【正文】 代號(hào) 輸入端 子分配 輸出端 代號(hào) 輸出端 子分配 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 總起動(dòng)按鈕 緊急停車按鈕 行程開(kāi)關(guān) 行程開(kāi)關(guān) 行程開(kāi)關(guān) 行程開(kāi)關(guān) 行程開(kāi)關(guān) 行程開(kāi)關(guān) 上限位開(kāi)關(guān) 下限位開(kāi)關(guān) 安全制動(dòng)開(kāi)關(guān) 閘瓦磨損超限信號(hào) 高壓油斷路器信號(hào) 潤(rùn)滑泵啟動(dòng)信號(hào) 控制泵啟動(dòng)信號(hào) 潤(rùn)滑泵停止信號(hào) 控制停止信號(hào) 自動(dòng)方式 手動(dòng)方式 壓力傳感器 溫度傳感器 過(guò)卷開(kāi)關(guān) 過(guò)卷開(kāi)關(guān) 高壓油斷路器的輔 助觸點(diǎn) 過(guò)卷復(fù)位轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) 測(cè)指示燈按鈕 主令控制器 (手動(dòng) 時(shí)用 )的常開(kāi)觸點(diǎn) 主令控制器 (手動(dòng) 時(shí)用 )的常閉觸點(diǎn) 精濾信號(hào) QA JT XC1 XC2 XC3 XC4 XC5 XC6 XS XX SF1 SL1 DL1 RQ KQ RT KT FS1 FS2 YX WX SL2 SL3 QF GF CD U1 ZL2 JL X50 X51 X52 X53 X54 X55 X56 X57 X58 X59 X5A X5B X5C X5D X5E X5F X60 X61 X62 X63 X64 X65 X66 X67 X68 X69 X6A X6B X6C 提升指示 急停指示 井底初加速指示 井底等速指示 井筒加速指示 井筒等速指示 井筒減速指示 井口等速指示 井口減速指示 故障信號(hào)燈、笛 電液比例溢流閥 二位二通電磁閥 潤(rùn)滑泵工作 高溫指示 精濾指示 有電指示 低壓指示 控制泵工作 制動(dòng)油過(guò)壓保護(hù) 過(guò)卷、閘瓦磨損 超限保護(hù) DO D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 Z1 Z2 KM1 D10 D11 D12 D13 KM2 KM3 KM4 Y70 Y71 Y72 Y73 Y74 Y75 Y76 Y77 Y78 Y79 Y7A Y7B Y7C Y7D Y7E Y7F Y80 Y81 Y82 Y83 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 33 重要的流程圖 在本控制系統(tǒng)中提升機(jī)運(yùn)行過(guò)程框圖如圖 42所示，其中開(kāi)車前的準(zhǔn)備框圖如圖 43， PLC 控制流程圖 如圖 44，程序流程圖如 45 所示。 n: 控制字個(gè)數(shù)。30mA 模擬通道 2 允許外部負(fù)載 0～ 550? 內(nèi)部電流消耗 ≤177。 D/A 單元的設(shè)置 D/A 單元 I/0 分配 本系統(tǒng)將 D/A 單元安裝在 10 號(hào)槽，其 I/0 分配如表 310: 4000 3000 2021 1000 0 4 8 12 16 20 數(shù)字輸出 模擬輸入（ mA） 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 28 表 310 D/A 單元 I/0 分配表 輸入點(diǎn)編號(hào) 說(shuō)明 X100 D/A轉(zhuǎn)換好標(biāo)志 (在“ ON”時(shí)有效 ) X101 CHO輸入數(shù)據(jù)有效標(biāo)志 (當(dāng) CHO輸入數(shù)據(jù)在設(shè)定范圍內(nèi) 時(shí)，該點(diǎn)“ OFF”，反之“ ON” ) X102 CH1輸入數(shù)據(jù)有效標(biāo)志 (當(dāng) CH1輸入數(shù)據(jù)在設(shè)定范圍內(nèi) 時(shí) .該點(diǎn)“ OFF” .