【正文】 送給安全回路以及 PLC 輸入，根據(jù)故障信號(hào)的輕重度分開輕 重 等 級(jí)，與故障操作保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行邏輯運(yùn)算和判斷 ， 最后執(zhí)行為不同的故障處 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文〉 11 理動(dòng)作，如立即施 鬧 、 提升終了施閘、電氣制動(dòng)，然后通過機(jī)械機(jī)構(gòu)來實(shí) 施，同時(shí)這些信號(hào)將在上位機(jī)中顯示故障 類型并控制聲光報(bào)警。 (2)轉(zhuǎn) 差 頻率控制 轉(zhuǎn) 差 頻率控制是檢測(cè)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn) 速 ， 對(duì) 轉(zhuǎn) 差頻率采取閉環(huán)控 制 . 與 V/F 控制相比，調(diào)速精度要求 較 高 ， 且 系統(tǒng)容易穩(wěn) 定 ，即 能 在寬廣的調(diào) 速范圍內(nèi)，將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩、功率因數(shù)及效率控制在最佳狀態(tài)。但 是 其 控制器的設(shè)計(jì)在某種程度 上依 賴 于 電機(jī)的參 數(shù) ， 為了減少控制上對(duì)電機(jī)參數(shù)的敏感 性 ， 已經(jīng)提出了 許多參數(shù)辨 識(shí) 、 參數(shù)補(bǔ)償和參 數(shù) 自 適應(yīng)方 案 ， 收 到 了 較好的效 果 。 變 頻 調(diào) 速 在 提 升 機(jī) 電 控 上的應(yīng)用 傳統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng)中 ， 直 流 調(diào) 速 以 其 控制容 易 ， 調(diào)速精 度 高等 特 點(diǎn)長(zhǎng)期占 據(jù)了主導(dǎo)地 位 ， 但是 由 于 結(jié)構(gòu)復(fù) 雜 ， 過流能力 不 強(qiáng) ， 環(huán)境適 應(yīng) 差 ， 難以實(shí) 現(xiàn) 高 速 度 化 等 原 因 ， 一直限制了其應(yīng)用范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大。 交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制技術(shù)大體經(jīng) 歷 了 以 下 幾 個(gè)發(fā)展階 段 : 第 一個(gè) 階段為電壓 /頻 率 (u/t)恒定控 制 ， 這種控制方法在低頻時(shí)定子電 壓較 低 ， 定子漏抗壓降所占的份量不能忽 略 ， 因 此 需 要 人 為地把電壓 抬 高 一 些 ， 用以補(bǔ)償定子壓 降 ， 負(fù) 載 不 同時(shí)需要補(bǔ)償?shù)亩ㄗ訅航抵狄膊灰粯? ， 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文〉 14 在控制軟件中備有不同斜率 的 補(bǔ) 償特 性 ， 以便用戶選 擇。 減速段速 度 調(diào) 節(jié)采用低頻發(fā)電制動(dòng)方 式 ， 將系統(tǒng)的動(dòng)能 反饋給電網(wǎng)，與動(dòng)力制動(dòng)減速相比，不 僅 調(diào) 速性能好、減速與爬行自然過 渡 ， 而且節(jié)能效果顯著。從而使傳動(dòng)系統(tǒng)獲得高精 度 、 高 可靠性。 提 升 機(jī)使用變頻調(diào)速控制具有下列優(yōu) 點(diǎn) : (1) 調(diào) 速平 滑 、 調(diào)速范圍大。 (3) 動(dòng)態(tài)品質(zhì)好。變 頻 調(diào) 速比轉(zhuǎn)子回路串接電阻的調(diào)速方法節(jié)約電 能 20%， .. 40%。 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文〉 16 為了限制 泵 升 電壓 ， 可采取以下兩種方 法 : (1) 在直流側(cè)并入一個(gè)制動(dòng)電 阻 ， 當(dāng)泵升電壓達(dá)到一定值 時(shí) ， 開通 與制動(dòng)電阻箱串聯(lián)的功率器 件 ， 通過制動(dòng)電阻釋放電 能 ， 以降低泵升電 壓 ， 如圖 24 所示。 這 就 要 求通用 變頻器有足夠的低頻轉(zhuǎn)矩提升 能力和短時(shí)過流能力。