【正文】 出現(xiàn)異常情況或故障而不立即停運，系統(tǒng)將導(dǎo)致重大事故或可能所懷設(shè)備時，必須使用緊急停運按鈕時所有設(shè)備立即停運。從這個意義上講，手動方式又是自動 14 方式的后備運行方式，所以手動運行方式的程序不能進入 PLC。另一種是選用低速網(wǎng)，速度要求不高的信息交換低速網(wǎng)來實現(xiàn)；對速度要求高的那部分信息交換，則采用硬件輸入輸出的辦法。這樣的系統(tǒng)應(yīng)選用低速網(wǎng)和中小型機。這時需要選用局部式結(jié)構(gòu)，且選用低電壓、高密度輸入輸出模塊。 7）其他輔助程序的設(shè)計。程序必須經(jīng)過一定時間的運行考驗，才可以投入實際現(xiàn)場工作。一般小型低檔的 PLC 僅能實現(xiàn)對開關(guān)量的控制，中檔和高檔、中型和大型的PLC 才能實現(xiàn)對模擬量的控制，并且具有聯(lián)網(wǎng) 通訊，各種運算，高級語言等多種功能。其 進出線 方式保持不 變 （與半自 動 化相同），只需用自 動 控制和半自 動 控制 轉(zhuǎn)換開關(guān) SB，并通 過 PLC 內(nèi) 部程序的改 變 ，使 其控制功能改 變。經(jīng)過 40S 的運行后，控制系統(tǒng)切斷電動機的三項電源，使提升機進入減速階段運行。 提 升機的控制過程 無論 是自 動 或是手 動 控制的提升機，其 運 行的速 度圖 ，一般都具有以下幾 個階 段：加速、等速、 減 速和爬行 四個階 段，其速度 時 序 圖 如 圖 1 所示。其二， PLC 采用的是 掃 描工作方式，串行工作。它采用可 編 程的 內(nèi) 存，用存 儲邏輯運 算、 順 序控制、 定時 、計 算和算 術(shù)運 算等操作指令。 在接觸器控制系 統(tǒng) 中， 電阻 的切除 由 時間繼電 器控制，而 時間繼電 器的計時 ，往往不能做到十分準(zhǔn)確，即有一定 誤 差范 圍 。 7 提升機鋼絲繩張力均衡問題 由于各種原因，多生摩擦提升機的各繩受理時不均勻的，如果相差過大時，可能導(dǎo)致各繩槽磨損程 度過分不均，受力大的鋼絲繩安全系數(shù)降低等。 防滑問題 盡管國內(nèi)對于防滑問題的敘述各不相同，但歸根結(jié)底出發(fā)點只有一個，即鋼絲繩兩端張力應(yīng)符合一定的關(guān)系，并且計算時，都是以歐拉公式為基礎(chǔ)的。 2）由于多生摩擦輪提升機不能調(diào)節(jié)相對繩長，因此，如果用雙容器提升，就不在兩個水平同時工作，為避免此缺點，往往采用平衡錘的單端提升方式，即鋼絲繩的一端為提升容器，另一端為平衡錘。近年來多采用多繩摩擦輪提升機。 礦井提升設(shè)備是礦井運輸 —— 提升綜合體的一個重要組成部分。 本說明書主要介紹了 ? 4 型多繩摩擦式礦井提升機 的結(jié)構(gòu)以及控制裝置的選擇與設(shè)計 。它有單圓柱卷筒和雙圓柱卷筒兩種。 這些說法都從一個側(cè)面或一定程度上說明了提升機械的功能和特性。有的國家把最大提升速度大于 4m/s的提升設(shè)備稱為提升機械；小于 4m/s 的稱為絞車。根據(jù)提升機卷筒（又稱絞筒、滾筒或繩筒）的構(gòu)造特點可分為兩大類： 1） 纏繞式提升機：起提點是在提升過程中，鋼絲繩纏繞在卷筒表面。 熟悉礦井提升機的性能、結(jié)構(gòu)和動作原理，提高安裝質(zhì)量，合理使用設(shè)備，加強設(shè)備維護，才能確保提升機高效率和安全可靠的工作。因此，對它的經(jīng)濟運轉(zhuǎn)，提高效率以節(jié)約能源也必須給予充分的注意。它又可以分為單繩和多繩兩種。為了使停車時對罐準(zhǔn)確，往往在提升終了時，需要使容器有一個低速運行階段（爬行階段），以便較容易的使容器停留在預(yù)定的水平面上而不致誤差過大。 