬件配置確定后，對應(yīng) I/O 點(diǎn)進(jìn)行分配，確定外部輸入輸出元件與 PLC 的黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 I/O 點(diǎn)的連接關(guān)系，完成 I/O 點(diǎn)地址定義表。 表 程序中使用到 PLC 機(jī)器內(nèi)的器件及功能 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 器件地址 功能 器件地址 功能 T0 預(yù)警時(shí)間定時(shí)器 RA 過擺保護(hù)開關(guān)位置顯示數(shù)碼管顯示信號(hào) T4 電機(jī)啟動(dòng)時(shí)間定時(shí)器 RB T2 MP3開始播放時(shí)間定時(shí)器 RC T3 制動(dòng)器報(bào)閘時(shí)間定時(shí)器 RD R0 緊急停車保護(hù)信號(hào) RE R1 過擺保護(hù)停車信號(hào) RF R2 CO 濃度偏高停車信號(hào) DT0 CO A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)值存儲(chǔ)區(qū) R3 CH4濃度偏高停車信號(hào) DT1 CH4 A/D 轉(zhuǎn)換數(shù)值存儲(chǔ)區(qū) R4 緊急停車保護(hù)開關(guān)位置顯示數(shù)碼管顯示信號(hào) R5 R6 R7 R8 R9 本章小結(jié) 本章主要對系統(tǒng)的硬件進(jìn)行選型和設(shè)計(jì)，其中包含電動(dòng) 機(jī)、減速機(jī)、制動(dòng)器、 PLC、傳感器、 A/D 轉(zhuǎn)換單元等器件的型號(hào)選擇以及 PLC 控制電路外部接線圖的設(shè)計(jì)與 分配 說明。如果在井上（井下）所有礦工都已上車并在不過載的情況下時(shí)，控制臺(tái)操作人員調(diào)節(jié)減速機(jī)調(diào)速開關(guān)，使電機(jī)加速運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到節(jié)能、減少乘坐時(shí)間的目的；若有乘車者下車，調(diào)節(jié)減速機(jī)調(diào)速開關(guān)，使電機(jī)減速運(yùn)轉(zhuǎn)。 控制系統(tǒng)程序梯形圖設(shè)計(jì) 根據(jù)本設(shè)計(jì)要求和系統(tǒng)流程圖的設(shè)計(jì)，控制 系統(tǒng)程序 分段 設(shè)計(jì)如下。如下圖 ，即為迎合此要求而進(jìn)行的設(shè)計(jì)。 圖 氣體傳感器控制程序 圖 所示程序?yàn)闅怏w傳感器 通過 A/D 轉(zhuǎn)換單元 把 模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，從而在氣體濃度超標(biāo)時(shí)，即電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行， 起到 保護(hù)工人 生命安全的作用 。 同理，當(dāng) X7 接通時(shí)，輸出 YA、 YB接通即數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)值為 1； 當(dāng) X9 接通時(shí)，輸出 Y YA、 YB、 YC、 YF 接通 即輸出值為 3； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 圖 數(shù)碼管控制程序 當(dāng) XA 接通時(shí)，輸出 YA、 YB、 YE、 YF接通即輸出值為 4； 當(dāng) XB 接通時(shí)，輸出 Y YB、 YC、 YE、 YF 接通即輸出值為 5； 當(dāng) XC 接通時(shí)，輸出 Y YB、 YC、 YD、 YE、 YF 接通即輸出值為 6。例如在煤 礦索道比較長的情況下，若工人靠步行上井和下井，則這就需要花費(fèi)一段比較長的時(shí)間。 它以 PLC為核心進(jìn)行設(shè)計(jì)，它借助 PLC 強(qiáng)大而靈活的控制功能和智能 A/D 轉(zhuǎn)換單元，實(shí)現(xiàn)了猴車安全、高效 運(yùn)行的要求；并且 如 在 使用 過程中發(fā)現(xiàn)問題，還可以根據(jù)需 要 靈活操作 重新編程。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 參考文獻(xiàn) [1] 周四六 .機(jī)電控制基礎(chǔ) [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 , [2] 袁任關(guān) .實(shí)用電動(dòng)機(jī)控制電路 150 例 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ,2020. 