對(duì)于升降類恒轉(zhuǎn)矩負(fù) 載 ， 如提升 機(jī) 、 電 梯 等 ， 這類負(fù)載的特點(diǎn)是 啟動(dòng)時(shí)沖擊電流 大 ， 在 其 下 降過程中需要一定制動(dòng)轉(zhuǎn) 矩 ， 同時(shí)會(huì)有能量回 饋 ， 因 此 要求變頻器有一定余量。 變頻器的 選 型 提 升 機(jī) 普遍選用帶低速轉(zhuǎn)矩 提 升 功能的電壓型變頻器 ， 如日本的安 川 、 三菱、富士， 德 國 的西門子等。 6SE70 系列變頻器 具有多種控制方 式 :可以設(shè)定為 VVVF 控制、開環(huán) 矢量控 制 、 閉環(huán)矢量控制中的一種。同時(shí)也提供了簡(jiǎn)單實(shí)用的故 障查詢手段，裝置可以記錄同時(shí)發(fā)生的多個(gè)故 障 ， 并可以保存最近 8 次所 發(fā)生過的故障代碼。負(fù)載電 流 不 超過變頻器額定電流是選擇變頻器容量的基本 原 則 。變頻器的容量選擇不能以電動(dòng)機(jī)額定電流為依 據(jù)。若以電動(dòng)機(jī)額定電流為依據(jù)來選 擇變頻器的容 量 ， 留有富裕量太大 ， 造成經(jīng)濟(jì)上浪 費(fèi) ， 而可靠性并沒有因 此而得到提高。 提 升機(jī) 平 均起動(dòng)轉(zhuǎn)矩一般來說可為額定力矩值的 39。提升機(jī)構(gòu)變頻器容量依據(jù)負(fù)載功率計(jì) 算 ， 并考慮 、 2 倍的安全力矩。 另 外在變頻器的外圍加設(shè)有聲光報(bào)警輸出口及制動(dòng)單 元 ， 能夠?qū)? 現(xiàn)變頻器故障報(bào)警和安全制 動(dòng) ， 更有效的對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行安全保護(hù) ， 變頻 器外部電路如圖 25 所示。與此同 時(shí) ， 繼電器 KAl 得 電 ， 其 觸點(diǎn)將聲光報(bào) 警電路自 鎖 ， 使變頻器斷電 后 ， 聲光報(bào)警能持續(xù)下 去 ， 直到工 作 人 員 按 下 STl 為 止 ， 報(bào)警才能解除。 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文〉 20 參數(shù)表指明 一 個(gè) 參數(shù)作列入的菜 單 ， 通過配置給每 個(gè) 菜單的菜單 號(hào) ， 使其 賦值生效。具有其 他 工 業(yè)設(shè)備難以具備的特 點(diǎn) : PLC 具有以下特 點(diǎn) : (1) 可靠性高。 PLC 所采用的 CPU 一般是具有較強(qiáng)位處理功能的位 處理機(jī)，為了增強(qiáng)其復(fù)雜控制功能和聯(lián)網(wǎng)通信等管理功 能 ， 可以采用雙 CPU 的運(yùn)行方 式 ， 使其功能得到極大的加強(qiáng)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要進(jìn)行不同功能的擴(kuò)展和 組 裝 ， 一種型號(hào)的 PLC 可 用 于 控制從兒個(gè) 1/0 點(diǎn)到幾百個(gè) 1/0 點(diǎn)的控制系 統(tǒng)。采用封裝的方式 ， 適 合 于 各種震動(dòng)、腐 蝕、有毒氣體等的應(yīng)用場(chǎng)合。 Q4AR系列為雙機(jī)熱備系列，最大輸 入 輸出點(diǎn)數(shù) 為 8192點(diǎn) 。 FX 系 列 PLC根據(jù)輸入輸出點(diǎn)數(shù)不同及功能分為多 個(gè) 不同的系列 : 輸 入 、輸出點(diǎn)數(shù) 在 30點(diǎn)以內(nèi)可使用 FX1S 系列 。39。 FX2N系 列 PLC的特 點(diǎn) : (1)高速的運(yùn)算速度 基本指 令 : 秒 /指令，應(yīng)用指 令 : /指令。 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文〉 23 在設(shè)計(jì)時(shí)需統(tǒng) 計(jì) 1/0的總量，包括開關(guān)量和模擬量，以確定選 用 PLC的模 塊數(shù)量以及型號(hào)。 Y22 電磁閥中 繼 G5 Y2 制動(dòng)油過壓指示 Y23 電磁閥中 繼 G6 Y3 等 速段超速指示 Y24 語 音 報(bào) 警 l Y4 減速段超速指本 Y25 語 音 報(bào) 警 2 Y5 爬行段超速指示 Y26 語 音 報(bào) 警 3 Y6 閘瓦磨損指 刁 飛。使用軟件可以 為 Fx/AQnA/Q系 列 ]PLC生成程序。 ( 5) 維護(hù)包括監(jiān)控和程序 /參數(shù)上載和下載，通過調(diào)制解調(diào)器通訊即可 實(shí)現(xiàn)。