【正文】 ............................................ 4 制動(dòng)裝置的 整 體結(jié)構(gòu) ................................................................................. 4 主體 盤車閘的制動(dòng)作用 .............................................................................. 6 液壓站 ................................................................................................................. 7 3 PLC 系統(tǒng)在礦山的應(yīng)用 ..................................................................................... 8 PLC 在礦山提升機(jī) 控制 系統(tǒng) 中 的概述 ............................................................. 8 研究?jī)?nèi)容 ............................................................................................................. 8 本系統(tǒng)中 PLC 選型及特點(diǎn) ............................................................................... 9 西門子少 300 系列的編程器件組成 ........................................................ 11 4 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì) ................................................................................................... 13 系統(tǒng)的 I/O 統(tǒng)計(jì) ………………………………..………………………… . ...13 S7300 可編程控制器概述和 I/O 編址 .................................................... 13 PLC 輸入輸出分析及 I/O 地址分配 ........................................................ 15 控制系統(tǒng) 的硬件組成及工作原理 ................................................................... 18 控制程序和保護(hù)程序的設(shè)計(jì)思路 ............................................................ 19 子程序的設(shè)計(jì) ............................................................................................. 19 控制和保護(hù)程序的設(shè)計(jì) .................................................................................. 21 變頻器（ M440）在提升機(jī)中的作用 ...................................................... 26 提升機(jī) WINCC組態(tài)軟件及其子系統(tǒng) ....................................................... 27 創(chuàng)建 Wincc 項(xiàng)目 ........................................................................................ 28 結(jié) 論 ....................................................................................................................... 33 致 謝 ....................................................................................................................... 34 參 考 文 獻(xiàn) ......................................................................................................... 35 礦 山提升機(jī) PLC監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)（論文） 1 1 引言 每一個(gè)礦山的提升系統(tǒng)都是都是最重要的主要生產(chǎn)設(shè)備，提升機(jī)的主要參數(shù)已經(jīng)安全系數(shù)至關(guān)重要。本系統(tǒng)大大提高了礦井提升系統(tǒng)的安全性、可靠性、完善了檢測(cè)系統(tǒng)、提高了調(diào)速性能，節(jié)約了能源，對(duì)于鐵礦安全生 產(chǎn)有重大意義 [1]。 1977 年 12 月，張家洼工程指揮部進(jìn)行機(jī)構(gòu)調(diào)整，撤銷礦建處，兩個(gè)工程隊(duì)由指揮部直接領(lǐng)導(dǎo)。其中主機(jī)型號(hào)為 JKD（ Z） 6，上海冶金礦山機(jī)械廠制造，主導(dǎo)輪直徑為，卷筒總重 噸，導(dǎo)向輪直徑為 米，導(dǎo)向輪總重為 ，最大靜張力 476KN，最大靜張力差 137KN。一個(gè)彈簧損壞之后必須馬上換上新的盤車制動(dòng)彈簧，以迅速解決礦山中的不穩(wěn)定安全因素。 沈陽(yáng)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 制動(dòng)裝置提升機(jī) (提升絞車 )的重要組成部分之一，直接關(guān)系著提升機(jī)設(shè)備的安全運(yùn)行。 制動(dòng)裝置提升機(jī) (提升絞車 )的重要組成部分之一，直接關(guān)系著提升機(jī)設(shè)備的安全運(yùn)行。 制動(dòng)裝置的整體結(jié)構(gòu) 礦 山提升機(jī) PLC監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)（論文） 5 圖 盤車制動(dòng)器 制動(dòng)裝置中的制動(dòng)器按結(jié)構(gòu)分為塊閘 (角移式或評(píng)移式 )和盤閘；傳動(dòng)裝 置按傳動(dòng)能源分為油壓 (液壓 )、壓氣 (氣動(dòng) )及彈簧等。 盤式制動(dòng)器的性能與用途 盤式制動(dòng) 器是靠碟形彈簧產(chǎn)生制動(dòng)力，用油壓解除制動(dòng)，制動(dòng)力沿軸向作用的制動(dòng) 器。 在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的時(shí)候 可以使油壓增加，一次來(lái)起到增加運(yùn)行速度的目的，更添加相同 盤式制動(dòng)器和液壓站、管路系統(tǒng)配套組成一套完整的制動(dòng)系統(tǒng)。 2） 第一級(jí)，從貼皮降至 8 兆帕，經(jīng)過(guò)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)。 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(jiǎn)便的控制監(jiān)控系統(tǒng)是至關(guān)重要的。 研究?jī)?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。 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?；締卧捎靡子诰S修的裝卸端子臺(tái)。 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。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(lái)選擇數(shù)據(jù)編輯和顯示 。 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(yáng)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。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。 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）。 沈陽(yáng)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。 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。 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。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 。 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。 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。 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。 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)。電機(jī)制動(dòng)器打開后，提升機(jī)沿著井道方向加速到 50Hz。 （ 2）啟動(dòng) Wincc 后， Wincc 資源管理器隨即打開。 （ 6） 通信 提供 Wincc 與 SIMATIC 各系列可編程控器的連接。 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。 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(kù) ”，對(duì)象庫(kù)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(kù) ”，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(kù)中的 。 所以制動(dòng)系統(tǒng)過(guò)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(jiǎn)易可 行的保護(hù)方案。 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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