【正文】 圖 見附錄 。當開關 X8接通時，輸出 Y YA、 YC、 YD、 YF接通即數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)值為 2。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 27 圖 停車開關、過擺開關控制程序 圖 系統(tǒng)報警裝置控制程序 系統(tǒng)中裝有報警信號，即會在危險情況下鳴響警報，提醒工人危險和終止電機的運行，圖 ，電機運行的同時報警警報鳴響。 圖 電機減壓啟動控制程序 電機運行因啟動電壓較大，故采用減壓 啟動 的方式，上式圖 正轉反轉按鈕后電機的一段時間的減壓啟動，直至電機正常運轉。 途 中設有緊急停車 保護 開關和座位過擺保護開關 ，用于工人沿途遇到緊急情況及時停車保護，除此之外，途中還設有氣體檢測 傳感器 ，對整個上下環(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 轉換單元把數(shù)據(jù)傳輸給 PLC，當氣體濃度超出安全范圍時，緊急制動，并電機開始反轉， 搭載 工人回到原始乘坐點。 系統(tǒng) 在井上和井下分別設有操作臺，當在井上有人需上車時，井上操作人員按下正轉啟動按鈕，制動器松閘，系統(tǒng)發(fā)出 3聲預警信號用以提示乘客猴車即將啟動，注意安全；另外一個作用是作為與井下操作臺上的工作人員之間的一種通信信號：告知礦井下的操作人員此時井上有人上車，若井下有 人需上車，此時必須等待，只到所有上車的人都到達井下時，方可上車；同理若是在井下的操作人員按下反轉啟動按鈕，則若井上有人需上車時，此時必須等待，只到所有上車的人都到達井上時，方可上車。 表 輸入信號分配表 輸入接口 輸入信號 代碼 名稱 X0 SB0 正轉啟動按鈕 X1 SB1 反轉啟動按鈕 X2 Q1 速度調節(jié)開關 X3 SB2 停止按鈕 X4 SQ1 機頭越位行程開關 X5 SQ2 機尾越位行程開關 X6 SQ3 重錘上限限位開關 X7 Q2 全程緊急停車保護開關 X8 Q3 X9 Q4 XA Q5 XB Q6 XC Q7 XD Q14 CO 傳感器模擬信號 XE Q15 CH4 傳感器模擬信號 X10 Q8 過擺保護開關 X11 Q9 X12 Q10 X13 Q11 X14 Q12 X15 Q13 X16 Q14 CO 傳感器信號清零開關 X17 Q15 CH4 傳感器信號清零開關 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 23 表 輸出信號分配表 輸出接口 輸出信號 代碼 名稱 Y0 KM1 自耦減壓啟動接觸器 1 Y1 KM2 自耦減壓啟動接觸器 2 Y2 KM3 電機正轉接觸器 Y3 KM4 電機反轉接觸器 Y4 YB 制動器松閥 Y5 BU 報警蜂鳴器 Y6 KA1 MP3 播放器 Y8 HL1 電機運行 Y9 HL2 機頭越位顯示 YA HL3 機尾越位顯示 YB HL4 減速機運行 Y10 A 緊急停車開關觸動位置數(shù)碼管顯示 Y11 B Y12 C Y13 D Y14 E Y15 F Y16 G Y17 A 過擺開關觸動位置數(shù)碼管顯示 Y18 B Y19 C Y1A D Y1B E Y1C F Y1D G 在程序中也用到一些內部繼電器、數(shù)據(jù)存儲器、時間繼電器。七段數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)與輸入關系如下表 、 所示。根據(jù)公式（ 1），由煤礦中一氧化碳和甲烷氣體的最高濃度分別為 %、4%，則一氧化碳濃度為 %對應的輸出模擬電流為 I=[ ? （ 204 ）/1000+4]mA=，對應 PLC 的 A/D 轉換單元輸出數(shù)值為 1000/20? =130。 圖 A/D單元的面板布置圖 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 19 圖 圖 （ 5） 模擬量與數(shù)字量之間的轉換 氣體傳感器輸出的電解電流和氣體濃度之間的關系如下式表示： I=(n * F * A * D * C) /? 式中， I電解電流； n每 1mol 氣體產生的電子書； F法拉第常熟； A氣體擴散 面積；D擴散系數(shù)； C電解質溶液中電解的氣體濃度； ? 擴散層的厚度。當電壓范圍選擇端子 RANGE間開路時，輸入模擬電壓范圍為 0~5V；短路是，輸入模擬電壓范圍為 0~10V。