反之“ ON” ) X103 報(bào)警信號(hào) (當(dāng) CHO輸入數(shù)據(jù)大于上限時(shí)，該接點(diǎn)“ ON” ) X104 報(bào)警信號(hào) (當(dāng) CHO輸入數(shù)據(jù)小于下限時(shí)，該接點(diǎn)“ ON” ) X105 報(bào)警信號(hào) (當(dāng) CH1輸入數(shù)據(jù)大于上限時(shí)，該接點(diǎn)“ ON” ) X106 報(bào)警信號(hào) (當(dāng) CH1輸入數(shù)據(jù)小于下限時(shí)，該接點(diǎn)“ ON” ) 表中說(shuō)明 : (1)X100 和 X103X106 這幾個(gè)接點(diǎn)，當(dāng)模擬輸出限定條件被重新寫入時(shí)“ OFF”。 圖 31 A/D 輸入 /輸出特性 A/D 單元的編程方法 (1)向 A/D 單元寫入控制字可通過(guò)指令 [F151 WRT, S1， S2， n, D]來(lái)實(shí)現(xiàn) 其中 S1: A/D 單元所在的槽號(hào)。當(dāng)該位為 1時(shí)，則設(shè)定其相應(yīng)功能有效，為 0時(shí)則無(wú)效。輸入信號(hào)為 (4～ 20mA), SW14: ON 狀態(tài)。 通過(guò)調(diào)整 PID 各參數(shù)，可以使系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)，只根據(jù)增大比例常數(shù)可以加快系統(tǒng)的響應(yīng)，有利于減小靜差。 (6)輸出較高極限值 [S+5] 范圍是 :KO～ K10000。 (2)給定值 (SP)[S+1] 該設(shè)定取決于過(guò)程量的目標(biāo)值，其設(shè)置范圍為 :KO～ K10000，本系統(tǒng)中速度調(diào)節(jié)器的目標(biāo)值分別由高速計(jì)數(shù)板的經(jīng)過(guò)值寄存器 DT9108, DT9109 和 DT9116, DT9117 通過(guò) F1(DMV)指令進(jìn)行實(shí)時(shí)傳送。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 22 比例一微分型 :一般情況下，當(dāng)設(shè)定值改變時(shí)，執(zhí)行過(guò)程會(huì)有不大的改變，但周期阻尼振蕩慢。由于軟件設(shè)計(jì)的靈活性，一般可以得到滿意的效果。 當(dāng)選擇手動(dòng)方式時(shí)，可用自整角機(jī)作為主令控制設(shè)備，司機(jī)通過(guò)前推或后拉主令控制手柄帶動(dòng)自整角機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而發(fā)出主令控制信號(hào)，作為速度的給定。按參數(shù)表初始波形輸出 0OOO1H，河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 19 即 YO為高電平而 Y4, Y3, Y2, Y1 為低電平，此時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速較低，進(jìn)行的是井底平車場(chǎng)的初加速運(yùn)行。 ④ [F163(HCOR) S Yn]: 其中 S：存高速計(jì)數(shù)器經(jīng) 過(guò)值的首地址，設(shè)置范圍： K8388608～ K8388607， D：指定的外部輸出繼電器（ Y0～ Y7），當(dāng)（ DT9044， DT9045） =（ S， S+1） → Yn=ON,執(zhí)行條件是 R903A=OFF(n=0～ 7)。 (3)占用內(nèi)部寄存器 :HSC 的經(jīng)過(guò)值存放于 DT9044 和 DT9045 中；目標(biāo)值存放于 DT9046 和 DT9047 中。該脈沖送入高速計(jì)數(shù)板的輸入端，使高速計(jì)數(shù)板按所設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行工作。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 15 其脈沖單元分配如表 33所示。 SW2:取 ON狀態(tài)使之處于中斷使能。 (5) :脈沖頻率控制輸入端。當(dāng)進(jìn)行高、低檔頻率切換時(shí)，可設(shè)定切換延時(shí)時(shí)間。該功能與高速計(jì)數(shù)器功能結(jié)合使用，可以對(duì)步進(jìn)電機(jī)的速度和運(yùn)動(dòng)物體的位置進(jìn)行控制。 (2)主要技術(shù)參數(shù) : :～ 。主動(dòng)部分包括主動(dòng)軸和主動(dòng)摩擦片，它們以花鍵相聯(lián)，并可作軸向自由滑動(dòng) 。 。 