基于plc的礦井提升機(jī)后備保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-24 19:36 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 們使用映像寄存器作為源地址和目的地址來訪問I/O，但這些立即I/O指令卻允許我們直接訪問真正的輸入、輸出點(diǎn)。2）如果使用了中斷，與中斷事件相關(guān)的中斷服務(wù)程序作為程序的一部分被保存。中斷程序并不作為正常掃描周期的一部分來執(zhí)行，而是當(dāng)中斷事件發(fā)生時(shí)才執(zhí)行（可能在掃描周期的任意點(diǎn)）。3）可以設(shè)定一個(gè)掃描周期的百分比用來處理運(yùn)行模式編輯或執(zhí)行狀態(tài)相關(guān)的通訊請求。4）它的輸出表允許您選擇STOP模式下的輸出狀態(tài)，是將已知值傳送到數(shù)字量輸出點(diǎn)，還是使輸出保持STOP模式之前的狀態(tài)。5）模擬量輸出表可以用來設(shè)置模擬量輸出點(diǎn)，指明在從運(yùn)行模式進(jìn)入停止模式后，是將已知值傳送至模擬量輸出點(diǎn)，還是使輸出保持停止模式之前的狀態(tài)。6）在掉電后仍然保持存儲區(qū)中的數(shù)據(jù)，您可以定義最多六個(gè)掉電保持區(qū)的地址范圍。7）為某些或者全部本機(jī)數(shù)字量輸入點(diǎn)選擇輸入濾波器，并為濾波器定義延遲時(shí)間（）。這一延遲時(shí)間有助于濾除輸入雜波，從而減小了輸入狀態(tài)發(fā)生意外改變的可能。8）為每個(gè)本機(jī)數(shù)字量輸入提供脈沖捕捉功能。脈沖捕捉功能允許PLC捕捉到持續(xù)時(shí)間很短的高電平脈沖或者低電平脈沖。9）提供了一個(gè)可以發(fā)紅光（系統(tǒng)故障LED）或黃光（診斷LED）的LED（SF/DIAG）。在用戶程序的控制下，或在某些特定情況下，診斷LED都能點(diǎn)亮，這些情況包括：I/O點(diǎn)或數(shù)據(jù)值被強(qiáng)制，或模塊發(fā)生I/O錯(cuò)誤。10）保留一份關(guān)于主要CPU事件的歷史歸檔，該歸檔帶有時(shí)間標(biāo)記，所歸檔的內(nèi)容包括：何時(shí)上電、CPU何時(shí)進(jìn)入運(yùn)行模式，以及何時(shí)出現(xiàn)致命錯(cuò)誤。在設(shè)置了實(shí)時(shí)時(shí)鐘之后，歸檔條目就會帶有正確的時(shí)間和日期。11）提供密碼保護(hù)功能，用以限制對特殊功能的訪問。12）提供模擬電位器，模擬電位器位于模塊前蓋下面。您可以調(diào)節(jié)這些電位器來增加或者減小存于特殊存儲器中的值（SMB）。這些只讀值在程序中可用作很多功能，如更新定時(shí)器或計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值，輸入或修改預(yù)置值、限定值等。13）具有集成的高速計(jì)數(shù)功能，它能夠?qū)ν獠扛咚偈录?jì)數(shù)而不影響性能，支持高速脈沖輸出功能，（PTO）或脈寬調(diào)制（PWM）。允許最大擴(kuò)展7個(gè)I/O模塊，有兩2個(gè)RS485接口，緊湊的結(jié)構(gòu)、靈活的配置和強(qiáng)大的指令集使S7200成為各種控制應(yīng)用的理想解決方案[7]。 I/O模塊 數(shù)字模塊本系統(tǒng)選用西門子EM223系列的數(shù)字量模塊作為輸入/輸出數(shù)字量模塊，此系列有多個(gè)型號，根據(jù)設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的一般思路，要為系統(tǒng)的輸入和輸出留出一定得余量，所以本系統(tǒng)選用EM 223的16輸入/16輸出數(shù)字量混合模塊。EM223數(shù)字量輸入/輸出模塊主要功能包括：最大連續(xù)電壓30DC，浪涌電壓35V ；數(shù)字量輸入采用光電隔離，避免各通道間的互相干擾；采用非屏蔽電纜時(shí)傳輸長度可以達(dá)到300m；采用屏蔽電纜時(shí)傳輸長度可以達(dá)到500m；邏輯0信號最大5V DC，1mA；邏輯1信號最小15V DC，；2線接近傳感器的連接最大1mA等。 模擬模塊CPU226允許最大7個(gè)擴(kuò)展模塊的連接，為了滿足項(xiàng)目的實(shí)際需求，在實(shí)際應(yīng)用中總是數(shù)據(jù)的采集量多于輸出的控制量，所以選用模擬量通道數(shù)最多的輸入/輸出混合模塊EM235，它含有4個(gè)輸入通道和1個(gè)輸出通道。此模塊的輸入屬于高速12位模擬量輸入，它可以在149us內(nèi)將模擬信號輸入轉(zhuǎn)換成其對應(yīng)的數(shù)字量值。EM235提供一個(gè)未經(jīng)處理的數(shù)字值（未經(jīng)線性化或?yàn)V波），它對應(yīng)于模擬量輸入端處出現(xiàn)的模擬量電壓或電流[8]。由于這種模塊是高速模塊，它們可以跟蹤模擬量信號中的快速變化（包括內(nèi)部和外部噪聲）。對一個(gè)恒定或緩慢變化的模擬量輸入，由噪聲引起的信號讀數(shù)之間的差異，可通過對讀數(shù)值取平均值的方法使其影響為最小。