【正文】 故障處理進入初始狀態(tài)S形速度控制程序超速？松繩？過載？同步？過卷？停止？結(jié)束顯示礦車實際位置同步校正安全回路動作安全回路動作報警回路動作安全回路動作NYNYYNYNYNYNYNYNNY 圖 331 控制流程圖 SS 科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 167。 實際上，反抗性恒轉(zhuǎn)矩負載只要一起動，也是以全轉(zhuǎn)矩加在電動 機軸上的。 另一方面，電動機在通電后，因為在其電磁結(jié)構(gòu)中存在電磁慣性，需要一個過程，磁場不是一瞬間就能夠建立起來的。 停止時也有配合問題，在電動機仍然有轉(zhuǎn)速時，機械制動閘瓦不應(yīng)該抱住，否則，電磁轉(zhuǎn)矩與機械制動轉(zhuǎn)矩可能產(chǎn)生對抗，使系統(tǒng)產(chǎn)生強烈的機械沖擊，而在 機械制動閘瓦確實抱住之前，電磁轉(zhuǎn)矩又不應(yīng)該撤消，否則，仍然會出現(xiàn)下溜現(xiàn)象。下溜的速度與變頻器得到的零速信號就有了差速，變頻器檢測 到差速信號后，會迅速產(chǎn)生一個對應(yīng)電磁轉(zhuǎn)矩將其穩(wěn)住，然后再獲得運行頻率指令，頻率升高開始起動。 外部操作命令只有一個，即速度操作命令。 運行中途，當外部速度操作命令改變轉(zhuǎn)速時，只要目標轉(zhuǎn)速不為零， PLC都不作特殊 處理，直接將操作人為轉(zhuǎn)發(fā)給變頻器。 這兩段延時的時間，需要在調(diào)試時確定，以滿負載下不發(fā)生下溜現(xiàn)象為前提， 延時時間越短越好。 在一個下放行程中，重物的全部位能都將被釋放出來，這個能量是可以計算的。加速后必然需要減速，提升后必然需要下放，所以所有存儲的動能和位能都是會回饋到機械軸上的。 如果設(shè)備中既有位能負載，又有反抗性負載，而且從前位能負載下放時反抗性負載通常也在工作，那么用成組驅(qū)動方式構(gòu)成系統(tǒng)，利用共用直流母線，將回饋的能量分配給反抗性負載使用，同樣能夠取得節(jié)能效果，而成組SS 科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 驅(qū)動結(jié)構(gòu)的投資，與能耗制動方式差別不大。 旋轉(zhuǎn)編碼器的安裝設(shè)計 異步時機假想模型： 連續(xù)施加 3/2 坐標變換和 VR 變換，可把三相交流電變換成為直流的勵磁和轉(zhuǎn)矩電流參數(shù)，假想有一臺直流電動機，我們把變換得到的勵磁電流送進它的勵磁回路 ,把轉(zhuǎn)矩電流送進電樞回路。差別在于，直流電動機勵磁回路和電樞回路是分離的，能夠分別控制，而交流異步電動機的勵磁電流和轉(zhuǎn)矩電流卻合成了定子電流矢量，簡單地直接控制定子電流不能實現(xiàn)對轉(zhuǎn)矩的有效控制。轉(zhuǎn)速檢測的固定方式要使編碼器不跟隨電動機軸旋轉(zhuǎn)，固定件也不應(yīng)該有旋轉(zhuǎn)方向的彈性形變存在，否則，會有很大的 瞬間誤差，也會導致控制性能下降。因此，安裝編碼器時不能硬性固定，其固定件要有一定撓性。 為了便于提升機司機操作，提升機電控系統(tǒng)需設(shè)置可靠的行程顯示裝置（又稱深度指示器）用于顯示提升容器在井筒中的位置。如果輸入的不是十進制數(shù)，顯示器熄滅。 液壓站的設(shè)計 液壓站概述： 礦井提升機制動裝置是礦井提升機的重要保護裝置。 （ 4）對雙卷筒提升機，在打開調(diào)繩離合器，更換水平、調(diào)節(jié)繩長時，能閘住活卷筒、松開死卷筒，以便進行調(diào)繩操作。 液壓站工作制動調(diào)壓穩(wěn)定性不夠。 新型高可靠性液壓站的設(shè)計： 針對現(xiàn)有制動系統(tǒng)存在的問題，我們研制了一種新型可靠性液壓站裝置，它是在原有的液壓站的基礎(chǔ)上，除了滿足原來液壓站 的工作制動、安全制動和調(diào)繩等功能外，還增加了其他的保護功能。 （ 4）電磁閥故 障監(jiān)測功能：在液壓站中，對每一個電磁閥的閥芯都安裝了監(jiān)測傳感器，當電磁閥出現(xiàn)故障時，能夠報警并顯示發(fā)生故障的電磁閥，給維修帶來了極大的方便。 