【文章內(nèi)容簡介】 KA4上升指示K45磁開關(guān)5KA5下降指示K56下過卷信號(hào)KA6提升請(qǐng)求指示K67上過卷信號(hào)KA7變頻器啟停指示K78系統(tǒng)復(fù)位SB1系統(tǒng)自檢指示K89報(bào)警復(fù)位SB2I10液壓站制動(dòng)K910緊急制動(dòng)SB3正轉(zhuǎn)/停止K1011啟動(dòng)運(yùn)行SB4反轉(zhuǎn)/停止K1112停止運(yùn)行SB5多段速1K1213提升請(qǐng)求SB6多段速2K1314系統(tǒng)自檢SB7多段速3K1415上升運(yùn)行S1變頻器啟動(dòng)K1516下降運(yùn)行S1返回安全接點(diǎn)K1617變頻器故障KA8電磁閥1繼電器K1718變頻器運(yùn)行KA9電磁閥2繼電器K1819開離合S2電磁閥3繼電器K1920關(guān)離合S2電磁閥4繼電器K2021調(diào)繩狀態(tài)KA10電磁閥5繼電器K2122調(diào)繩閉鎖SB8電磁閥6繼電器K2223可調(diào)閘零位接點(diǎn)SB9電磁閥7繼電器K2324調(diào)壓按鈕SB10電磁閥8繼電器K2425油溫接點(diǎn)KA11電磁閥9繼電器K2526過壓接點(diǎn)KA12手動(dòng)運(yùn)行指示K2627壓差接點(diǎn)KA13自動(dòng)運(yùn)行指示K2728安全閥接點(diǎn)X1備用29安全接點(diǎn)K16備用30手動(dòng)運(yùn)行S3備用31自動(dòng)運(yùn)行S332備用33電磁閥1故障信號(hào)KA1434電磁閥2故障信號(hào)KA1535電磁閥3故障信號(hào)KA1636電磁閥4故障信號(hào)KA1737電磁閥5故障信號(hào)KA1838電磁閥6故障信號(hào)KA1939電磁閥7故障信號(hào)KA2040備用 PLC的布線圖34 PLC的外圍接線圖本設(shè)計(jì)采用了AD1622系列指示燈，AD1622系列指示燈采用高亮度純色LED發(fā)光芯片為光源，壽命長，耗能低，體積小，重量輕，頭部風(fēng)格多樣，亮度高，可靠性好，造型美觀。為了更好的表示各種狀態(tài)，所涉及的指示如表39所示：表39 指示說明序號(hào)指示功能指示燈(狀態(tài))1操作臺(tái)電源AD1622B/G23(綠色)2提升請(qǐng)求指示AD1622B/G23(綠色)3上升指示AD1622B/G23(綠色)4下降指示AD1622B/G23(綠色)5變頻器起/停指示AD1622B/G23(綠色)6聲光報(bào)警指示AD1622B/R23(紅色)7系統(tǒng)自檢指示AD1622B/G23(綠色)8自動(dòng)運(yùn)行指示AD1622B/G23(綠色)9手動(dòng)運(yùn)行指示AD1622B/G23(綠色)10電鈴AD1622B/R23和AD1622B/G23指示燈的主要技術(shù)指標(biāo)如下：工頻耐壓：(交流有效值 )，1min。絕緣電阻≥2MΩ。交流指示燈允許電壓波動(dòng)177。20%。連續(xù)工作壽命≥30000H。光亮度≥100cd/㎡。相比漏電起痕指數(shù)CTI≥100。頭部防護(hù)等級(jí)IP65，可定制IP67。使用頻率AC50～60Hz。 24V。圖35 指示電路原理圖 為了顯示提升容器的運(yùn)行速度和距離，我們需要進(jìn)行速度測(cè)量，本設(shè)計(jì)采用了歐姆龍公司生產(chǎn)的E6B2CWZ6C型編碼器，與高速計(jì)數(shù)模塊FM3501的連線圖如圖36所示。 圖36 編碼器接口電路原理圖接線時(shí)，根據(jù)顏色進(jìn)行區(qū)分。各顏色含義如表310所示。表310 旋轉(zhuǎn)編碼器的端子分配顏色褐藍(lán)黑白粉端子名電源0V輸出A相輸出B相輸出Z相表311 E6B2CWZ6C型編碼器技術(shù)參數(shù)電源電壓DC5V－5%~24V+15%脈沖（p－p）5%以下消耗電流*180mA以下分辨率（脈沖/旋轉(zhuǎn)）1000輸出相A、B、Z相輸出極為差A(yù)相、B相的相位差90177。45186。（1/4177。1/8T）輸出狀態(tài)NPN開路集電極輸出最高響應(yīng)頻率*310kHZ允許最高轉(zhuǎn)速6,000r/min在提升機(jī)運(yùn)行的過程中，由于要實(shí)現(xiàn)變速，需要檢測(cè)下過卷、啟動(dòng)加速、勻速、一次減速、爬行勻速、二次減速制動(dòng)、上過卷信號(hào)。