還應(yīng)該指出的是：不論用什么方法測定襯墊的摩擦系數(shù)，由于摩擦輪對鋼絲繩的比壓，在包角范圍內(nèi)各不相同，而摩擦系數(shù)又與比壓有關(guān)，因此， 6 無論是設(shè)計用的，或是測定的摩擦系數(shù)，都只能看成一個當(dāng)量的值。 為保證不滑動，必須有 ? ?212 )1( ppep ????? 或 ? ? fppep ??? ??? 212 /)1( （ 或 d? ） 式中 f? 及 d? 分別為靜防滑系數(shù)和動防滑系數(shù)。要求每一段 電阻 的切除要合理、準(zhǔn)確，否 則將 不能正常 運轉(zhuǎn)，嚴 重 時將 停機或因 電 流 過 大而 燒 壞 電 機。 采用 PLC (可編程控制器 )控制的優(yōu)越性 PLC 可 編 程控制器是一種采用微 電腦 技 術(shù) 的控制 裝 置， 專為工業(yè)環(huán) 境中應(yīng) 用而 設(shè)計 的。 當(dāng) 需 9 要提升功能 時 ，只要改 變 程序， 而不用改 變 I/O 硬件接 線 ，增 強 了控制系 統(tǒng)的 靈 活性、通用性，并提高了可靠性和安全性。 因此，采用 PLC 控制提升機 不僅 方便、安全、可靠，而且大大提高了提升機的工作效率和使用 壽命 。當(dāng)轉(zhuǎn)子附加電阻全部切除完成，提升機進入等速階段。二是全自 動 化控制系 統(tǒng) ， 該 系 統(tǒng) 去掉了手 動 指令控制器，采用全自 動 控制方式，其特 點 是自 動 化程度高，使用方便。 11 PLC 類型的選擇 原則 目前， PLC 的種類很多，按其輸入輸出方式有直流和交流兩種輸入方式；有繼電器（ R），晶體管輸出 (T)，雙向可控硅輸出（ S）三種輸出方式；按其功能又分為低檔、中檔、高檔三種；按接點數(shù)又分為小型、中型、大型三種。最后經(jīng)過單塊調(diào)試，軟硬件聯(lián)調(diào)與系統(tǒng)總調(diào)。 6）故障應(yīng)急措施。 1）設(shè)備集中，待驅(qū)動設(shè)備的功率小，如機床或鑄造車間等。 2 慢過程控制的大系統(tǒng) 慢過程控制的大系統(tǒng)的特點是，設(shè)備對運行速度要求不高或系統(tǒng)中某一部分對運行速度要求不高，但設(shè)備間有連鎖關(guān)系，所有設(shè)備都要統(tǒng)一管理。在構(gòu)成中小系統(tǒng)時， 昂貴的高速網(wǎng)不能被充分利用這一點也令人不滿意。所謂緊急情況時指 PLC 在故障情況下運行。這種方法最簡單，而且程序保留暫停前的狀態(tài)。 3 步進控制方式 一般他使用轉(zhuǎn)換開關(guān)或步進器，僅適時輸出對應(yīng)的動作指令，其它指令全部被抑制。 圖 33 所示是集中控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，它比圖 32 所示的單機控制系統(tǒng)要經(jīng)濟得多。 PLC A控制對象 A 控制對象 B 控制對象 CPLC APLC A上位機 圖 34 分散控制系統(tǒng) 17 分散控制系統(tǒng)多用于多臺機械生產(chǎn)線的控制，各生產(chǎn)線間有數(shù)據(jù)連接。 遠程I/O 通 道本地 I/ O 通 道控制 對 象 C控制 對 象 A控制 對 象 B控制 對 象 CPLC 圖 35 遠程 I/O 控制系統(tǒng) 如前所示，遠程 I/O 通道是用于控制對象原理集中控制室的場合。因此， PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容包括： 1）選擇用戶輸入設(shè)備（按鈕、操作開關(guān)、限位開關(guān)、傳感器等）、輸出設(shè)備（繼電器、接觸器、信號燈等元件）以及由于輸出設(shè)備驅(qū)動的控制對象（電動機、電磁閥 等）。 5）必要時還需要設(shè)計控制臺（柜）。 