【正文】 mm 3 450 140 32 300 最大提升速度 減速 器 旋轉(zhuǎn)部分變位重量 導(dǎo)向輪變位重量 外形尺寸 長 x寬 x高 m/s 型號(hào) 速比 t t m 14 XP1120 4（Ⅰ）型多繩摩擦式礦井提升機(jī)主要技術(shù)參數(shù)表 由于多生摩擦輪提升的特點(diǎn)，所以它的運(yùn)算參數(shù)九與纏繞式有所不同，主要有： 1）速度圖可能有所不同。圓柱圓錐形提升機(jī)也是纏繞提升機(jī)的一種，這種提升機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重，在我國除一些老礦還在使用外，新設(shè)計(jì)的礦井一般不再采用。因此如果忽視它的運(yùn)轉(zhuǎn)安全可靠性，會(huì)造成礦井生產(chǎn)停頓，甚至不堪設(shè)想的后果。 多年來，大量采用多繩摩擦式以及先進(jìn)的拖動(dòng)、控制系統(tǒng)，還出現(xiàn)了全液壓型等。它包括：提升機(jī)、井架（或井塔）天輪、鋼絲繩、提升容器以及裝卸載裝置等。 我國把纏繞直徑在 2米以上的提升設(shè)備成為提升機(jī)械 。因?yàn)樘嵘龣C(jī)械的功能不僅可以聯(lián)系井上與井下，還可以聯(lián)系井下之間。 2） 摩擦輪提升機(jī)：其特點(diǎn)是靠摩擦輪與鋼絲繩之間的摩擦力傳動(dòng)。 3 第 2 章 提升機(jī)的選型與設(shè)計(jì) 提升機(jī)的選擇與設(shè)計(jì) 礦井提升設(shè)備是供提升礦物（煤礦、礦石）、升降人員、設(shè)備，下放材料等使用的 。 其中礦井提升機(jī)的主要組成部分為：纏繩機(jī)構(gòu)，減速機(jī)構(gòu)，拖動(dòng)機(jī)構(gòu)（電動(dòng)機(jī)），控制、保護(hù)監(jiān)視及信號(hào)裝置等。目前礦井提升機(jī)正向體積小、重量輕和自動(dòng)化方向發(fā)展，以適應(yīng)深礦井和大生產(chǎn)量的需求。傳動(dòng)的性能在很大程度 5 上依賴于襯墊的性能。其他一些國家對(duì)防滑問題，往往僅規(guī)定鋼絲繩兩端的靜張力之比。目前正在使用的液壓螺旋調(diào)繩器，就是基于這樣的原則設(shè)計(jì)的。 提升機(jī)在 運(yùn) 行中，另一 個(gè)難解決 的 問題 是， 對(duì) 提升機(jī)械 設(shè)備 故障的及早監(jiān)測和 警 報(bào) 。它可以 實(shí)現(xiàn) 多 機(jī)聯(lián)網(wǎng)通訊 ，可以 與強(qiáng)電 一起工作，而且抗干擾，可 擴(kuò) 展，比一般微機(jī)控制 編 程 簡單 。其三，由于 PLC 具 有許 多 內(nèi) 部的 軟繼電 器，在這 些 軟繼電 器中 ，還 有具有特殊功能 的輔 助 繼電 器， 這 些 輔 助 繼電 器的特殊功能，使提升機(jī)控制系 統(tǒng) 的保 護(hù) 更加完善和可靠?，F(xiàn)以小型提升機(jī)為例說明。 采用 PLC 控制 控制方式 上述的提升機(jī)控制系 統(tǒng) ，若采用 PLC 控制，可以采用 兩 種控制方式。例如，可利用超聲波或霍爾組件傳感器把提升機(jī)中把鋼絲繩的斷裂檢測出來，把這些信號(hào)經(jīng)過處理送給 A/D 輸入模塊，經(jīng)過 PLC 的軟件處理，在給 PLC 的 D/A 輸出模塊，通過一定的電路顯示出來，并對(duì)提升機(jī)發(fā)出相應(yīng)的控制命令。 在選型是一般要考慮一下幾點(diǎn)： 1 確定控制對(duì)象和控制范圍 在應(yīng)用 PLC 時(shí)，首先要詳細(xì)分析被控對(duì)象、控制過程與要求，了解工藝流程后列出控制系統(tǒng)的多有功能和指標(biāo)要求，與繼電接觸其控制系統(tǒng)和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行比較后加以選擇。它與開關(guān)量 I/O 點(diǎn)數(shù)、內(nèi)存利用率和程序編寫者的編程水平有關(guān)。 可編程控制器控制系統(tǒng)的類型 用 PLC 構(gòu)成的控制系統(tǒng)按其應(yīng)用特點(diǎn)可分為三種類型：單體控制的小系統(tǒng)、慢過程控制的大系統(tǒng)和實(shí)時(shí)控制的快速系統(tǒng)。這時(shí)應(yīng)選用離散式結(jié)構(gòu)，且選用高電壓、低密度輸入輸出模塊。 