本設(shè)計(jì)采用TCK－1型磁開關(guān)來檢測(cè)這些信號(hào)。TCK－1型磁開關(guān)，又稱單點(diǎn)磁性開關(guān)。當(dāng)外界有磁場(chǎng)作用于傳感器時(shí)，開關(guān)動(dòng)作。用于多繩和單繩提升機(jī)作磁性井筒開關(guān)，也適用于其他機(jī)械設(shè)備作磁性接近開關(guān)。它使用了先進(jìn)的弱磁傳感器和微電子器件，具有高的磁靈敏度、高的分辨率和寬的反應(yīng)頻率。電路設(shè)計(jì)采用了高抗干擾技術(shù)。輸出有交流固體開關(guān)和電磁繼電器觸點(diǎn)兩種方式。輸出開關(guān)容量大。系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用了高可靠技術(shù)。每種功能都設(shè)置了兩套電路，并聯(lián)連接。只要不是相同功能的兩電路同時(shí)失效，開關(guān)可以正常工作。產(chǎn)品有通用型和防爆型兩類，適用于各種礦井。 TCK磁性開關(guān)由于綜合采用了一系列先進(jìn)技術(shù)，所以取得了較高的技術(shù)指標(biāo)和性能，能在礦井井筒中不用維修、安全可靠地工作。TCK磁性開關(guān)是保護(hù)提升機(jī)安全運(yùn)行的一種新型井筒開關(guān)。表312 TCK－1主要技術(shù)參數(shù)序號(hào)名稱單位TCK－1型磁性開關(guān)1磁場(chǎng)靈敏度μT＜1002磁場(chǎng)方向指向S極3磁場(chǎng)頻率 Hz0～400 4開關(guān)距鋼絲繩 mm100開關(guān)安裝距離 mm≤705開關(guān)距磁鐵mm250500開關(guān)安裝距離mm≤170 ≤350位置重復(fù)誤差 mm＜5 6運(yùn)行速度m/S0－30 7輸出方式1交流固體開關(guān)(ACSSR)輸出方式2 電磁繼電器(EMR)觸點(diǎn) 8開關(guān)容量A、AC 1A 220V9絕緣電阻 MΩ ＞100 10磁場(chǎng)作用時(shí)間小于等于2秒輸出開關(guān)時(shí)間 等于2秒11電 源 50Hz 220V或127V 12功 耗W ＜ 13工作溫度℃ SSR輸出－40～85EMR－40～55 永磁鐵磁場(chǎng)源使用方法:把專用永磁鐵固定在提升容器側(cè)壁上,磁性開關(guān)安裝在井筒罐道梁、井口或井架定點(diǎn)位置上，使開關(guān)端面?zhèn)鞲衅鲗?duì)著磁鐵上下運(yùn)行軌道空間。提升過程中，容器上的磁鐵運(yùn)行到達(dá)磁性開關(guān)位置時(shí)，開關(guān)動(dòng)作，發(fā)出減速、停車等位置信號(hào)。這種用法磁場(chǎng)源是永磁鐵，作為動(dòng)件，磁性開關(guān)作為靜件,和機(jī)械式碰撞開關(guān)作用一樣,但無機(jī)械接觸,而是靠磁場(chǎng)作用。 永磁鐵磁場(chǎng)法動(dòng)作距離大，能達(dá)到500mm，定位精度高，位置重復(fù)誤差小于5mm，而且與提升速度無關(guān)。這種做法配套使用TS型和TNS型專用永磁鐵，要求不同動(dòng)作距離，請(qǐng)按表313配套選用相應(yīng)的永磁鐵。表313永磁鐵的選型永磁鐵型號(hào)動(dòng)作距離開關(guān)安裝距離（mm）配磁性開關(guān)型號(hào)TS250 250 ≤170 TCK－1 TS500 500≤350 TCK－1一般應(yīng)用只要一塊永磁鐵，在一個(gè)定點(diǎn)位置安裝一臺(tái)磁開關(guān)，使用多個(gè)開關(guān)可以得到準(zhǔn)確的多點(diǎn)位置信號(hào)。位置信號(hào)檢測(cè)電路的原理圖如圖37所示。 圖37 位置信號(hào)檢測(cè)電路原理圖4變頻器控制電路設(shè)計(jì)變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將電壓和頻率恒定的工頻電源變換為電壓和頻率可調(diào)的變頻電源。通用變頻器主要采用交－直－交方式，先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動(dòng)機(jī)。