【正文】 PLC 主 要 有 整 體 式 和 模 塊 式 兩 種 結(jié) 構(gòu) 形 式 。 對 于 量 大 的 配 套 項 目 ， 采 用 單 片 機(jī) 系 統(tǒng) 具 有 成 本 低 、 效 益 高 的 優(yōu) 點 ， 但 這要 有 相 當(dāng) 的 研 發(fā) 力 量 和 行 業(yè) 經(jīng) 驗 才 能 使 系 統(tǒng) 穩(wěn) 定 、 可 靠 地 運(yùn) 行 。 作 為 工 業(yè) 控 制計 算 機(jī) ， PLC能 編 制 各 種 各 樣 的 控 制 算 法 程 序 ， 完 成 閉 環(huán) 控 制 。 （ 4） 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計 、 建 造 工 作 量 小 ， 維 護(hù) 方 便 ， 容 易 改 造 PLC用 存 儲 邏 輯 代 替 接 線 邏 輯 ， 大 大 減 少 了 控 制 設(shè) 備 外 部 的 接 線 ， 使 控 制 系統(tǒng) 設(shè) 計 及 建 造 的 周 期 大 為 縮 短 ， 同 時 維 護(hù) 也 變 得 容 易 起 來 。 例 如 三 菱 公 司 生 產(chǎn) 的 FX系 列 PLC平 均 無 故 障 時 間 高 達(dá) 30萬 小 時 。在 信 號 發(fā) 出 的 同 時 ,井 口 、 井 下 均 有 燈 光 顯 示 、 聲 音 提 示 、 數(shù) 字 記 憶 。 尤 其 在 通 信 方 面 , 采 用 了 數(shù) 字 通 信 技 術(shù) , 只 需 兩 對普 通 電 纜 , 且 信 號 種 類 和 數(shù) 量 不 受 限 制 , 提 高 了 信 號 傳 輸 的 可 靠 性 和 靈 活性 , 功 能 靈 活 多 樣 , 擴(kuò) 展 方 便 。 采 用 點 信 號 來 代 表 各 種 提 升 信 號 。 信 號 系 統(tǒng) 有 保 護(hù) 系 統(tǒng) 、信 號 系 統(tǒng) 、 和 信 號 輸 入 。 （ 注 ： 運(yùn) 行 時 安 全 門 打 開 時 信 號 發(fā) 不 出 去 ， 一 切 信 號 將 解 除 ?？?之 ,PLC 電 控 系 統(tǒng) 不 僅 大 大 增 加 了 安 全 保 護(hù) 功 能 ,而 且 安 全 可 靠 ,操 作方 便 ,維 修 容 易 ,值 得 大 力 推 廣 。(4) 工 作 可 靠 性 高 。 為 便 于 操 作 ,各 個 礦 山 企 業(yè) 均 制 定 了 相 應(yīng) 的 信 號 規(guī) 定 ， 如規(guī) 定 聲 音 一 長 為 要 罐 、 二 短 為 上 行 、 三 短 為 下 行 等 ,并 輔 之 以 電 話 聯(lián) 系 。 例 如 有 的 公 司以 一 長 點 表 示 要 罐 ,一 長 兩 短 表 示 上 行 ， 一 長 三 短 表 示 下 行 ， 兩 短 表 示 提 物 ，三 短 表 示 提 人 等 等 。 礦 井 提 升 機(jī) 的可 靠 運(yùn) 行 直 接 關(guān) 系 到 煤 礦 生 產(chǎn) 的 安 全 ， 礦 井 提 升 機(jī) 信 號 系 統(tǒng) 的 可 靠 性 和 準(zhǔn) 確 性 是 礦井 提 升 和 安 全 運(yùn) 輸 的 重 要 保 證 。 因 此 ， 需 要 一 個 高 度 安 全 可 靠 、 功 能 完 善 ,由 可編 程 序 控 制 器 programmable Logica controller， 簡 稱 PLC)為 控 制 核 心 的 提 升信 號 系 統(tǒng) 。 確 定 整 體 控制 方 案 包 括 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計 設(shè) 計 依 據(jù) ， 控 制 設(shè) 計 包 括 電 器 的 選 擇 、 工 藝 設(shè) 計 、 控制 器 設(shè) 備 及 元 器 件 的 選 擇 、 圖 紙 的 設(shè) 計 ， 軟 件 設(shè) 計 流 程 圖 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 ， 軟 件 設(shè)計 說 明 ， 具 體 的 編 程 設(shè) 計 ， 修 改 完 善 ， 系 統(tǒng) 的 安 裝 調(diào) 試 及 參 數(shù) 整 定 ， 操 作 說明 書 。 