3 實(shí)時(shí)控制的快速系統(tǒng) 隨著 PLC 在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的不斷擴(kuò)大，在中小型的快速系統(tǒng)中， PLC 不僅完成邏輯控制和主令控制，而且逐步進(jìn)入了設(shè)備的控制級(jí)，如高速線材、中低速熱軋等速度控制系統(tǒng)逐漸由 PLC 來實(shí)現(xiàn)。 可編程控制器控制系統(tǒng)的運(yùn)行方法 用 PLC 構(gòu)成的控制系統(tǒng)由自動(dòng)、半自動(dòng)、和手動(dòng)三種運(yùn)行方式。 PLC 的停運(yùn)方式 有正常停運(yùn)、暫時(shí)停運(yùn)和緊急停運(yùn)三種。緊急停運(yùn)時(shí)，所有設(shè)備必須停運(yùn)，且程序控制被解除，控制內(nèi)容復(fù)位到原始狀態(tài)。 可編程控制器控制系統(tǒng)的構(gòu)成 使用 PLC 可構(gòu)成各種各樣的控制系統(tǒng)，下面就可能的系統(tǒng)構(gòu)成介紹如下： 1 單機(jī)控制系統(tǒng) 用一臺(tái) PLC 控制一臺(tái)控制設(shè)備的系統(tǒng)是最一般的控制系統(tǒng)，輸入 /輸出點(diǎn)數(shù)和存儲(chǔ)器容量比 較小，控制系統(tǒng)的構(gòu)成簡單明了。因此，該控制系統(tǒng)用于由多臺(tái)設(shè)備組成的流水線上比較合適。 4 遠(yuǎn)程 I/O 控制系統(tǒng) 遠(yuǎn)程 I/O 控制系統(tǒng)就是 I/O 模塊不是與 PLC 放在一起，而是遠(yuǎn)距離放在被控設(shè)備附近。因此，在設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循 以下基本原則： 1） 最大限度地滿足被控制對(duì)象的控制要求。 PLC 是 PLC 控制系統(tǒng)的核心部件，正確選擇 PLC 對(duì)于保證整個(gè)控制系統(tǒng)得技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)起著重要的作用。如需要完成的動(dòng)作（動(dòng)作順序、動(dòng)作條件、必須的保護(hù)和連鎖等）、操作方式（手動(dòng)、自動(dòng)，連續(xù)、單周期、單步等）。 在設(shè)計(jì)繼電接觸器控制系統(tǒng)時(shí)，必須在控制線路設(shè)計(jì)完后，才能進(jìn)行控制臺(tái)的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場施工。 5）對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試和修改，直到滿足要求為止。 選擇恰當(dāng)?shù)?PLC 區(qū)控制一臺(tái)機(jī)器或一個(gè)過程時(shí)，不僅應(yīng)考慮應(yīng)用系統(tǒng)目前的需要，還要考慮到那些包含于工廠未來目標(biāo)的需要。 1） 替代繼電器 功能要求：繼電器觸點(diǎn)輸入輸出、邏輯線圈、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器。 5） 高級(jí)功能 高級(jí)指令：如表與塊間的傳送、檢驗(yàn)和、雙倍精度運(yùn)算、對(duì)數(shù)和反對(duì)數(shù)、平方根、 PLD 調(diào)解等。當(dāng)被控設(shè)備的工藝過程改變時(shí)，只需用編程器重新修改程序，就能滿足新的控制要求，給生產(chǎn)帶來很大方便。 （ 1）確定 I/O 點(diǎn)數(shù) 根據(jù)控制系統(tǒng)要求，確定所需要的 I/O 點(diǎn)數(shù)，再增加 10%—— 20%的設(shè)備用量，以便隨時(shí) 增加控制功能。 （ 5） 智能式輸入 /輸出 3 電源選擇 電源模塊的選擇一般只需要考慮輸出電流。 5） 確定框架中是否有用于電源的空槽，或者將電源撞到框架外面。一般一個(gè)系統(tǒng)的軟件總是用于處理控制器具備的控制硬件的。 25 這種 PLC 與國外同類 PLC 性能相同，它可以完成開館兩的邏輯運(yùn)算和控制，又計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、位移寄存器、主控制器、步 控制器、鎖存器及在線監(jiān)視等功能?