【正文】 編程，而且其性 /價比高，即經(jīng)濟有實用，因此這種選擇方案非常可行。我還要對實習過程中的有關(guān)單位及設計過程中給予我?guī)椭耐瑢W們表示感謝。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，重復以上動作，可實現(xiàn)重物的逐步回落。 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。 it is normally closed. LS2 is the second limit switch。 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。故在該產(chǎn)品的控制系統(tǒng)設計中，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，使設備能應用在環(huán)境惡劣的施工現(xiàn)場。能夠達到現(xiàn)在的設計結(jié)果，都是指導老師和機電教研室所有老師傾心指導的結(jié)果。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)廠都把它設計成能在惡劣的環(huán)境條件下可靠的工作。 ② 當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。 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。 應用場合：數(shù)據(jù)庫的生成、信息管理、 BATCH 控制、診斷和材料處理等。 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計梯形圖設計流程圖控制臺設計及現(xiàn)場施工PLC程 序設計 分 配I/O點設計I/O連 接圖選擇PLC確定用戶I/O設 備分析控制要求 圖 36 PLC 控制系統(tǒng)設計步驟 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。 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。因此， PLC控制系統(tǒng)設計的基本內(nèi)容包括： 1）選擇用戶輸入設備（按鈕、操作開關(guān)、限位開關(guān)、傳感器等）、輸出設備（繼電器、接觸器、信號燈等元件）以及由于輸出設備驅(qū)動的控制對象（電動機、電磁閥 等）。 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。 3 步進控制方式 一般他使用轉(zhuǎn)換開關(guān)或步進器，僅適時輸出對應的動作指令，其它指令全部被抑制。所謂緊急情況時指 PLC 在故障情況下運行。 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，但設備間有連鎖關(guān)系，所有設備都要統(tǒng)一管理。 6）故障應急措施。 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。當轉(zhuǎn)子附加電阻全部切除完成，提升機進入等速階段。 當 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。要求每一段 電阻 的切除要合理、準確，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。 還應該指出的是：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 無論是設計用的，或是測定的摩擦系數(shù)，都只能看成一個當量的值。它又可以分為單繩和多繩兩種。 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，合理使用設備，加強設備維護，才能確保提升機高效率和安全可靠的工作。有的國家把最大提升速度大于 4m/s的提升設備稱為提升機械；小于 4m/s 的稱為絞車。它有單圓柱卷筒和雙圓柱卷筒兩種。 礦井提升設備是礦井運輸 —— 提升綜合體的一個重要組成部分。 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。 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。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。 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 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。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。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。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。 緊急停運方式是：當控制系統(tǒng)中某 些設備出現(xiàn)異常情況或故障而不立即停運，系統(tǒng)將導致重大事故或可能所懷設備時，必須使用緊急停運按鈕時所有設備立即停運。 然而某一個控制對象的控制程序需要改變時。一個控制系統(tǒng)需設置多少個遠程 I/O 通道（站），要視控制對象的分散程度和距離而定，同時亦受所選 PLC 能驅(qū)動 I/O 通道數(shù)的限制。 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表等。 3）根據(jù)梯形圖編制程序清單（語句表）。 （ 2）功能相當 對于開關(guān)量控制的工程項目，對其控制速度無需考慮，一般的低檔機就能滿足要求。 （ 3）機型統(tǒng)一 一個大型企業(yè)，應盡量做到機型統(tǒng) 一。 （ 4） 特殊功能輸入 /輸出 在選擇一臺 PLC 時，用戶可能需要一些特殊類型的切不能用便準 I/O 實現(xiàn) I/O 限制的情況。 5 軟件選擇 在系 統(tǒng)的實現(xiàn)過程中，用戶常面臨 PLC 的編程問題，因為這是非常重要的。 