能 根 據(jù) 需 要 顯 示 井 下 各 個 中 段 的 情 況 和 顯 示 信號 種 類 。 否 則 ,即 使 中 段 轉(zhuǎn) 換 開 關(guān) 轉(zhuǎn) 到 去 向 井 口 的 位 置 ,井 口 總 信 號 工 也 無 法向 提 升 機(jī) 房 發(fā) 出 開 車 信 號 ,實 現(xiàn) 了 罐 位 自 鎖 。 而 且 故 障 報 警 也 只 規(guī) 定 了 三 個 ： 過 電 流 報 警 ， 過 電 壓 報 警 提 升 機(jī) 故 障報 警 。 信 號種 類 一 般 有 ： 工 作 執(zhí) 行 信 號 提 升 去 向 信 號 罐 位 信 號 、 提 升 機(jī) 種 類 信 號 、 檢 修信 號 、 故 障 信 號 、 聯(lián) 絡(luò) 信 號 等 。 控 制 臺 通 過 單 片 機(jī) 的 串 行 口 來 實 現(xiàn) 主 從 式 多 級 通 訊 ,系 統(tǒng) 以 上 井口 控 制 臺 作 為 主 控 制 臺 ,下 井 口 、 絞 車 房 控 制 臺 為 從 控 制 臺 。 系 統(tǒng) 采用 分 時 的 半 雙 工 通 訊 電 路 ,通 過 改 變 電 平 來 分 時 完 成 對 下 井 口 和 絞 車 房 的 通訊 。　 該 系 統(tǒng) 的 信 號 的 發(fā) 送 方 式 ： (1) 轉(zhuǎn) 發(fā) 方 式 。 它 具 以 下 特 點 ： （ 1） 可 靠 性 高 ， 抗 干 擾 能 力 強(qiáng) 。 它 接 口 容 易 ，編 程 語 言 易 于 為 工 程 技 術(shù) 人 員 接 受 。 如 可 驅(qū) 動 步 進(jìn) 電 機(jī) 或 伺 服 電 機(jī) 的 單 軸 或 多 軸 位 置 控 制 模 塊 。 而 單 片 機(jī) 應(yīng) 用 系 統(tǒng) 則 是 八 仙 過 海 ， 各 顯 神 通 ， 功 能 千 差 萬 別 ， 質(zhì)量 參 差 不 齊 ， 學(xué) 習(xí) 、 使 用 和 維 護(hù) 都 很 困 難 。 選 擇 PLC包 括 機(jī) 型 、 容 量 的 選 擇 以 及 I/O模塊 、 電 源 模 塊 等 的 選 擇 。 伴 隨 著 微 電 子 技 術(shù) 、 控 制 技 術(shù) 與 信 息 技 術(shù) 的 不 斷 發(fā) 展 ， 可 編 程 控 制 器 也在 不 斷 發(fā) 展 ， 其 發(fā) 展 趨 勢 主 要 體 現(xiàn) 在 以 下 幾 個 方 面 ： 度 更 快 ， 體 積 更 小 。 故 可 采 用 方 案 三 作 為 此 次 畢 業(yè) 設(shè) 計 信 號 系 統(tǒng) 的 控制 系 統(tǒng) 。 PID處 理 一 般 是 運(yùn) 行 專 用 的 PID子 程 序 。 （ 5） 體 積 小 ， 重 量 輕 ， 能 耗 低 以 超 小 型 PLC為 例 ， 新 近 出 產(chǎn) 的 品 種 底 部 尺 寸 小 于 100mm， 重 量 小 于150g， 功 耗 僅 數(shù) 瓦 。 此外 ， PLC帶 有 硬 件 故 障 自 我 檢 測 功 能 ， 出 現(xiàn) 故 障 時 可 及 時 發(fā) 出 警 報 信 息 。 停 車 (急 停 ) 信 號 采 用 直 接 向 車 房 發(fā) 送 的 方 式 ,不 經(jīng) 上井 口 轉(zhuǎn) 發(fā) 以 保 證 快 速 停 車 。各 控 制 臺 還 配 有 數(shù) 字 、 漢 字 提 示 ,語 音 提 示 ,這 樣 既 照 顧 了 操 作 人 員 的 習(xí) 慣操 作 ,又 減 輕 了 工 作 人 員 的 負(fù) 擔(dān) 。 (2) 信 號 之 間 、 信 號 系 統(tǒng) 與 提 升 機(jī) 電 控 系 統(tǒng) 之 間 沒 有 聯(lián) 鎖 ,井 口 總 信號 工 和 司 機(jī) 的 操 作 不 受 制 約 ,很 容 易 因 誤 操 作 而 引 發(fā) 事 故 。 如 21 圖 所 示 。 同 時 代 表 各 自 運(yùn) 行 的 指 示 燈 亮 ， 并 且 有文 字 顯 示 （ 文 字 注 釋 在 指 示 燈 的 下 面 ， 燈 亮 時 文 字 即 顯 示 出 來 ） 。 存 儲 井 口 信 號 臺 本 次 、 前 次 的 打 點信 號 。 對 于 分 期 投 產(chǎn) 的 礦 山 企 業(yè) ,這 一 點是 十 分 重 要 的 ， 因 為 ， 井 下 中 段 等 工 藝 條 件 變 化 之 后 ， 不 需 改 變 信 號 系 統(tǒng) 的硬 件 ， 只 需 修 改 原 有 程 序 就 可 滿 足 新 的 要 求 。 (2) 傳 統(tǒng) 的 信 號 系 統(tǒng) 沒 有“記 憶 ”功 能 ， 即 無 法 “記 憶 ”起 井 下 各 中 段 所 發(fā) 出 的 信 號 ， 當(dāng) 提 升 機(jī) 司 機(jī)注 意 力 不 集 中 或 離 崗 后 重 新 返 回 時 ， 由 于 無 法 確 認(rèn) 井 下 所 發(fā) 出 的 信 號 ， 極 易誤 操 作 而 引 發(fā) 事 故 。 雖 然 這 種 信 號 系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 操 作 方 便 ,但 存 在 如 下 缺 點 ： (1由 于 無 法保 留 和 復(fù) 現(xiàn) 點 數(shù) ,所 以 信 號 識 別 全 憑 操 作 者 的 聽 覺 和 視 覺 ， 容 易 造 成 信 號 的誤 認(rèn) 和 誤 傳 ,因 信 號 的 誤 認(rèn) 和 誤 傳 而 導(dǎo) 致 的 提 升 事 故 屢 見 不 鮮 。 組 態(tài) 設(shè) 計 使 用 WINCC完 成 ， 能 夠 實 現(xiàn) 上 位 監(jiān) 控 功 能 。 PLC。 本 次 畢 業(yè) 設(shè) 計 的 工 藝 及 要 求本 設(shè) 計 做 的 是 礦 井 提 升 機(jī) 信 號 系 統(tǒng) 設(shè) 計 ， 取 材 于 某 礦 山 提 升 機(jī) 信 號 系 統(tǒng) 工程 實 例 ， 設(shè) 計 系 統(tǒng) 包 括 ： 車 房 信 號 臺 、 井 口 信 號 臺 、 井 下 各 中 段 信 號 臺 三 部分 構(gòu) 成 。 例 如 ， 當(dāng) 井 下 發(fā) 出 緊 急 停 車 信 號時 ， 能 自 動 使 提 升 機(jī) 停 車 并 進(jìn) 行 停 車 閉 鎖 。 提 升 機(jī) 房 的 信 號 顯 示 器 ， 只 顯 示 由 井 口 總 信 號 工 轉(zhuǎn) 發(fā)的 信 號 點 數(shù) ， 井 口 和 各 中 段 的 信 號 顯 示 器 ， 既 顯 示 由 本 中 段 自 發(fā) 的 信 號 ,又顯 示 井 口 轉(zhuǎn) 發(fā) 的 信 號 。 完 成 對 信 號 的 存 儲 記 憶 功 能 。 該 系 統(tǒng) 工 作 的 關(guān) 鍵 是 信 號 如 何 聯(lián) 絡(luò) 。 控 制 系 統(tǒng) 方 案 論 證 與 選 擇 根 據(jù) 上 述 工 藝 介 紹 及 設(shè) 計 要 求 ， 要 完 成 任 務(wù) 有 多 種 選 擇 方 案 ， 可 以 由 各種 控 制 繼 電 器 和 主 令 開 關(guān) 構(gòu) 成 ， 它 的 突 出 特 點 是 “點 信 號 ”（ 電 鈴 震 響 或 指示 燈 明 滅 的 次 數(shù) ） 來 代 表 各 種 提 升 信 號 。 下 井 口 到 上 井 口 需 兩 對 電 纜 。 