為了 提 升 機(jī) 運(yùn)行的安全可 靠 ，采用 行 程給定 和時(shí)間給 定串級(jí)連接。井筒開關(guān)用來校正行程顯示和控制信 號(hào) ，使 行 程控制和顯示誤差縮小到允許范圍。上 位 主機(jī) 程 序軟件主要對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān) 控 ， 對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù) 、 故障數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和記憶 。 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文〉 28 主程序和部分子程序 分 別 介紹如 下 : 1. 控制程 序 : 控 制 子 程序流程圖如 圖 42所示。b 制動(dòng)泵液壓泵的控 制 。 程序置有半自動(dòng)運(yùn)行 (主井提升可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行 )、手動(dòng)運(yùn) 行 、 檢修運(yùn) 行 、 應(yīng)急運(yùn)行等四種運(yùn)行方式。利 用高速計(jì)數(shù)模塊對(duì)編碼器信號(hào)計(jì) 數(shù) ， 其中一路編碼器信號(hào)用于行程速度保 護(hù) ， 一路 用 于 顯示與監(jiān)測(cè)。 此外 ， 主令零 位 、 工 作閘零位與安全回路閉鎖。 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文〉 29 速度小于設(shè)定值 力矩低于設(shè)定值 圖 42 控制子程序流程圖 (3) 自 動(dòng) 減速功能，當(dāng)提升容器到達(dá)減速位置肘，系統(tǒng)發(fā)出警示鈴聲并 開始減速。 (7) 溜車保護(hù)功 能 ， 當(dāng) 提 升機(jī) 無 運(yùn)行指令而有運(yùn)行速度 時(shí) ， 系統(tǒng)自動(dòng)斷 開安全回 路 ， 實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)。 (9) 錯(cuò)向保護(hù)功 能 ， 程序判斷提升信號(hào)方 向與開車方向不一致 時(shí) ，不允 許開車。必要時(shí)可 采用帶有屏蔽層的輸入和輸出信號(hào)電纜。 (4) 數(shù)據(jù)采集采用屏蔽電 纜 ， 所有屏蔽電纜層匯線接地，多芯電纜中 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文〉 31 的備用引 至 PLC拒的電纜 要盡量遠(yuǎn)離那些會(huì)產(chǎn)生電磁干擾的裝 置 。盡量縮短模擬 量 1/0信號(hào)線的長(zhǎng) 度 ， 并采用雙芯屏蔽線作為信號(hào) 線。因此對(duì)數(shù)字信號(hào)和模 擬信 號(hào) ， 在任何情況下都必須分開電纜進(jìn)行傳輸。 (3) 數(shù)據(jù)采集采用屏蔽電 纜 ， 所有屏蔽電纜層匯線接地，多芯電纜中的 備用所有機(jī)柜 、 操作臺(tái)等均需保護(hù)接 地 ， 臺(tái) 柜內(nèi)需有獨(dú)立 的 PLC直流地、機(jī) 殼安全 地 、 電纜屏蔽地接地端 子 ， 與結(jié)構(gòu)內(nèi)部未接地電路板在電氣上隔離。所以在本系統(tǒng)中也不例外，有必要考慮 系統(tǒng)的抗干擾措施。 這類故障發(fā)生在運(yùn)行 中 ，則 允 許本次提升完成，但不允許下次開車。 (5) 變頻故障保 護(hù) ， 程序不斷監(jiān)測(cè)變頻器運(yùn)行狀 態(tài) ， 當(dāng)發(fā)現(xiàn)變頻故障 時(shí) ， 自動(dòng) 斷 電并實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)。 (2) 等 速段超 速 、 減速段超速、爬行段超速保護(hù)。 3. 安全回路程序設(shè) 計(jì) :在 PLC 軟安全回路中具有如下保護(hù)接 點(diǎn) ， 過卷保 護(hù)、主電源失壓、制動(dòng)油過壓、后備保護(hù)、變頻故障、操作臺(tái)急停信號(hào)、減 速段超 速 、 等 速段超速、爬行段超 速 、 松繩信 號(hào) 、 深指失 效 、 松閘保 護(hù) 、 錯(cuò) 向保 護(hù) 、 編碼器失 效 、 PLC故 障 、 溜車故障。 當(dāng)故障 時(shí) ， 在系統(tǒng)保護(hù) 停機(jī) 后 ， 故障被確認(rèn)但不能立即排 除 ， 此時(shí)可采用應(yīng)急運(yùn)行方 式 ， 應(yīng)急運(yùn)行 速 度 不 超 過 。 