4）給所需要的 PLC I/O 點各分配一個確定的、在允許范圍內(nèi)的地址編號。根據(jù)流程圖，將整個控制系統(tǒng)分成若干個基本功能塊，然后逐個設(shè)計基本功能塊的梯形圖，最后，把各個梯形圖按順序組合起來。 20 否是否否是工藝過程交付使用編制技術(shù)文件滿足要求聯(lián)機調(diào)試修改現(xiàn)場連線設(shè)計控制臺滿足要求調(diào)試輸入程序并檢查編制程序清單設(shè)計梯形圖設(shè)計流程圖控制臺設(shè)計及現(xiàn)場施工PLC程 序設(shè)計 分 配I/O點設(shè)計I/O連 接圖選擇PLC確定用戶I/O設(shè) 備分析控制要求 圖 36 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計步驟 21 可編程控制器的選擇 隨著 PLC 的推廣普及， PLC 產(chǎn)品的種類和數(shù)量越來越多，而且功能也日趨完善。具體應(yīng)考慮一下幾方面： （ 1）結(jié)構(gòu)合理 對于工藝過程比較固定、環(huán)境條件較好（維修量較好）的場合，選用整體式結(jié)構(gòu) PLC；其它情況則選用模塊式結(jié)構(gòu) PLC。 應(yīng)用場合：數(shù)據(jù)庫的生成、信息管理、 BATCH 控制、診斷和材料處理等。 7）串行接口（ RS232 C）：一般中型以上的 PLC 都提供一個或一個以上串行標(biāo)準(zhǔn)接口（ RS232C），以便連接打印機、 CRT、上位計算機或另一臺 PLC。 通過 I/O 接口模塊可以檢測被控生產(chǎn)過程的各種參數(shù)并以這些現(xiàn)場數(shù)據(jù)作為控制器對控制對象進行控制的信息。典型接口兩成為 10~+10V、 0~+10V、 4~20mA 或 10~50mA。 ② 當(dāng)框架中帶有遠程適配 器模塊或擴展本地 I/O 適配器模塊時，加上其最大電流。DO 為數(shù)字量輸出信號； mK 為每個接點所占存儲器字節(jié)數(shù)， M 為存儲器容量。支撐技術(shù)條件包括下列內(nèi)容： （ 1） 編程手段 （ 2） 程序文本處理 （ 3） 程序儲存方式 （ 4） 通信軟件包 7 PLC 的環(huán)境適應(yīng)性 由于 PLC 是直接用于工業(yè) 控制的工業(yè)控制器，生產(chǎn)廠都把它設(shè)計成能在惡劣的環(huán)境條件下可靠的工作。 內(nèi)部輔助繼電器：一般輔助繼電器 ~ 公 296 個點；停電保護輔助繼電器 ~ 公 248 個點；特殊功能繼電器 ~ 共 8個點，其中 位全部禁止輸出的輔助繼電器 1 個點。能夠達到現(xiàn)在的設(shè)計結(jié)果，都是指導(dǎo)老師和機電教研室所有老師傾心指導(dǎo)的結(jié)果。但是 ,。故在該產(chǎn)品的控制系統(tǒng)設(shè)計中，采用西門子 CPU224 PLC作為系統(tǒng)控制核心，以 TD200 文本顯示器作為主要的人機對話界面，較好的滿足了上述要求，使設(shè)備能應(yīng)用在環(huán)境惡劣的施工現(xiàn)場。 34 上卡夾緊下卡放松油缸提升下卡夾緊上卡放松油缸回落油缸回落上卡放松下卡夾緊油缸提升下卡放松上卡夾緊下一步下一步 （ a）提升過程 （ b）回落過程 圖 3 硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 根據(jù)工藝過程要求，估算出開關(guān)量 I/O 口共需 23 個，其中輸入 14 個，輸出 9 個；模擬量輸入口需 2 個。 TD200 與 CPU224連接很簡單，只需用它提供的連接電纜接到 CPU224 的 PPI 接口即可，不需要單獨電源。 