SS 科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 36 3 8 0 V 交 流 電3 8 0 V 交 流 電液 壓 站通 提 升 機 制 動 器內(nèi) 部 連 線電 控 柜2 2 0 V 交 流 電安 全 接 點 （ 常 開 ）停 車 信 號 2 路 （ 常 開 ）減 速 點 信 號 2 路 （ 常 開 ）可 調(diào) 閘 信 號 直 流 0 1 5 V 圖 431 液壓站系統(tǒng)配置圖 液壓站采用可編程控制器 （ PLC）控制，根據(jù)液壓站動作過程進行編程。 調(diào)繩：在調(diào)繩狀態(tài)時，轉(zhuǎn)換打開開關(guān)并推動可調(diào)閘手柄，把調(diào)繩離合器打開。 殘壓保護：殘壓保護信號需要和停車信號共同作用，如果停車信號SS 科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 37 閉合，同時殘壓高于設(shè)定的壓力值，實施安全制動。為了杜絕提升機“放大滑”事故，保證提升機的安全運行，我們使用了提升機盤式制動器補償增壓裝置。 圖 432 改制后液壓系統(tǒng)原理圖 SS 科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 38 1－制動盤； 2— 閘瓦； 3— 活塞； 4— 碟形彈簧 5— 原液壓站； 6— 補償液壓站 補償制動器液壓站設(shè)有如下可靠性保護功能 : 適時和適度的補償增壓功能：根據(jù)檢測回 路的信號，對補償制動的投入時機進行適時控制，只有檢測到提升機處于危險失控狀態(tài)時，補償制動才投入使用，提升機正常運行時補償制動始終處于冷儲備狀態(tài)待命；對投入的補償制動力進行適度控制，根據(jù)提升機制動器失控的程度提供分級的補償制動力，保證提升機處于合理的制動減速度運行。 防止沉罐功能：在提升機停車時，為避免殘壓過高引發(fā)的沉罐，甚至“放大滑”的重大事故，通過設(shè)置的油路壓力監(jiān)測傳感器檢測其殘壓，并能實施安全制動使其安全停車。 補償增壓裝置用于提高礦山提升機制動系統(tǒng)的可靠性，適用于現(xiàn)役提升機使用的各類盤式制動器。 干擾的類型及危害：作為干擾源，變頻調(diào)速系統(tǒng)的對外干擾主要在三個有足夠功率流動的主電路中產(chǎn)生，即變頻器前的輸入電路、連接在直流電路上的制動電路以及變頻器到電動機的輸出電路。電流變化率不僅受電動機電磁慣性抑制，也受轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)矩指令變化率抑制，其絕對值并不是很高的，沒有很大的無線發(fā)射功率，因此，在輸出電路的電流沖擊干擾表現(xiàn)并不嚴重。 SS 科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 41 圖 511 由圖 511 中可以看出，在沒有采取抗干擾措施時，輸入電路各相電流都是斷續(xù)的，與等效正弦波形（虛線）差別很大，因此，其中有比較大的諧波成分。 3 輸出電路載波干擾 脈寬調(diào)制方式在輸出電路上產(chǎn)生的鋸齒狀電流載波，相當于在正弦交流電波形上疊加了一個載波頻率的無線發(fā)射功率，另一方面則由于頻率很高，使得輸出電纜分布電容的容抗較低，產(chǎn)生相對比較大的容性接地電流。 諧波進入電網(wǎng)，對電網(wǎng)造成諧波污染凡要危害同一局部電網(wǎng)上對于諧波干擾敏感的電子設(shè)備。 輸入電路沖擊干擾主要危害連接在同一局部 電網(wǎng)上有較高輸入阻抗的設(shè)備，例如，變頻調(diào)速系統(tǒng)自身的控制電源等。 輸入電路沖擊干擾 為提高系統(tǒng) 的動態(tài)響應(yīng)，總是希望系統(tǒng)有快速的轉(zhuǎn)矩提升速度，這意味著變頻器輸出電流也有快速的變化率，即 di/dt 會大 一些。 SS 科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 40 第 5 章 抗干擾電路設(shè)計 167。 