通用變頻器通常都是由主回路和控制回路兩部分組成。主回路包括整流部分、直流環(huán)節(jié)、逆變環(huán)節(jié)、制動(dòng)或回饋環(huán)節(jié)等部分；控制回路主要處理變頻器的核心軟件算法、電流電壓信號(hào)檢測(cè)傳感、控制信號(hào)的輸入/輸出、電路驅(qū)動(dòng)和電路保護(hù)。 圖41 變頻器的基本結(jié)構(gòu) 變頻器按中間直流環(huán)節(jié)方式分類：(1)電流型變頻器當(dāng)交－直－交變壓變頻裝置的中間直流環(huán)節(jié)采用大電感濾波時(shí)，直流電流波形比較平直，因而電源內(nèi)阻抗很大，對(duì)負(fù)載來說基本上是一個(gè)電流源，輸出交流電流是矩形波或階梯波，這類變頻裝置叫做電流源型變頻器。(2)電壓型變頻器在交－直－交變壓變頻裝置中，當(dāng)中間直流環(huán)節(jié)采用大電容濾波時(shí)，直流電壓波形比較平直，在理想情況下是一個(gè)內(nèi)阻抗為零的恒壓源，輸出交流電壓是矩形波或階梯波，這類變頻裝置叫做電壓源型變頻器。交流調(diào)速系統(tǒng)的控制量最基本上是轉(zhuǎn)矩、速度、位置，根據(jù)不同的用途適當(dāng)組合可構(gòu)成各種閉環(huán)系統(tǒng)。異步電動(dòng)機(jī)定子對(duì)稱的三相繞組中通入對(duì)稱的三相交流電，在電機(jī)氣隙內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，其旋轉(zhuǎn)速度為同步轉(zhuǎn)速 （41）式中——定子繞組電源頻率。P—電機(jī)磁極對(duì)數(shù)。異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率 （42）則異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 （43）由上式可知，異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法有如下幾種:變極p、變頻、:定子調(diào)壓、轉(zhuǎn)子串電阻、電磁轉(zhuǎn)差離合器、串極調(diào)速。在變頻調(diào)速領(lǐng)域，異步電機(jī)的控制方式多種多樣，但從轉(zhuǎn)矩的響應(yīng)性和過渡特性來看，變頻調(diào)速的控制方式分為以下幾種:①U/F控制U/F控制是交流電機(jī)最簡單的一種控制方法，通過控制過程中始終保持U/F為常數(shù)，來保證轉(zhuǎn)子磁通的恒定。然而U/F控制是一種開環(huán)的控制方式，速度動(dòng)態(tài)特性較差，電機(jī)轉(zhuǎn)矩利用率低，控制參數(shù)(如加/減速度等)還需要根據(jù)負(fù)載的不同來進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，特別是低速時(shí)由于定子電阻和逆變器等器件開關(guān)延時(shí)的存在，系統(tǒng)可能會(huì)發(fā)生不穩(wěn)定現(xiàn)象。這種控制方式多用于調(diào)速精度不高的場(chǎng)所。②轉(zhuǎn)差頻率控制轉(zhuǎn)差頻率控制是檢測(cè)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，對(duì)轉(zhuǎn)差頻率采取閉環(huán)控制。與U/F控制相比，調(diào)速精度要求較高，且系統(tǒng)容易穩(wěn)定，即能在寬廣的調(diào)速范圍內(nèi)，將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩、功率因數(shù)及效率控制在最佳狀態(tài)。但是采用此法的電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)只能是單機(jī)運(yùn)行，同時(shí)轉(zhuǎn)差頻率控制未能實(shí)施對(duì)電機(jī)瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩的閉環(huán)控制，盡管這種系統(tǒng)的靜態(tài)精度較高，但由于快速性較差，故適用于對(duì)響應(yīng)的快速性要求不高的系統(tǒng)。