實際 PLC I/O 硬件接口電路中，輸入輸出接點的地址號分配情況： 輸入： — 3QA，常開接點，控制在安全保護回路 KMB 的斷開和接通； — SA0 ，安全保護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開關(guān)； — 2SL， — 3SL 為過卷行程開關(guān)； — SF，電動機正轉(zhuǎn)啟動按鈕； — SR，電動機反轉(zhuǎn)啟動按鈕； — SB，自動 /半自動 控制方式轉(zhuǎn)換開關(guān)（自動閉合，自動斷開）； — 3KA，過流接觸器的常開接點； — ST，緊急停車按鈕； 輸出： — KMB，安全制動交流接觸器線圈； — 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。盡管我自己付出了很大的努力完成了我的設計。綜合考慮系統(tǒng)工藝要求、各品牌 PLC 的 I/O口配置、性能價格比等因素，選擇西門子 S7200 CPU224 作為主控單 元。該顯示器最多可顯示 80 條信息，每條信息最多可包括 4 個變量。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 TD200 編程。選擇一個 EM231 模擬量輸入單元接收壓力傳感器的檢測信號（ 4～ 20mA 電流信號）。最后我再一次感謝各位老師在大學 幾 年 里的精心培育 ,我們會在以后的工作中加倍努力 ,來報答老師的栽培 ,不辜負老師的期望?，F(xiàn)僅介紹全自動控制系統(tǒng)得梯形圖和其控制過程框圖。一般一個系統(tǒng)的軟件總是用于處理控制器具備的控制硬件的。 （ 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。當被控設備的工藝過程改變時，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） 替代繼電器 功能要求：繼電器觸點輸入輸出、邏輯線圈、定時器、計數(shù)器。 5）對程序進行調(diào)試和修改，直到滿足要求為止。如需要完成的動作（動作順序、動作條件、必須的保護和連鎖等）、操作方式（手動、自動，連續(xù)、單周期、單步等）。因此，在設計 PLC 控制系統(tǒng)時，應遵循 以下基本原則： 1） 最大限度地滿足被控制對象的控制要求。因此，該控制系統(tǒng)用于由多臺設備組成的流水線上比較合適。緊急停運時，所有設備必須停運，且程序控制被解除，控制內(nèi)容復位到原始狀態(tài)。 可編程控制器控制系統(tǒng)的運行方法 用 PLC 構(gòu)成的控制系統(tǒng)由自動、半自動、和手動三種運行方式。這時應選用離散式結(jié)構(gòu)，且選用高電壓、低密度輸入輸出模塊。它與開關(guān)量 I/O 點數(shù)、內(nèi)存利用率和程序編寫者的編程水平有關(guān)。例如，可利用超聲波或霍爾組件傳感器把提升機中把鋼絲繩的斷裂檢測出來，把這些信號經(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，并對提升機發(fā)出相應的控制命令?，F(xiàn)以小型提升機為例說明。它可以 實現(xiàn) 多 機聯(lián)網(wǎng)通訊 ，可以 與強電 一起工作，而且抗干擾，可 擴 展，比一般微機控制 編 程 簡單 。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計的。傳動的性能在很大程度 5 上依賴于襯墊的性能。 其中礦井提升機的主要組成部分為：纏繩機構(gòu)，減速機構(gòu)，拖動機構(gòu)（電動機），控制、保護監(jiān)視及信號裝置等。 2） 摩擦輪提升機：其特點是靠摩擦輪與鋼絲繩之間的摩擦力傳動。 我國把纏繞直徑在 2米以上的提升設備成為提升機械 。 多年來，大量采用多繩摩擦式以及先進的拖動、控制系統(tǒng)，還出現(xiàn)了全液壓型等。圓柱圓錐形提升機也是纏繞提升機的一種，這種提升機結(jié)構(gòu)復雜、笨重，在我國除一些老礦還在使用外，新設計的礦井一般不再采用。但也不是摩擦系數(shù)越大越好，因為在某些情況下，鋼絲繩的滑動，有利于保護機械設備，使其免予過載。 交流提升機在 運 行中， 較難解決 的 問題 是 電動 機 轉(zhuǎn) 子 電阻 的串入和切除的控制。 這 是因 為： 其一， PLC 就有 計數(shù) 功能，使提升機原控制回路中的 時間繼電 器，控制回路中的大部分的觸 點 均被 PLC 的 內(nèi) 部存儲邏輯 所 代替。這種類型的提升機是帶有附加延時的電流控制系統(tǒng)。另外還利用停電記憶功能的輔助繼電器，保證在電源恢復時按著原來的程序往下運行，這樣就使提升機的運行效率大大提高，安全系數(shù)也相應提高。 4）各功能塊子程序的編制。在點數(shù)特別多的情況下，配置網(wǎng)絡 13 會增加費用，可以考慮使用多臺 PLC 控制。半自動方式多用于檢測手段不完善、需要人工判斷或某些設備不具備自動控制條件而靠人工干預的場合。該方式一般應用于復雜的條 15 件控制場合，如流水生產(chǎn)線、港口待時輸送機等。 3 分散控制系統(tǒng) 分散控制系統(tǒng)，它的構(gòu)成如圖 34 所示。 4） 考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進，在選擇 PLC 容量時，應適當留有裕量。 19 3）選擇 PLC 機型。 7）編制技術(shù)文件。 應用場合：設定值控制、流量計算、 PID 調(diào)解、定位控制和工程量單位換算。 2 輸入 /輸出的選擇 PLC 是一種工業(yè)控制系統(tǒng)，它的控制對象是工業(yè)生產(chǎn)設備或工藝生產(chǎn)過程，他的工作環(huán)境是工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場。 2） 確定框架中每塊 I/O 模塊所需的總背板電流相加，計算出 I/O 模塊所需總背板電流值。可用的指令集將直接影響實現(xiàn)控制程序所需的時間和程序執(zhí)行時間。 從經(jīng)濟實用方面考慮，本設計的控制方法主要適用于大、中型礦井，略加改動的情況下同樣適用于小型礦井，由于經(jīng)驗與技術(shù)關(guān)系，本設計仍然存在著許多不足，希望老師能給與知道及改正。由于該設備工作于環(huán)境惡劣的施工現(xiàn)場且動作需平穩(wěn)、準確，因此要求該設備的控制系統(tǒng)具有較強的抗干擾性、靈活性和友好的人機界面，操作簡單 方便。 表 1 PLC 輸入輸出端口配置表 類別 輸入信號 輸入端口 輸出端口 輸出信號 C P U 2 手 /自動選擇 提升指示 重物提升 回落指示 重物回落 報警信號 上卡夾緊 上卡夾緊 上卡放松 下卡放松 油缸上行 油缸上行 油缸下行 油缸下行