CPU 中具有中斷功能、調(diào)試和測(cè)試運(yùn)行功能，在程序運(yùn)行過(guò)程中可利用中繼功能執(zhí)行高優(yōu)先級(jí)的中斷程序。 隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，可編程控制器更多地具有了計(jì)算機(jī)的功能，不僅能實(shí)現(xiàn)邏輯控制、定時(shí)控制、計(jì)數(shù)控制、順序 (步進(jìn) )控制，還具有了模擬量控制、閉環(huán)過(guò)程控制、數(shù)據(jù)處理和通信聯(lián)網(wǎng)等功能。主控系統(tǒng)的軟件主要用來(lái)執(zhí)行提升機(jī)運(yùn)行的邏輯、比較、順序控制、算術(shù)計(jì)算和位置控制等功能。 圖 21 提升速度圖及循環(huán)時(shí)間計(jì)算表 開(kāi)始時(shí)，在井口平車場(chǎng)空車線上的空車串，由井口推車器以 a1加速至V0=，向下推進(jìn)。 (2)要求具有很好的調(diào)速性能，能夠精確地完成井下提升的整個(gè)運(yùn)行過(guò)程。它可以實(shí)現(xiàn)平滑的無(wú)級(jí)調(diào)速，摩擦副在分離狀態(tài)下使工作機(jī)起動(dòng)，起動(dòng)電流也大大降低，因而避免了電阻投切造成的能源浪費(fèi)，同時(shí)大慣量工作機(jī)緩慢加速，可以防止過(guò)載，并且調(diào)速反應(yīng)靈敏，轉(zhuǎn)速控制精度高，能夠?qū)崿F(xiàn)手動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制。但這類調(diào)速方式用于礦井提升機(jī)的較少。采用數(shù)控技術(shù)后，提升機(jī)電控系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制精度高、系統(tǒng)功能開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)；特別是其具有智能化的信息采集、故障診斷和在線檢測(cè)等功能，極大地提高了系統(tǒng)的可靠性，縮短了查找和排除故障的時(shí)間，降低了維護(hù)成本。 現(xiàn)代礦井提升機(jī)的發(fā)展與現(xiàn)代電力傳動(dòng)及其控制技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。在 20 世紀(jì) 70 年代前，礦井提升機(jī)大多采用交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，但是由于其調(diào)速件能較差，很難適用于調(diào)速性能要求較高的場(chǎng)合。這類調(diào)速方式有定子調(diào)壓調(diào)速、電磁離合器調(diào)速、繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速等。 無(wú)論采用哪種調(diào)速方案，轉(zhuǎn)差功率調(diào)速系統(tǒng)中轉(zhuǎn)子消耗是不可避免的，于是造成了能源的浪費(fèi)。利用可編程控制器的內(nèi)置 PID 模塊構(gòu)成轉(zhuǎn)速、電流 PI 調(diào)節(jié)器，然后通過(guò)模擬量輸出模塊來(lái)控制 液粘調(diào)速離合器 電液比例溢流閥，從而達(dá)到控制提升機(jī)調(diào)速的目的。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 4 (5)技術(shù)先 進(jìn)，維護(hù)簡(jiǎn)單、方便，在保證安全可靠運(yùn)行前提下，控制線路簡(jiǎn)潔明了，便于維修和排除故障。同時(shí)井下也摘掉空車并掛上重車，然后打開(kāi)井口空車線上的阻車器，進(jìn)入下一個(gè)提升循環(huán)。根據(jù)PLC 的控制性能和液粘調(diào)速離合器的調(diào)速特性，可實(shí)現(xiàn)提升機(jī)全自動(dòng)、手動(dòng)和檢修操作方式，各種操作方式均由司機(jī)通過(guò)控制操作臺(tái)進(jìn)行控制。 整個(gè)控制系統(tǒng)除了用到 PLC 邏輯控制、定時(shí)控制和計(jì)數(shù)控制等基本控制功能外，關(guān)鍵是要用到 PLC 的高級(jí)控制單元，主要包括 A/D、 D/A 單元，脈沖輸出單元、位置控制單元和 PID 模塊等。