③矢量控制矢量控制是一種建立在轉(zhuǎn)子磁鏈定向的基礎(chǔ)上，通過一系列的坐標(biāo)變換，實(shí)現(xiàn)電機(jī)定子電流轉(zhuǎn)矩分量和磁通分量的解藕的控制方法，可以將作為控制對(duì)象的感應(yīng)電機(jī)當(dāng)作直流電機(jī)來進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩的控制。目前，實(shí)用中多采用轉(zhuǎn)差頻率矢量控制，由于其沒有實(shí)現(xiàn)直接磁通的閉環(huán)控制，無需檢測(cè)出磁通，因而容易實(shí)現(xiàn)。但是其控制器的設(shè)計(jì)在某種程度上依賴于電機(jī)的參數(shù)，為了減少控制上對(duì)電機(jī)參數(shù)的敏感性，已經(jīng)提出了許多參數(shù)辨識(shí)、參數(shù)補(bǔ)償和參數(shù)自適應(yīng)方案，收到了較好的效果。④直接轉(zhuǎn)矩控制直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)也是一種轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制方法，其克服了坐標(biāo)變換和解禍運(yùn)算的復(fù)雜性，直接對(duì)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制，通過轉(zhuǎn)矩誤差、磁通控制誤差，按一定的原則選擇逆變器開關(guān)狀態(tài)，控制施加在定子端的三相電壓，調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出功率，達(dá)到控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。由于DTC直接著眼于轉(zhuǎn)矩控制，對(duì)轉(zhuǎn)子參數(shù)變化表現(xiàn)為狀態(tài)干擾而非參數(shù)干擾，DTC方法比矢量控制方法具有較高的魯棒性。但是DTC也存在不足之處，其最大的困難就在于低速性能不理想。MICROMASTER 440變頻器適用于各種變速驅(qū)動(dòng)裝置。由于它具有高度的靈活性因而可以在廣泛的領(lǐng)域得到應(yīng)用。它尤其適合用于吊車和起重系統(tǒng)、立體倉儲(chǔ)系統(tǒng)、食品、飲料和煙草工業(yè)以及包裝工業(yè)的定位系統(tǒng)。主要特征：①調(diào)試簡單；②模塊化的結(jié)構(gòu)，因而其配置具有最大的靈活性；③6個(gè)可編程，帶隔離的數(shù)字輸入；④2個(gè)可標(biāo)定的模擬輸入(0V至10V, 0mA至20mA)，它們也可作為第7和第8個(gè)數(shù)字輸入；⑤2個(gè)可編程的模擬輸出(0mA 至 20mA)；⑥3個(gè)完全可編程的繼電器輸出 (30V 直流/5A ，阻性負(fù)載；250V交流 /2A，感性負(fù)載)；⑦當(dāng)使用較高的開關(guān)頻率時(shí)，電機(jī)可以低噪音運(yùn)行(在開關(guān)頻率較高的情況下，要降格使用)；⑧完善的變頻器和電動(dòng)機(jī)保護(hù)功能保護(hù)功能：①過載能力；②過壓/ 欠壓保護(hù)；③變頻器過溫保護(hù)；④使用PTC 通過數(shù)字輸入實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)過熱保護(hù)；⑤接地故障保護(hù)；⑥短路保護(hù)；⑦電動(dòng)機(jī)過熱保護(hù)；⑧閉鎖電動(dòng)機(jī)保護(hù)；⑨防止電動(dòng)機(jī)失速；⑩參數(shù)聯(lián)鎖表41 MICROMASTER 440 變頻器的技術(shù)數(shù)據(jù)電源電壓和功率范圍 CT ( 恒轉(zhuǎn)矩) VT ( 變轉(zhuǎn)矩)1AC 200 至 240V177。10% 至3kW 3AC 200 至 240V177。10% 至45kW 至45kW3AC 380 至 480V177。10% 至200kW 至250kW3AC 500至 600V177。10% 至75kW 至90kW輸入頻率47 至 63 Hz輸出頻率0 Hz 至 650