其中， V是電壓輸入端， I 是電流輸入端， C是公共端， FG是 屏蔽接地端。 A/D 轉換的編程可用指令 F0 實現(xiàn)，如【 F0 MV ,WX9,DTO】執(zhí)行這一指令后， CHO輸入的模擬信號經(jīng) A/D轉換變成數(shù)字信號后送入WX9，并由 F0指令讀出保存到 DTO 中。 （ 2） 其主要技術指標如下表 所示 表 GJG10H 型智能紅外甲烷傳感器主要技術指標 表 GJG10H 型智能紅外甲烷傳感器主要技術指標 項目 技術指標 測量范圍 0~10%CH4 分辨率 %CH4 測量精度 ~%CH4 ~%CH4 ~%CH4 ~%CH4 ?? % CH4 ?? %CH4 ?? %CH44 ?? %真值 元件檢測反應速度 ? 20S 報警方式 間歇式聲光報警 報警點范圍 %~%連續(xù)可調 斷電點范圍 %~%連續(xù)可調 采樣方式 限制擴散式 整機工作電壓 9~24V DC,18VDC/51mA 傳輸距離 3km 輸出信號 200~1000Hz、 1~5mA DC 防爆型式 Exib I 礦用本安型 （ 4） 下圖 、 分別為 GJG10H 型智能紅外甲烷傳感器的各部件示意圖和接線示意圖。檢測元件由國外原裝進口，采用高穩(wěn)定放大處理電路，保證了儀器的性能穩(wěn)定和測量準確性。 圖 KGA3 型一氧化碳傳感器外形圖 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 15 (2) 主要技術參數(shù)： 表 KGA3 技術參數(shù)表 項目 技術指標 測量范圍（ CH4） （ 0~1000） ? 106 基本誤差（ CH4） 0~50 50~200 200~1000 ? 4? 106 4? 5%測量值 ? 106 4? 5%測量值 ? 106 響應時間 ? 35S 報警方式 間歇式聲光交替 斷電點 連續(xù)可調 報警方式 斷續(xù)聲，光報警 防爆型式 Exibd I 輸出信號 頻率 2001000Hz， 0200Hz， 515Hz 電流 15mA， 420mA 工作電壓 DC（ 9~24V） 工作 電流 ? 80mA DC18V 外形尺寸 280? 180? 68 mm 外形尺寸 200 mL/min 甲烷傳感器的選型 煤礦中 CH4 氣體最高濃度為 4%，當 CO 傳感情檢測到其濃度不低于這個值時，傳感器就輸出一個模擬信號，通過 A/D 轉換單元將其轉換為數(shù)字信號，再經(jīng) PLC 控制猴車系統(tǒng)。 KGA3 型煤礦用電化學式一氧化碳傳感器（以下簡稱傳感器）是礦用連續(xù)檢測礦井下一氧化碳濃度的高精度儀表?？炻州喺{速直接看不出轉速，指針手輪調速指針上顯示的速度與實際輸出軸轉速有 35 轉的偏差。 ⑧ 全機密封，可適用于潮濕、多塵、有輕度腐蝕性的工作環(huán)境。 ④ 性能穩(wěn)定：本機的傳動部件都經(jīng)過特殊的熱處理，精密加工摩擦部位，潤滑良好，運行平穩(wěn)，噪聲低，壽命長。在轉動手輪改變角向位置的同時，調速凸輪的端而曲線經(jīng)平面軸承和固定平面凸輪斷面曲線作用，使調速凸輪產生軸向移動，從而勻速地改變調速凸輪的固定環(huán)之間的間隙，使行星摩擦輪產生徑向移動，從而勻速地改變了行星輪與主動輪、壓盤及固定環(huán)、調整凸輪摩擦處的工作半徑，穩(wěn)定地實現(xiàn)了無級變速。根據(jù)本設計的要求，采用 MB系列的無級變速機，實現(xiàn)對猴車運行速度的控制。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 13 圖 YW23系列電力液壓塊式制動器外形圖 減速機的選型 （ 1）減速機是一種動力傳達機構，利用齒輪的速度轉換器，將馬達的回轉數(shù)減速到所要的回轉數(shù)，并得到較大轉矩的機構。15176。 制動器的選型：制動器選用電力液壓塊式制動器，性能安全可靠，制動平穩(wěn)，動作頻率高，主要擺動較點設有自潤滑軸承，傳動效力高，壽命長，在使用過程中無需潤滑，廣泛用于起重、冶金、礦山、港口、碼頭、建 筑機械等機械驅動裝置的減速或停車制動。 ③ 輸送機帶速，當輸送機帶速高時，應選用可控制動器， 或者選用液力或液壓制動器先實現(xiàn)降速，速度降低以后，再加制動閘進行定車制動。如圖 所示，當按下正轉（反轉）啟動按鈕 SB0（ SB1），接觸器 KM KM2 與時間繼電器 KT 的線圈同時得電， KM KM2 的主觸 點閉合，電動機定子繞組經(jīng)自耦變壓器接至電源減壓啟動。 ⑤ 變頻器：變頻器是現(xiàn)代電動機控制領域技術含量最高，控制功能最全、控制效果最好的電機控制裝置，它通過改變電網(wǎng)的頻率來調節(jié)電動機的轉速和轉矩。 ④ 軟起動器：這是利用了可控硅的移相調壓原理來實現(xiàn)電動機的調壓起動，主要用于電動機的起動控制，起動效果好但成本較高。 ② 自耦減壓啟動：利用自耦變壓器的多抽頭減壓，既能適應不同負載起動的需要 ，又能得到更大的起動轉矩，是一種經(jīng)常被用來起動較大容量電動機的減壓起動方式。 綜合考慮選擇電動機型號為 Y200L6 籠型三相異步電 動機。 各點張力的計算： 當下放側無人而上升側滿員是：（動力運行狀態(tài)） 線路運行阻力： )s i nc o s(*]/)([ 121014 ????????? gLqW ???? （ ） )s i nc o s(]/[ 12032 ?????????? gLQqW ???? () 各點張力： S3 = Smin =14406N S4 = Smin = S1 = S4 + W41 = S2 = S3 – W23 = （ ） 式中： q0 —— 每米鋼絲繩的質量 ㎏／ m； Q1 —— 每人人體重量 取 Q1 =75 ㎏； Q2 —— 每把吊椅重量 取 Q2 =15 ㎏； ω —— 牽引鋼絲繩運行阻力系數(shù)，動力運行時，取 ? =， 制動運行時，取 ? =； L—— 礦井斜長。 驅動輪繩槽與牽引鋼絲繩間的摩擦系數(shù)： μ =。 鋼絲繩的運行速度： V=。故采用松下公司的 FP1C72可編程邏輯控制器， FP1 系列的 C72 可編程邏輯控制器共有 40個輸入點和 32個輸出點，共 72個 I/O點，輸入寄存器為 X0— X27輸出寄存器為 Y0— Y1F，有內置時鐘。 通訊接口和智能模塊； 178。 發(fā)展方向： 178。 PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。 P L C 各種按鍵 傳感器 保護開關 鋼絲繩 減速機 主電機 制動器 語音箱 數(shù)碼管顯示器 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 7 第 3章 控制 系統(tǒng)的 硬件 設計 PLC 的選型 （ 1） PLC 簡介 PLC 即可編程控制器（ Programmable logic Controller，是指以計算機技術為基礎的新型工業(yè)控制裝置。其中猴車的結構 主要由驅動部分、乘人部分、托繩部分、尾輪部分、張緊部分及電控系統(tǒng)組成 。 （ 4）減速機：即直接從設計中所需的運動調速方式，以及有輕度腐蝕的工作環(huán)境并結合各減速機型號的側重性能來綜合考慮選型。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 6 （ 1）電動機：綜合系統(tǒng)要求并假設設計環(huán)境為索道長度 500M、斜角 15176。 （ 2）保護 開關：本設計在索道沿途共安裝 12個保護開關，其中 6 個用作全程緊急停車保護開關，另外 6個用作吊椅搖擺保護開關，分別間隔 80m安裝一個；通過 PLC 控制系統(tǒng)將數(shù)據(jù)送往數(shù)碼管顯示，以便工作人 員 準確定位故障的位置，減少了故障的排查時間，便于維護和維修。 系統(tǒng)的基本結構 猴車控制系統(tǒng)主要以 PLC為主要控制單元，控制操作臺及 語音箱作 為操作及報警設備， PLC外圍開關，傳感器構成保護系統(tǒng)。本設計采用松下公司的 FP1 系列的 FP1C72 型號 PLC，其相應的軟件為FPWINGR 和手持編程器來完成猴車控制系統(tǒng)的設計。對于這種控制方式，隨著電路中的保護開關的增加，使電路的安全性和準確性都能得到提高，卻不會給電路接線帶來困難。 ⑥ 電機的過載、短路保護：控制電路中接有熔斷器和熱繼電器，分別用于電路短路和過載保護。 ④ 越位保護。 ② 乘人吊椅搖擺保護：間隔 80m安裝一個，此開關是用于防止吊椅過擺而設置的保護裝置。 （ 2）系統(tǒng)停車 正常停車：轉換開關置于停止位置，設備進入停機狀態(tài)，任何設備不能啟動。 系統(tǒng)控制要求實現(xiàn)的功能如下： （ 1） 猴車控制系統(tǒng)啟動要求 在井上和井下分別設有操作臺，當在井上有人需上車時，井上操作人員按下正轉啟動按鈕，制動器松閘，系統(tǒng)發(fā)出 3聲預警信號用以提示乘客 猴車即將啟動，注意安全；另外一個作用是作為與井下操作臺上的工作人員之間的一種通信信號：告知礦井下的操作人員此