d 調(diào) 繩 調(diào)閘操作 。故障 時(shí) ， 通過對(duì)液 壓 站電磁閥的控 制 ， 實(shí)施一二級(jí)安全制動(dòng)。如 圖 41所示。 PLC軟件的主要功能是對(duì)提升機(jī)的啟動(dòng)、加速、減速、 停車等過程控 制 、 信號(hào)采集、邏輯處理 。 (2) 提升機(jī)行程 (PLC)控制方式 通過井筒開關(guān)、旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)提升行程。 另 一種是給定速度為行程的函數(shù) ， v=f(s)。 ( 3) 梯形 圖 、 指令表、或者 是 SFC(時(shí)序功能圖 )進(jìn)行編程。 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文〉 26 第 4 章 PLC 軟件設(shè)計(jì) PLC 軟 件概述 三 菱 PLC的編程軟件有幾 種 ，在此用到的 是 Gxdeveloper，是一款 可 兼容 三菱各種型 號(hào) PLC的編程軟 件 ， 有離線仿真功能。 表 31 輸入點(diǎn)地址編碼 名 稱 地 址 編碼 名 稱 地 址 編碼 電機(jī) A 軸編碼器 (速度〉 XO 半 自 動(dòng) X24 電機(jī) B 軸編碼器 (速度〉 Xl 主系統(tǒng) X25 電機(jī) B 軸編碼器 (深度〉 X2 備用系統(tǒng) X26 輯筒編碼器〈速度〉 X3 人員 X27 深指編碼器 (速度〉 X4 材料 X30 心跳脈沖輸入 XI 0 調(diào)繩 X31 驗(yàn)繩 Xll 正 常 X32 即 開關(guān) X12 調(diào) 節(jié) 閥 X33 維修 X13 Gl X34 應(yīng)急 X14 G2 X35 上過卷 X15 G3 X36 無過卷 X16 G4 X37 下過卷 X17 調(diào)繩控制開關(guān)通 X40 lKT 轉(zhuǎn)換開關(guān) X20 調(diào)繩控制開關(guān)斷 X41 2KT 轉(zhuǎn)換開關(guān) X21 故障復(fù)位 X42 手 動(dòng) X22 半 自 動(dòng)運(yùn)行 X43 自 動(dòng) X23 深度清零 X44 語 音 復(fù)位 X45 深指上 井 口 開 關(guān) X63 急停 X46 深指下 井 口 開 關(guān) X64 備用 X47 井筒上過卷 X65 =倍靜力矩試驗(yàn)按鈕 X50 井簡(jiǎn)下過卷 X66 主令零位停車 X51 井 筒 上 終端 X67 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文〉 24 主令上升 X52 井筒下終端 X70 主令下降 X53 井筒上減速點(diǎn) X71 緊閘開關(guān) X54 井筒下減速點(diǎn) X72 松閘開關(guān) X55 井筒上井口開關(guān) X73 深指上過卷 X56 井筒下井口開關(guān) X74 深指下過卷 X57 井筒上 校 正 開 關(guān) X75 深指上終端 X60 井筒下 校 正 開 關(guān) X76 深指下終端 X61 閘 瓦 開關(guān) X77 深指減速點(diǎn) X62 FX2NA1控制系統(tǒng)的輸出 信 號(hào) 及地址編號(hào)如 表 32所示。 (3) 豐富的軟元件 3072點(diǎn)輔助繼電器 (M) 、 256點(diǎn)計(jì)時(shí)器 、 235點(diǎn)計(jì)數(shù)器 、 8000數(shù)據(jù)寄存器 和 1000點(diǎn)狀態(tài)繼電器 (S) 。128點(diǎn) )有繼電器或晶體管輸出，最多可擴(kuò) 展到 256點(diǎn)。 輸入、輸出點(diǎn)數(shù) 在 256點(diǎn)以內(nèi)可使用 FX2N系列。 F系列程控器的最大輸入輸出點(diǎn)數(shù) 為 256點(diǎn)。 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文〉 22 的選型 三 菱 PLC有如下系 列 : Q系列 ， AnS系列 ， QnA系列 ， A 系列 和 FX系列前四 個(gè)系列 的 PLC為模塊 型 ，可 按 要求配置 。采用統(tǒng)一接線方式的可拆裝的活動(dòng)端子排 ， 提供不同的端子功能適合 用 于 多種電氣規(guī)格。第一編程 語 言 (梯形圖 )是一種圖形編程語 言 ， 與多 年 來 工 業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用的電器控制圖非