并且在 FP3 的高級(jí)單元內(nèi)部一般自帶有 CPU 和存儲(chǔ)器，只要在初始化時(shí)，由 FP3 的 CPU 單元將控制字寫入其內(nèi)部存儲(chǔ)器中，則這些存儲(chǔ)器即可獨(dú)立運(yùn)行。 液粘調(diào)速離合器 本系統(tǒng)中提升機(jī)的調(diào)速裝置采用 液體粘性調(diào)速離合器（也稱液粘調(diào)速離合器、液粘離合器）。在主動(dòng)軸和被動(dòng)軸的軸向徑向均鉆有油孔，分別通往潤(rùn)滑油腔和工作油腔。 :Q=40～ 70L/min。 井底車場(chǎng)的長(zhǎng)度 :LD=30m。 (3) C=P, CP:經(jīng)過(guò)值、預(yù)置值比較輸出端。 (8)輸入、輸出工作指示燈。 SW5～ SW8:未用。 (2)X2 是溢出標(biāo)志位，當(dāng)發(fā)生溢出時(shí) X2: ON。 表 34 高速計(jì)數(shù)器和高速計(jì)數(shù)板性能對(duì)照表 項(xiàng) 目 高速計(jì)數(shù)器 高速計(jì)數(shù)板 通道數(shù) 1 2 計(jì)數(shù)速度 一相： 10KHZ 一相： 20KHZ 兩相： 5KHZ 兩相 四時(shí)： 5KHZ 目標(biāo)值設(shè)定數(shù) 不限 每通道 2個(gè) 輸入方式 4種 3種 輸入點(diǎn)數(shù) 3點(diǎn)（ X0、 X X2） 10點(diǎn) 輸出點(diǎn)數(shù) 不限 每通道 2點(diǎn) 編 程 使用特殊指令 F162～F165編程，實(shí)現(xiàn)各種功能，如速度控制、輸出波形控制、輸出通斷控制等 不使用特殊指令編程，而是利用經(jīng)過(guò)值 與目標(biāo)值相等作為輸出控制條件，使輸出通或斷，來(lái)實(shí)現(xiàn)外部控制 在本系統(tǒng)中采用一個(gè)高速計(jì)數(shù)器和一個(gè)高速計(jì)數(shù)板來(lái)計(jì)數(shù)，其中 HSC在波形輸出控制方式中用 F164(SPDO)指令根據(jù)高速計(jì)數(shù)器的經(jīng)過(guò)值控制輸出波形 ON/OFF，以實(shí)現(xiàn)速度的及時(shí)切換。 (4)高速計(jì)數(shù)器所用到的指令 ① [FO(MV) S D]:16 位數(shù)據(jù)傳輸指令，其中 S：被傳送原數(shù)據(jù)（地址）， D：傳送數(shù)據(jù)的目的地址，即 S→ D，該指令用來(lái)向高速計(jì)數(shù)器傳輸數(shù)據(jù)。可用于兩種類型的輸出控制，即脈沖輸出控制方式和波形輸出控制方式，本系統(tǒng)采用 是后一種。 (2)計(jì)數(shù)范圍 :8388608～ +8388608。當(dāng)轉(zhuǎn)過(guò) 1800時(shí)，軸線再次閉合，但輸出電壓為最大負(fù)值。 K: 采樣序號(hào) k=0、 2?。 反向運(yùn)行 :如查測(cè)量過(guò)程值減小，則輸出將增大。本系統(tǒng)速度調(diào)節(jié)器的反饋值是由光電碼盤的測(cè)量值送到高速計(jì)數(shù)板的經(jīng)過(guò)值寄存器 DT9110,DT9111通過(guò) F1(DMV)指令進(jìn)行實(shí)時(shí)傳送作為當(dāng)前過(guò)程控制值，而電流調(diào)節(jié)器的反饋值是由 A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后的值作為當(dāng)前過(guò)程控制值。本系統(tǒng)取 210，由于系統(tǒng)選擇自動(dòng)轉(zhuǎn)換模式則設(shè)定值可自動(dòng)調(diào)整并重寫。另外增大微分常數(shù)可以加快系統(tǒng)響應(yīng)，增加穩(wěn)定性，但對(duì)于干擾信號(hào)的抑制能力卻有所減弱。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 25 共享存儲(chǔ)器的分配 A/D單元共享存儲(chǔ)器分配如表 38 所示。%. 轉(zhuǎn)換速度 每個(gè)通道為 外部輸入阻抗 ≥1M?(電壓輸入 ) 250?（電流 輸入） 最大允許輸入范圍 電壓： 15V 電流 30mA 模擬通道 4 平均次數(shù) 3～ 4000 內(nèi)部電流消耗 ≤177。 D: A/D 單元共享存儲(chǔ)器首地址。本系統(tǒng)使用 CHO 通道 , 即 SW11為 ON 狀態(tài)，輸出信號(hào)為電流。在本系統(tǒng)中輸出量取為電流值。 n: 讀取