但由于計(jì)算平均值而增加讀取信號的次數(shù)（即采樣次數(shù)），會相應(yīng)地降低對外部輸入信號的響應(yīng)速度。 傳感器 光電編碼器光電編碼器是一種新型的住宿及定位控制傳感器，它通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量，是目前應(yīng)用最多的傳感器[9]。光電編碼器是有光電碼盤和光電檢測裝置組成，光電碼盤是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個(gè)方形或圓形孔，發(fā)光元件和光敏元件 分置在光電碼盤兩側(cè)，而這組成的光電檢測裝置。： 光電編碼器結(jié)構(gòu)示意圖光電碼盤與電動機(jī)軸，電動機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)光電A盤與電動機(jī)同速旋轉(zhuǎn)，發(fā)光二極管發(fā)出的光時(shí)通過小孔照到光敏元件上，時(shí)而被圓盤阻擋，這樣光敏檢測元件就輸出若干脈沖波形的信號，經(jīng)放大、整形，通過高速計(jì)數(shù)器的對脈沖個(gè)數(shù)的監(jiān)測，計(jì)算出轉(zhuǎn)速及唯一。通過測量單位時(shí)間內(nèi)光電編碼器輸出脈沖的個(gè)數(shù)就能算出當(dāng)前電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，測量光電編碼器輸出脈沖的總數(shù)就能得到電機(jī)帶動物體運(yùn)動的行程。此外，為判斷選裝方向，碼盤還可以提供香味900的兩路脈沖信號裝置，兩臺光電裝置產(chǎn)生的脈沖相位有一定的差別，這也就是產(chǎn)生了方向信號，如A裝置產(chǎn)生脈沖相位超前于B相時(shí)時(shí)正轉(zhuǎn)的話，反轉(zhuǎn)時(shí)，B裝置產(chǎn)生的脈沖相位就會超前于A裝置產(chǎn)生的脈沖相位[10]。根據(jù)光電編碼器刻度方法及信號輸出形式，可分為增量式、絕對式以及混合式三種。 光電編碼器在本系統(tǒng)中的應(yīng)用在本系統(tǒng)中，光電編碼器主要應(yīng)用在測速、定位等方面，使用增量式編碼器就可以滿足要求。在本系統(tǒng)中增量式光電編碼器用于行程及速度的監(jiān)測。選用PIE系列PIE一512一G05E型編碼器，光電編碼器與拽引機(jī)同軸旋轉(zhuǎn)，，光電編碼器旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生512個(gè)脈沖，一個(gè)脈沖對應(yīng)罐籠運(yùn)行 。 PLC高速計(jì)數(shù)器原理計(jì)數(shù)器是PLC的編程軟元件，有普通和高速之分。普通計(jì)數(shù)器的過程與掃描工作方式有關(guān)，CPU通過每一掃描周期讀取一次被測信號的方法來捕捉被測信號的上演，被測信號的頻率較高時(shí)，會對視技術(shù)脈沖，因此普通計(jì)數(shù)器的工作效率很低，一般僅有幾十赫茲。高數(shù)計(jì)數(shù)器不受CPU掃描周期的影響，可以對普通計(jì)數(shù)器無能為力的高速脈沖進(jìn)行技術(shù)，工作頻率可以達(dá)到上萬赫茲，因此常用于頻率高于內(nèi)CPU掃描頻率的機(jī)外計(jì)數(shù)器。 光電編碼器判斷旋轉(zhuǎn)方向工作原理高速計(jì)數(shù)器與增量式編碼器一起使用，后者安裝在卷筒的轉(zhuǎn)軸上，編碼器沒權(quán)發(fā)出一定數(shù)量的計(jì)數(shù)始終脈沖和一個(gè)復(fù)位脈沖，作為高數(shù)計(jì)數(shù)器的輸入。高數(shù)計(jì)數(shù)器有一組預(yù)置值，開始運(yùn)行裝入第一個(gè)預(yù)置值，當(dāng)前計(jì)數(shù)值效益當(dāng)前預(yù)置值時(shí)，設(shè)置的輸出有效。當(dāng)前計(jì)數(shù)值等于預(yù)置值時(shí)，產(chǎn)生中斷。在當(dāng)前計(jì)數(shù)值等于預(yù)置值的中斷程序中，裝載入新的預(yù)置值，并設(shè)置下一階段的輸出。在復(fù)位中段發(fā)生時(shí)，設(shè)置第一個(gè)預(yù)置值和第一個(gè)輸出狀態(tài)，循環(huán)又重新開始[11]。PLC的高速計(jì)數(shù)器都是可編程的。S7200系列的PLC高速計(jì)數(shù)器有12中不同的工作模式共4大類。結(jié)合對提升機(jī)的控制，選用高速計(jì)數(shù)器HSC1作為提升機(jī)罐籠的定位計(jì)數(shù)器。配置為A/B相正交計(jì)數(shù)器，工作模式11。 高速計(jì)數(shù)器在提升機(jī)速度檢測中的應(yīng)用在礦井提升機(jī)的安全生產(chǎn)中，對提升機(jī)速度的要求很高，如果速度過快，有可能造成抱閘失靈，發(fā)生沖頂?shù)陌踩鹿?。因此，選擇合理精確的測速方式非常重要。在測速環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)中，我們選用光電編碼器和高速計(jì)數(shù)器結(jié)合的方式[12]。
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