補償增壓制動裝置的控制過程： 提升機安全制動時 (安全回路 AC 動作 )，檢測裝置檢測速度電壓信號，由此提取減速度參數(shù) a，然后與給定值 a0 比較，以確定補償增壓裝置是否投入以及補償制動正壓力的大小。提升機正常運行時，補償增壓裝置對原制動系 統(tǒng)不產(chǎn)生附加作用力及任何影響。它是一套與現(xiàn)役提升機液壓站并行運轉(zhuǎn)的補償制動液壓站，可以在原制動器以及液壓站故障失效的情況下，啟動制動器補償增壓裝置，提供額外的制動力矩使提升機制動停車，從而提高提升機的可靠性和安全性。 TBZ 型提升機盤式制動器補償增壓裝置的設(shè)計： 在提升機 的操作使用過程中， 盡管在制動器設(shè)計時選擇了很高安全儲備系數(shù)來保證制動器設(shè)計可靠性，但是由于司機操作失誤、制動器機械故障、電器控制失靈等原因，仍時常發(fā)生制動器剎車失效事故，導致提升容器過卷過放和斷繩墜落，這種危害性事故對提升系統(tǒng)破壞嚴重，影響生產(chǎn)時間長，經(jīng)濟損失很大。調(diào)繩完畢后轉(zhuǎn)到離合器合上狀態(tài)，把調(diào)繩離合器合上。 井中安全制動：它是在提升容器還沒有到位，即井口容器到位信號閉合前， AC 接點信號閉合，為滿足制動減速度的要求，采用二級制動。 （ 6）其它：結(jié)構(gòu)上采用集成閥塊的形式，油泵、濾油器等液壓元件安裝在油箱外，從而提高液壓站的散熱效果，以便于管理以及維護。 （ 2）多路回油保護功能：在緊急制動時，為了防止回油管路不暢或堵塞，液壓站中在原有的回油管上又并聯(lián)了一條回油管路，提高了緊急制動的可靠性。 電磁閥故障。在提升機的操作使用過程中，盡管對制 動系統(tǒng)設(shè)計整定的制動力矩倍數(shù)達到提升機靜力矩的三倍多，但仍因制動系統(tǒng)失效而引發(fā)過卷、蹲罐等事故，造成嚴重的經(jīng)濟損失。 （ 2）在減速階段參與提升機的速度控制。顯然， n 個顯示器占用的輸出點數(shù)為： 4+n。 圖 421 所示電路中，用具有鎖存，譯 碼，驅(qū)動功能的芯片 cd4513驅(qū)動共陰極 led 七段顯示器，三只 cd45 13 的數(shù)據(jù)輸入端 a～ d 共用可編程控制器的 4 個輸出端，其中 a 為最低位， d 為最高位。 行程檢測與顯示 利用旋轉(zhuǎn)編碼器將提升機的 運行位置轉(zhuǎn)化為脈沖， PLC 對此脈沖進行高速計數(shù)，通過相應(yīng)的計算自動生成提升機位置的相關(guān)數(shù)據(jù)，傳送到 PLC內(nèi)部高速計數(shù)器的存儲單元。 脈沖編碼器是以旋轉(zhuǎn)光柵加光電檢測為檢測手段的，其結(jié)構(gòu)精致、體積SS 科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 小、精度高，這些都是重要的優(yōu)點，同時，其精巧結(jié)構(gòu)也給它的安裝設(shè)計帶來了一些麻煩。雖然矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制都有無速度傳感器運行模式，但這種模式下的運行性能尤其是動態(tài)性能還是有一定差距，在性能要求特別高的應(yīng)用中，仍然需要安裝轉(zhuǎn)速傳感器。這樣就可以把交流異步電動機看作由一臺假想直流電動機加上兩個變換后形成的，這個假想模型揭示了兩種電動機之間存在的內(nèi)在聯(lián)系。 要求很好的低速轉(zhuǎn)矩性能、控制模式適合采用矢量控制或者直接轉(zhuǎn)矩控制、需要邏輯控制設(shè)備來解決與機械制動機構(gòu)的配合關(guān)系、全額配置制動電路、根據(jù)操作頻繁程度決定制動方式，這些就是位能性負載變頻調(diào)速中要考慮的共性問題。 從節(jié)能角度分析，位能負載應(yīng)該以操作頻繁程度為依據(jù)來選擇合適的制動方式。如果提升和下放操作很頻繁，那么單位時間內(nèi)回饋的總能量就很可觀。 位能負載的另一個特征是下放過程有大量的位能功率需要釋放，這類負載是對再生制動能力要求最高的負載。