車 房 信 號 臺 安 裝 在 絞 車 司 機(jī) 房 內(nèi) ,井 口 、 井 下 信 號 臺 分 別 安裝 在 井 口 、 井 下 的 信 號 房 內(nèi) 。它 采 用 可 以 編 制 程 序 的 存 儲 器 ， 用 來 在 其 內(nèi) 部 存 儲 執(zhí) 行 邏 輯 運(yùn) 算 、 順 序 運(yùn) 算 、計 時 、 計 數(shù) 和 算 術(shù) 運(yùn) 算 等 操 作 的 指 令 ， 并 能 通 過 數(shù) 字 式 或 模 擬 式 的 輸 入 和 輸出 ， 控 制 各 種 類 型 的 機(jī) 械 或 生 產(chǎn) 過 程 。 近 年 來 PLC的 功 能 單 元 大量 涌 現(xiàn) ， 使 PLC滲 透 到 了 位 置 控 制 、 溫 度 控 制 、 CNC等 各 種 工 業(yè) 控 制 中 。 PLC廠 家 都 生產(chǎn) 配 套 的 A/D和 D/A轉(zhuǎn) 換 模 塊 ， 使 可 編 程 控 制 器 用 于 模 擬 量 控 制 。 新 近 生 產(chǎn) 的 PLC都 具 有 通 信 接 口 ， 通 信 非常 方 便 。 首 先 我 們 先 對 主 控 制 系 統(tǒng) PLC進(jìn) 行 選 型 。 對于 SYS電 源 ,用 PS307電 源 模 塊 對 PLC系 統(tǒng) 供 電 ,具 有 可 靠 的 隔 離 、電 網(wǎng) 低 通 濾 波 、 抗 瞬 間 電 流 沖 擊 等 ,比 較 適 用 于 提 升機(jī) 運(yùn) 行 的 具 有 電 磁 干 擾 的 工 業(yè) 現(xiàn) 場 。 但由 于 有 接 口 器 件 及 監(jiān) 控 軟 件 的 包 圍 ， 因 此 ， 其 外 形 不 像 計 算 機(jī) ， 操 作 使 用 方法 、 編 程 語 言 甚 至 工 作 原 理 都 與 計 算 機(jī) 部 同 ， 另 一 方 面 ， 作 為 繼 電 控 制 盤 的替 代 物 ， 由 于 其 核 心 是 計 算 機(jī) 芯 片 ， 因 此 與 繼 電 器 邏 輯 控 制 亦 不 同 。 這 些 數(shù) 據(jù) 可 以 與 存 儲 在 存 儲 器 中 的 參 考 值 比 較 ， 完 成 一 定 的 控 制 操 作 ，也 可 以 利 用 通 信 功 能 傳 送 到 別 的 智 能 裝 置 ， 或 將 它 們 打 印 制 表 。 （ 1） 開 關(guān) 量 的 邏 輯 控 制 這 是 PLC最 基 本 、 最 廣 泛 的 應(yīng) 用 領(lǐng) 域 ， 它 取 代 傳 統(tǒng) 的 繼 電 器 電 路 ， 實 現(xiàn) 邏輯 控 制 、 順 序 控 制 ， 既 可 用 于 單 臺 設(shè) 備 的 控 制 ， 也 可 用 于 多 機(jī) 群 控 及 自 動 化流 水 線 。 (2） 配 套 齊 全 ， 功 能 完 善 ， 適 用 性 強(qiáng) 。 該 控 制 系 統(tǒng) 對 對 信 號 系 統(tǒng) 進(jìn) 行 檢 測 和 控 制 ， 增 加 并 完 善 信 號 裝 置 的 功 能 ，使 提 升 設(shè) 備 的 工 作 更 加 安 全 可 靠 。 方 案 三 在 井 口 信 號 臺 使 用 PLC， 井 底 只 進(jìn) 行 按 鈕 操 作 ， 車 房 只 能 顯 示 輸 出 結(jié) 果 ：如 文 字 顯 示 各 種 工 作 執(zhí) 行 信 號 和 罐 位 信 號 ， 聲 音 提 示 運(yùn) 行 狀 態(tài) 及 故 障 。 以 上 缺 點 嚴(yán) 重 影 響 了 提 升 機(jī) 運(yùn) 行 的 安 全 ， 傳 統(tǒng) 的 繼 電 器 信 號 系 統(tǒng) 為 有 觸點 系 統(tǒng) ， 元 件 易 發(fā) 生 故 障 。 且 井 口 井 底 的 輸 出 一 致經(jīng) 信 號 確 認(rèn) 后 ， 方 可 發(fā) 送 信 號 到 車 房 信 號 臺 。 圖 12提 升 系 統(tǒng) 平 臺 原 理 圖