【正文】 1） 在提 升機(jī)制動(dòng)時(shí)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)制動(dòng)時(shí)的油壓，通過盤型閘，使提升機(jī)獲得不同 制動(dòng)力矩。 2） 第一級(jí)，從貼皮降至 8 兆帕，經(jīng)過很短的時(shí)間， 3） 第二級(jí)油壓降至 53 兆帕，至停車點(diǎn)時(shí)，閥 門 斷電卸荷，盤型閘制動(dòng)，提升機(jī)卷筒停轉(zhuǎn)。 ⑵在任何事故狀態(tài)下，可以使制動(dòng)器 [7] 的油壓迅速降到 預(yù)先調(diào)定的某一壓值，經(jīng)過延時(shí)后，制動(dòng)器的全部油壓值迅速回到零，使制動(dòng)器達(dá)到全制動(dòng)狀態(tài)。 礦山采用交流異步電動(dòng)機(jī)，也可以成為步進(jìn)電機(jī)的一種，大部分采用電力傳動(dòng)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)不僅使人力增加，而且使成本提高，提升機(jī)系統(tǒng)的占地面積也會(huì)大大增加，所以構(gòu)造一種運(yùn)行簡便的控制監(jiān)控系統(tǒng)是至關(guān)重要的。并能夠 滿足不同的工況以及運(yùn)行的環(huán)境的需要。 研究內(nèi)容 現(xiàn)在礦山提升機(jī)大部分采用交流電控系統(tǒng)，控制比較陳舊，也使成本增加很多，技術(shù)也很落后存在很多隱患。 4)交流電機(jī)存在失電的問題，也是由于接觸不良，容易引發(fā)事故。 由于存在的安全隱患使礦山提升機(jī)在運(yùn)行中不能得良好的保障，所以必須結(jié)合變頻器以及 PLC 做出更好的控制系統(tǒng)，使礦山企業(yè)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，此設(shè)計(jì)也推動(dòng)了礦山數(shù)字化的更新?lián)Q代。三者相互結(jié)合，切實(shí)的反映出提升系統(tǒng)的情況和狀態(tài)，做到相應(yīng)的控制?；締卧捎靡子诰S修的裝卸端子臺(tái)。 S7 內(nèi)含計(jì)時(shí)功能， 能夠?qū)Σ煌臅r(shí)間段進(jìn)行控制，計(jì)算機(jī)運(yùn)用相互對(duì)應(yīng)的數(shù)字化編程軟件，在運(yùn)行的時(shí)候運(yùn)行和改變程序，通過設(shè)計(jì)定 PLC 內(nèi)存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)注釋區(qū)域 ，能夠更好的對(duì)編程器中的內(nèi)容進(jìn)行合理化的保護(hù)防止被盜用，也可以對(duì)于可編程的控制器的存儲(chǔ)器做出合理的注釋，設(shè)定相應(yīng)的保護(hù)。 l)靈活的配置 除了具有滿足特殊要求的大量特殊功能模塊外，六個(gè)基本 FXZN 單元中的每一個(gè)單元可擴(kuò)充到 2561/O。具有很強(qiáng)的數(shù)學(xué)指令集，使用 32 位處理、浮點(diǎn)數(shù)、方根和三角幾何指令滿足數(shù)學(xué)功能要求很高的情況 。方便直觀的操作員界面，從一條完整的線路或操作員界面來選擇數(shù)據(jù)編輯和顯示 。時(shí)間值可以用二進(jìn)制或 BCD 碼方式讀取。 9)地址寄存器（ AR） [12] 本系統(tǒng)主要由下面的模塊組成 : 1 塊中央處理單元 CPU314 4 塊數(shù)字量輸入模塊 SM321， 32X24V， DC 1 塊繼電器輸出模塊 SM322， 16XRel AC120V/230V 1 塊數(shù)字量輸出模塊 SM322， 32X24V， DC 1 塊數(shù)字量輸出模塊 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 5 塊模擬量輸入模塊 SM331， 8X12 位 1 塊通信處理模塊 CP340 l塊電源模塊 PS307， 10A 本系統(tǒng)所用的主機(jī)模塊是 CPU314，內(nèi)置 24KM 的 RAM，其裝載存儲(chǔ)器為內(nèi)置 40KM的 RAM，可用存儲(chǔ)卡擴(kuò)充裝載存儲(chǔ)器，最大容量可為 512KB，指令執(zhí)行速度為 300nS/二進(jìn)制指令。 見圖（ B） PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 圖 B S7－ 300 系列 PLC 系統(tǒng)構(gòu)成框圖 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 礦 山提升機(jī) PLC監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)（論文） 13 系統(tǒng)的 I/O 統(tǒng)計(jì) 根據(jù)系統(tǒng)安全穩(wěn)定可靠的規(guī)定，必須將 PLC 的輸入與輸出模塊的信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步的隔離設(shè)置，輸入與輸出的隔離是通過繼電器來完成的，由繼電器進(jìn)行合理化的配置，輸出的信號(hào)模塊，通過中間繼電器來間接的控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的執(zhí)行對(duì)象根據(jù)所選設(shè)計(jì)內(nèi)容的方法，合理的分配 I/O 地址。