待變頻器通過速度反饋（通過速度檢測或者內(nèi)部速度推算）檢出零速度信號，并且將此信SS 科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 號傳送給 PLC 時， PLC 即發(fā)出機械制動閘瓦合上的指令給制動控制電路，經(jīng)過延時后， PLC 撤消變頻器運行指令。這個延時過程中，變頻器輸出零頻率運行電流，為電動機建立磁場。 顯然，這樣來解決配合關(guān)系要求變頻器處于轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制模式，而且要有比較快的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)。 這個理想配合關(guān)系實際上是很難實現(xiàn)，原因是負載轉(zhuǎn)矩是變化的，無法預(yù)先確定需要輸出多大的低頻率來建立磁場，而制動閘瓦松開以前也不可能靠電動機電流參數(shù)去測定負載轉(zhuǎn)矩，制動閘瓦松開瞬間電磁轉(zhuǎn)矩與負載轉(zhuǎn)矩是不可能真正平衡的 。 因此，位能負載對于極低頻率下的電磁轉(zhuǎn)矩輸出能力要求比反抗性負載高，同時，它與機械制動設(shè)備間還必須有良好的動作配合關(guān)系。而位能負載在電磁轉(zhuǎn)矩不足時，會被負載轉(zhuǎn)矩拖著反方向轉(zhuǎn)動，這時如果頻率升高，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速差很可能超過標準而導致過電流保護動作，使起動失敗。 位能負載調(diào)整的應(yīng)用價值主要在于抑制機械和電氣沖擊造成的有害影響，其變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計中需要注意的主要方面是低速下的轉(zhuǎn)矩輸出能力、機械制動配合關(guān)系以及位能功率的釋放問題。接著完成自檢及提升機初始位置顯示，當收到開車指令時， PLC 轉(zhuǎn)入 S 形速度給定控制，在系統(tǒng)運行過程中， 當PLC 接收到來自傳感器、接近開關(guān)或變頻器故障等外部控制信號時， PLC控制程序轉(zhuǎn)到相應(yīng)的中斷處理程序處，完成超速保護、過卷、過載、松繩等保護及提升機位置、速度監(jiān)控、變頻器故障監(jiān)控等。 SS 科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 圖 321 PLC 控制系統(tǒng) 圖 167。注解記錄功能元件注解可以記錄在程序寄存器中。時間設(shè)置和比較指令易于操作。網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)通信連接到世界上最流行的開放式網(wǎng)絡(luò) CCLink， Profibus Dp 和 DeviceNet 或者采用傳感 器層次的網(wǎng)絡(luò)解決您的通信需要。 由于 FX2n 系列具備如下 特點：最大范圍的包容了標準特點、程式執(zhí)行更快、全面補充了通信功能、適合世界各國不同的電源以及滿足單個需要的大量特殊功能模塊，它可以為你的工廠自動化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。整體式 PLC 提供多種不同的 I/O 點數(shù)的基本單元和擴展單元供用戶選用，基本有 CPU 模塊， I/O 模塊和電源，擴展單元內(nèi)有 I/O 模塊和電源?，F(xiàn)代的 PLC 一般都具有通信功能，應(yīng)用遠程 I/O 模塊，可實現(xiàn)遠程控制，應(yīng)用通信模塊，可實現(xiàn) PLC 與 PLC、 PLC 與計算機之間的通信。 PLC 的 PID 控制已廣泛地應(yīng) 用在洗煤、釀酒、反應(yīng)堆、鍋爐以及位置和速度等控制中。 計數(shù)控 制也是控制系統(tǒng)不可缺少的， PLC 也同樣為用戶提供了幾十甚至上有個計數(shù)器，實現(xiàn)對某些信號的計數(shù)功能。而 PLC所處理的量為數(shù)字量，為了能接受模擬量輸入和輸出模擬量信號， PLC