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[20] Jeffrey 4:AC/DC Motors,Controls,and Maintenance [M].Delmar Cengage Learning,2020,2. 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 致 謝 時(shí)光如水 ， 歲月如梭， 大學(xué)時(shí)光即將結(jié)束，四年的知識(shí)智慧凝結(jié)成了這 篇設(shè)計(jì)。在整個(gè)設(shè)計(jì)的進(jìn)行當(dāng)中， 齊 老師始終給予我悉心的關(guān)懷和指導(dǎo)，并提出大量寶貴的意見，將使我受益終生。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 33 附錄 ： 程序梯形圖 。另 外，在設(shè)計(jì)的過程中還得到了教研室其他老師 的許多幫助，在此一并 感謝。 首先要感謝我的指導(dǎo)老師 齊建家 ，本次設(shè)計(jì)是在 齊 老師的悉心指導(dǎo)下完成的。 在設(shè)計(jì)過程中，由于個(gè)人能力的限制，系統(tǒng)還存在不完善的地方，需要進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化， 如座椅過擺保護(hù)開關(guān)有待于進(jìn)一步提高。另外在全線 路上設(shè)有傳感器等一些保護(hù)系統(tǒng)，如與意外情況， 系統(tǒng)緊急 停車， 使整個(gè)系統(tǒng)斷電，制動(dòng)器同時(shí)報(bào)閘制動(dòng)，使系統(tǒng)更加安全可靠。 本章小結(jié) 本章主要對 本系統(tǒng) 進(jìn)行軟件流程圖的設(shè)計(jì)和程序的編寫 ，并對程序梯形圖的各個(gè)環(huán)節(jié)作以大概的簡介 ，詳細(xì)梯形圖 見附錄 。當(dāng)開關(guān) X8 接通時(shí)，輸出 Y YA、 YC、 YD、 YF 接通即數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)值為 2。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 圖 停車開關(guān)、過擺開關(guān)控制程序 圖 系統(tǒng)報(bào)警裝置控制程序 系統(tǒng)中裝有報(bào)警信號(hào)，即會(huì)在危險(xiǎn)情況下鳴響警報(bào)，提醒工人危險(xiǎn)和終止電機(jī)的運(yùn)行，圖 中的程序段就是在保證危險(xiǎn)情況發(fā)生時(shí)，電機(jī)運(yùn)行的同時(shí)報(bào)警警報(bào)鳴響。 圖 電機(jī)減壓啟動(dòng)控制程序 電機(jī)運(yùn)行因啟動(dòng)電壓較大，故采用減壓 啟動(dòng) 的方式，上式圖 正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)按鈕后電機(jī)的一段時(shí)間的減壓啟動(dòng)，直至電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 途中設(shè)有緊急停車 保護(hù) 開關(guān)和座位過擺保護(hù)開關(guān) ，用于工人沿途遇到緊急 情況及時(shí)停車保護(hù)，除此之外，途中還設(shè)有氣體檢測 傳感器 ，對整個(gè)上下環(huán)境中的甲烷和一氧化碳 氣體 做出檢測， 氣體傳感器通過 A/D 轉(zhuǎn)換單元把數(shù)據(jù)傳輸給 PLC，當(dāng)氣體濃度超出安全范圍時(shí)，緊急制動(dòng)，并電機(jī)開始反轉(zhuǎn)， 搭載 工人回到原始乘坐點(diǎn)。 系統(tǒng) 在井上和井下分別設(shè)有操作臺(tái)，當(dāng)在井上有人需上車時(shí)，井上操作人員按下正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕，制動(dòng)器松閘，系統(tǒng)發(fā)出 3 聲預(yù)警信號(hào)用以提示乘客猴車即將啟動(dòng)，注意安全；另外一個(gè)作用是作為與井下操作臺(tái)上的工作人員之間的一種通信信號(hào)：告知礦井下的操作人員此時(shí)井上有人上車，若井下有人需上車，此時(shí)必須等待，只到所有上車的人都到達(dá)井下時(shí)，方可上車 ；同理若是在井下的操作人員按下反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕，則若井上有人需上車時(shí)，此時(shí)必須等待，只到所有上車的人都到達(dá)井上時(shí)，方可上車。 表 輸入信號(hào)分配表