有的 CPU 還帶有集成的現(xiàn)場(chǎng)總線 PROFIBUSDP 接口或者 PtP（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)）串行通信接口。 S7300 標(biāo)準(zhǔn)型的環(huán)境溫度為 0～60℃。 智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯(cuò)誤和特殊系統(tǒng)事件（例如超時(shí)、模塊更換等）。導(dǎo)軌是一種專用的金屬機(jī)架， 使導(dǎo)軌上按上不同狀態(tài)模式的模塊，然后插在合適的卡槽中即可。 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 備用的電源模塊是在 PLC 忽然斷電的時(shí)候做出的相應(yīng)的失電保護(hù)的措施，能夠使 PLC在沒有持續(xù)電源的情況下能夠暫時(shí)的穩(wěn)定程序的合理運(yùn)行。 采用插卡的方式，將每個(gè)卡槽連接起來，使 cpu 利用率增加，更加減少了操作的規(guī)程 S7300 的電源模塊通過電源連接器或?qū)Ь€與 CPU 模塊相連， 給相應(yīng)的 CPU 提供相應(yīng)的電源設(shè)備。 礦 山提升機(jī) PLC監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)（論文） 15 輸入電路也分為共點(diǎn)式分組和隔離式。 用戶的應(yīng)用程序張勇多少內(nèi)存與 I/O 的點(diǎn)數(shù)，控制要求，運(yùn)算處理，程序結(jié)構(gòu)等有關(guān)。 模擬量模塊以通道為單位，一個(gè)通道占一個(gè)字地址，或兩個(gè)字節(jié)地址。 一個(gè)模擬量模塊最多有 8 個(gè)通道，從 256 開始，給每一個(gè)模擬量分配 16B（ 8 個(gè)字）的地址。若需要提升系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，要有全自動(dòng)運(yùn)行按鈕，設(shè)置全自動(dòng)運(yùn)行輸入 ,全自動(dòng)停 ，常閉觸點(diǎn)KM1 為 ，常閉觸點(diǎn) KM2 為 ，常閉觸點(diǎn) KM3 為 。對(duì)應(yīng)于失電與動(dòng)力制沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 動(dòng)接觸器的可編程控制器的輸出繼電器為 ,對(duì)應(yīng)于動(dòng)力制動(dòng)接觸器的可編程控制器輸出繼電器為 ，對(duì)應(yīng)于失電保護(hù)接觸器的可編程控制器輸出繼電器為 ，對(duì)應(yīng)于抱閘接觸器的可編程控制器的輸出繼電器設(shè)置為 ，對(duì)應(yīng)于變頻器下降控制信號(hào)的可編程控制器的輸出繼電器為設(shè)置為 ，對(duì)應(yīng)于變頻器上升控制信號(hào)的可編程控制器的輸出繼電器為設(shè)置為 ，對(duì)應(yīng)于變頻器停車控制信號(hào)的可編程控制器的輸出繼電器設(shè)置為 。 PLC 采用西門子 S7300 型， 24 點(diǎn)數(shù)字量輸入、 16 點(diǎn)數(shù)字量輸出， 5 個(gè)模擬量輸入、兩個(gè)模擬量輸出，主要實(shí)現(xiàn)電機(jī)電樞繞組的成組切換、直流制動(dòng)，反接制動(dòng)，失電保護(hù)，電機(jī)的速度檢測(cè)及失步保護(hù)等功能。假設(shè)相鄰的初級(jí)間距為 L，那么初級(jí)的長度為 2L，罐籠兩側(cè)的直線電機(jī)的次級(jí)長度為 3L。 礦 山提升機(jī) PLC監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)（論文） 19 圖 提升機(jī)系統(tǒng)示意圖 a：直立圖 b：水平圖 控制程序和保護(hù)程序的設(shè)計(jì)思路 目前，對(duì)于同步電機(jī)的失步問題沒有太好的保護(hù)辦法使其很快轉(zhuǎn)為同步工作，唯一的方法是將其制動(dòng)停車。 1）上升子程序 上升時(shí)電機(jī)組的切換順序?yàn)?1和 2和 3和 4和 5，每一時(shí)刻都有兩 電機(jī)同時(shí)工作，電機(jī)組的切換時(shí)間由位置傳感器的信號(hào)確定，當(dāng)位置傳感器有信號(hào)時(shí)與之對(duì)應(yīng)的電機(jī)組供電，其他 電機(jī)組均不供電。 