，F(xiàn)僅介紹全自動(dòng)控制系統(tǒng)得梯形圖和其控制過程框圖。在此，我特別對(duì)我的指導(dǎo)老師和系里的各 位老師表示由衷的感謝，也對(duì)各位領(lǐng)導(dǎo)、專家教授、師傅等的指導(dǎo)表示衷心的謝意！是各位老師誨人不倦的教導(dǎo)和幫助 ,我才能順利的完成設(shè)計(jì)。最后我再一次感謝各位老師在大學(xué) 幾 年 里的精心培育 ,我們會(huì)在以后的工作中加倍努力 ,來報(bào)答老師的栽培 ,不辜負(fù)老師的期望。 聲光檢測 液壓電磁閥 CPU224主控單元EM231擴(kuò)展模塊主令開關(guān) 行程開關(guān) 壓力傳感器TD文本 顯示器 圖 2 提升機(jī)工藝過程示意圖 設(shè)備的工藝過程如圖 2 所示，需提升重物時(shí)：上卡頭先夾緊，下卡頭放松，主液壓缸帶動(dòng)上卡頭和提升桿向上提升，到行程后，下卡頭夾緊，上卡頭放松，上卡頭隨主液壓缸回落，重復(fù)以上動(dòng)作，可實(shí)現(xiàn)重物的步進(jìn)提升。選擇一個(gè) EM231 模擬量輸入單元接收壓力傳感器的檢測信號(hào)（ 4～ 20mA 電流信號(hào)）。同樣，當(dāng)當(dāng)前步數(shù)（ VW34）大于零時(shí)，若輸入“重物回落”（ ）指令，程序執(zhí)行“重物回落程序”，實(shí)現(xiàn)重物的逐步回落。熟練的編程者也可不使用 Wizard，直接在“數(shù)據(jù)塊編輯器”中按指定格式對(duì) TD200 編程。 it is normally closed. R1 is a doublepole contact. R2 is a relay connected to a motor. S1S2 S3R1b)TIMERMotorR25 41 S1S2 S3R1TIMERMotorR25b) An example of relay logic a) Ladder diagram b) Wiring diagram 3, PLC In order to use the advantages of all those controllers and eliminate the difficulties, the programmable logic controllers were invented, A PLC was a replacement for relay devices. They are programmed using a ladder diagram, which is standard electric wiring diagram. As PLC’s bee more flexible, highlevel as well as lowlevel languages are available to PLC programmers. PLC’s have the flexibility of puters as well as a standard and easy interface with processes and other devices. They are widely accepted in industry for controlling from a single device to a plex manufacturing facility. Programmable logic controllers (PLC’s) were first introduced in 1968 as a substitute for hardwired relay panels. The original inten。該顯示器最多可顯示 80 條信息，每條信息最多可包括 4 個(gè)變量。 4 PLC 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)基本按工藝流程圖編制，其主程序梯形圖如圖 4 所示。綜合考慮系統(tǒng)工藝要求、各品牌 PLC 的 I/O口配置、性能價(jià)格比等因素，選擇西門子 S7200 CPU224 作為主控單 元。 上卡頭主液壓缸下卡頭液壓管路支架提升桿 圖 1 提升機(jī)部分結(jié)構(gòu)示意圖 2 液壓卡環(huán)式步進(jìn)提升機(jī)的工藝過程 33 液壓卡環(huán)式步進(jìn)提升機(jī)主要由液壓泵站及管路、電氣控制臺(tái)和液壓卡環(huán)式步進(jìn)升降器組成，可完成對(duì)重物的步進(jìn)提升和回落，其部分結(jié)構(gòu)示意圖如圖 1 所示。