對 TD200 文本顯示器的組態(tài)可在 STEP7MICRO/WIN 編程軟件提供的“向?qū)А?Wizard）指引下進行，按其指定的格式填入需要顯示的信息及設(shè)定需監(jiān)測的變量。 it is normally closed. LS2 is the second limit switch。 5 結(jié)束語 該控制系統(tǒng)充分發(fā)揮了 PLC 可靠、靈活的優(yōu)勢和 TD200 友好的人機界面功能。 36 初始化程序手動程序提升程序回落程序 圖 4 PLC 主程序圖 為保證上下卡頭能充分夾緊或放松提升桿，避免意外事故發(fā)生，程序中每次夾緊動作的執(zhí)行都需檢測卡頭處的壓力反饋值，確認有效后方可執(zhí)行下一動作。 EM231 有三路模擬量輸入通道可接收電壓或電流模擬量信號，本例中僅使用兩路。需使重物回落時，上卡頭先夾緊，下卡頭放松，主液壓缸帶動上卡頭和提升桿回落，到行程后，下卡頭夾緊，上卡頭放松，上卡頭隨主液壓缸提升，重復(fù)以上動作，可實現(xiàn)重物的逐步回落。 31 參 考 文 獻 1， 周美蘭，周封 ， 電器控制與組態(tài)設(shè)計，科學(xué)出版社 2， 彭兆行， 礦山提升機械設(shè)計，機械工業(yè)出版社 3， 李儀鈺，礦山機械，冶金工業(yè)出版社 4，袁任光，可編程控制器選用手冊，機械工業(yè)出版社 5，中國礦業(yè)大學(xué)，礦井提升設(shè)備，煤炭工業(yè)出版社 6，廖常初，可編程控制器應(yīng)用技術(shù)，重慶大學(xué)出版社 7《機械工程手冊，電機工程手冊》編委會，《機械工程手冊》第二卷 8，林英等，煤礦電工手冊 （ 6） ， 煤礦工業(yè)出版社 9，上海市職業(yè)技術(shù)教育課程改革與教材建設(shè)委員會，機電與數(shù)控專業(yè)英語 10，林小峰 .可編程控制器原理及應(yīng)用 .北京：高等教育出版社， 1994 11，田瑞庭 .可編程控制器應(yīng)用技術(shù) .北京：機械工業(yè)出版社， 1994 12，張萬忠 .可編程控制器應(yīng)用技術(shù) .北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 13，于慶廣 .可編程控制器原理及系統(tǒng)設(shè)計 .北京：清華大學(xué)出版社 .2021 14，齊從謙，等． PLZ；技術(shù)及應(yīng)用 [M]．機械工業(yè)出版社， 2021,8． 15，吳小洪，等． PLC 軟元件在電氣系統(tǒng)可靠性設(shè)計中的應(yīng)用 [J]．電工技術(shù)雜志， 1999(2)： 24— 26 32 附錄 1 專題 液壓卡環(huán)式步進提升機 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 摘要： 介紹了西門子 S7200 PLC 在液壓卡環(huán)式步進提升機中的應(yīng)用，簡述了硬件組成和軟件設(shè)計內(nèi)容。我還要對實習(xí)過程中的有關(guān)單位及設(shè)計過程中給予我?guī)椭耐瑢W(xué)們表示感謝。（如下 圖 38 PLC 控制過程框圖及 圖 39 PLC 全自動控制梯形圖所示） 27 N 正 轉(zhuǎn) 運 行 啟 動 起 動準(zhǔn)備就緒 全 自動運行全自動聯(lián)鎖 閉 合 全自動起動松開制動閘閉合正轉(zhuǎn) 閉合反轉(zhuǎn) 反 轉(zhuǎn) 運 行電機起動加速 運 行5運行中出現(xiàn) 故 障電機等速運行 40電機減速運行 5 運 行結(jié)束安全制動抱閘發(fā)出電機停車 命 令抱閘半自動運行半自動聯(lián)鎖 打 開半自動起動發(fā)出電機停車 命 令抱閘故障排除？圖 38 PLC 控制過程框圖 28 V A L 0 .02 0 T I M48V A L 0 .02 0 T