4）失步保護(hù)子程序 當(dāng) PLC 檢測(cè)到電機(jī)失步時(shí)，設(shè)置的失步保護(hù)接觸器立刻閉合，直線電機(jī)的三相繞組短接導(dǎo)致電機(jī)制動(dòng)停車，從而起到了失步保護(hù)的作用。 網(wǎng)絡(luò)六至八：為下降子程序跳轉(zhuǎn)。 變 頻器（ M440）在提升機(jī)中的作用 典型的升降系統(tǒng)的 轎廂控制中，要與配重相結(jié)合，系統(tǒng)表現(xiàn)為很大的慣性復(fù)雜系統(tǒng)。 MM440變頻器內(nèi)置了制動(dòng)單元，用戶只需選擇制動(dòng)電阻就可以實(shí)現(xiàn)再生發(fā)電制動(dòng)，因此可以節(jié)約系統(tǒng)成本。電機(jī)制動(dòng)器打開后，提升機(jī)沿著井道方向加速到 50Hz。 礦 山提升機(jī) PLC監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)（論文） 27 圖 變頻器與 PLC 電機(jī)的接線圖 提升機(jī) WINCC 組態(tài)軟件 及其子系統(tǒng) （ 1） wincc（ Windows Control Center，視窗控制中心）是西門子與微軟公司合作開發(fā)的、開放的過程可視化系統(tǒng)。 （ 2）啟動(dòng) Wincc 后， Wincc 資源管理器隨即打開。 （ 2）報(bào)警系統(tǒng) 對(duì)報(bào)警信號(hào)進(jìn)行組態(tài)的過程，也稱作報(bào)警記錄。 （ 6） 通信 提供 Wincc 與 SIMATIC 各系列可編程控器的連接。 如果項(xiàng)目已經(jīng)存在 ，選擇“打開”對(duì)話框，搜索擴(kuò)展名為“ .mcp”的文件，下次啟動(dòng) Wincc時(shí)候，系統(tǒng)自動(dòng)打開上次建立的項(xiàng)目，下圖為 Wincc 資源管理器窗口顯示內(nèi)容。 設(shè)計(jì)的組態(tài) 驅(qū)動(dòng)程序取決于使用的 PLC 的類型 ， 所選的驅(qū)動(dòng)程序就出現(xiàn)在變量管理器下。 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 圖 添加新的驅(qū)動(dòng)程序 在 “添加新的驅(qū)動(dòng)程序 ”對(duì)話框中，選擇所需要的驅(qū)動(dòng)程序（例如 SIMATIC S7 Protocol Suite），點(diǎn)擊 “打開 ”按 鈕進(jìn)行確定，所選的驅(qū)動(dòng)程序就出現(xiàn)在變量管理器下。 如圖所示 礦 山提升機(jī) PLC監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)（論文） 31 圖 新建變量 （ 5）創(chuàng)建花畫面： 在 WinCC 資源管理器中，右擊 “圖形編輯器 ”，在彈出的菜單中，單擊 “新 建畫面 ”選項(xiàng)，選擇新建畫面，系統(tǒng)默認(rèn)畫面名為 “”（ pdl 為畫面描述文件），右擊 “”，在彈出的菜單中，單擊 “重命名畫面 ”選項(xiàng)，如圖 所示 圖 創(chuàng)建畫面 （ 6）創(chuàng)建圖形：在圖形編輯器的的菜單欄中單擊 “查看 ”→“ 庫 ”，對(duì)象庫將以它自己的工具欄和對(duì)象文件夾的形式出現(xiàn)，雙擊 “全局庫 ”，再雙擊右邊子窗口的 “PlantElement”文件夾，雙擊 “Tanks”文件夾，單擊圖形編輯器庫中的 。 選擇 Windows 任務(wù)欄 “開始 ”菜單 →“S IMATIC”→“WinCC”→“Tool”→“Simulator” 命令，在 “WinCC 模擬器對(duì)話框 ”中，選擇要模擬的變量，選擇 “編輯 ”→“ 新建變量 ”，在 “項(xiàng)目變量 ”對(duì)話框中，選擇內(nèi)部變量 “TankLevel”，單擊 “確定 ”，在 “屬性 ”面板中，單擊 “模擬器的類型 “Inc”，輸入起始值 “0”、終止值 “100”，標(biāo)記 “激活 ”復(fù)選框，在變量面板中，將顯示帶修改值的變量。 所以制動(dòng)系統(tǒng)過于陳舊，所以本文就制動(dòng)系統(tǒng)的失電保護(hù)，和剎車保護(hù)做出了理論的研究和探索并設(shè)計(jì)出了一套簡易可 行的保護(hù)方案。 感謝我的導(dǎo)師 張娜老師 ，她嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的作風(fēng)讓我在設(shè)計(jì)的時(shí)候不放過任 何一處細(xì)節(jié)的錯(cuò)誤，在她的幫助下找到對(duì)于問題更合理的解決方案，讓這設(shè)計(jì)的每個(gè)步驟都使我在學(xué)習(xí)中有所收獲。 參考文獻(xiàn) 礦 山提升機(jī) PLC監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)（論文） 35 [1] 廖常初 .大中型 PLC 應(yīng)用教程 [M].北京 ： 機(jī)械 工業(yè)出版社 ， 20xx. 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