盡管我自己付出了很大的努力完成了我的設(shè)計(jì)。從設(shè)計(jì)之初，資料的收集，到設(shè)計(jì)過程中設(shè)備的技術(shù)改進(jìn)、圖紙的質(zhì)量等等，都是在指導(dǎo)老師的嚴(yán)格要求和指導(dǎo)下完成的。 實(shí)際 PLC I/O 硬件接口電路中，輸入輸出接點(diǎn)的地址號(hào)分配情況： 輸入： — 3QA，常開接點(diǎn)，控制在安全保護(hù)回路 KMB 的斷開和接通； — SA0 ，安全保護(hù)回路中主令控制器的開關(guān)； — SA1， — SA2， — SA3， — SA4， — SA5， — SA6，均為主令控制器的手把開關(guān)在控制回路中的觸點(diǎn)開關(guān)； — 2SL， — 3SL 為過卷行程開關(guān)； — SF，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕； — SR，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕； — SB，自動(dòng) /半自動(dòng) 控制方式轉(zhuǎn)換開關(guān)（自動(dòng)閉合，自動(dòng)斷開）； — 3KA，過流接觸器的常開接點(diǎn)； — ST，緊急停車按鈕； 輸出： — KMB，安全制動(dòng)交流接觸器線圈； — KMF， 正轉(zhuǎn)交流接觸器線圈； — KMR，反轉(zhuǎn)交流接觸器線圈； — 1KMA， — 2KMA， — 3KMA， — 4KMA，均為加速叫流接觸器線圈。盡管如此，美中 PLC 都有自己的環(huán)境技術(shù)條件，在選擇時(shí)特別是在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，對(duì)環(huán)境條件要給與充分考慮。 5 軟件選擇 在系 統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過程中，用戶常面臨 PLC 的編程問題，因?yàn)檫@是非常重要的。 4） 如果框架中留有空槽用作將來擴(kuò)展時(shí)： ① 列出將來要擴(kuò)展的 I/O 模塊所需的背板電流。 （ 4） 特殊功能輸入 /輸出 在選擇一臺(tái) PLC 時(shí)，用戶可能需要一些特殊類型的切不能用便準(zhǔn) I/O 實(shí)現(xiàn) I/O 限制的情況。同時(shí)控制器又是通過 I/O 接口模塊將控制器的處理結(jié)果送給被控設(shè)備或工業(yè)生產(chǎn)過程，驅(qū)動(dòng)各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)控制。 （ 3）機(jī)型統(tǒng)一 一個(gè)大型企業(yè)，應(yīng)盡量做到機(jī)型統(tǒng) 一。 4） 矩陣功能 功能要求：邏輯與、邏輯或、異或、比較、置位、位移和變反等。 （ 2）功能相當(dāng) 對(duì)于開關(guān)量控制的工程項(xiàng)目，對(duì)其控制速度無需考慮，一般的低檔機(jī)就能滿足要求。 PLC 的品種繁多，其結(jié)構(gòu)型式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方法、價(jià)格等各有不同，適用場 合也各有側(cè)重。 3）根據(jù)梯形圖編制程序清單（語句表）。設(shè)計(jì) I/O 連接圖。 6）編制控制系統(tǒng)得技術(shù)文件，包括說明書、電器圖及電器元件明細(xì)表等。這些設(shè)備屬于一般的電器元件，其選擇的方法在其它有關(guān)書籍中已有介紹。一個(gè)控制系統(tǒng)需設(shè)置多少個(gè)遠(yuǎn)程 I/O 通道（站），要視控制對(duì)象的分散程度和距離而定，同時(shí)亦受所選 PLC 能驅(qū)動(dòng) I/O 通道數(shù)的限制。由于各控制對(duì)象都由自己的 PLC 控制，當(dāng)某一臺(tái) PLC 停運(yùn)時(shí)，不需要停運(yùn)其它的 PLC。 然而某一個(gè)控制對(duì)象的控制程序需要改變時(shí)。此方式中，動(dòng)作結(jié)束信號(hào)要反送給步進(jìn)檢出電路，以便切換到下一步，輸出必要的命令。 緊急停運(yùn)方式是：當(dāng)控制系統(tǒng)中某 些設(shè)備