【文章內(nèi)容簡介】 電壓Vp通過原邊電阻R 1轉(zhuǎn)換為原邊電流Ip，Ip產(chǎn)生的磁通量與霍爾電壓經(jīng)放大產(chǎn)生的副邊電流Is通過副邊線圈所產(chǎn)生的。（2）霍爾電流、電壓傳感器技術(shù)指標(biāo)及特點(diǎn) ①量程：電流為5～10000A；電壓為5～5000V； ②精度：霍爾傳感器模塊在工作區(qū)域內(nèi)的精度優(yōu)于1%； ③線性度：%； ④工作頻帶：0～20HZ； ⑤過載能力：0～177。10000A。 開關(guān)量輸入通道 開關(guān)量輸入為數(shù)字量輸入模塊，設(shè)計(jì)采用SM321數(shù)字量輸入模塊。該模塊共有32點(diǎn)輸入，按每組16個(gè)隔離，直流24V供電，模塊接口電路完成現(xiàn)場的開關(guān)量信號(hào)變?yōu)镻LC內(nèi)部處理的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，其中外部開關(guān)信號(hào)與內(nèi)部電路通過光耦隔離來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)煤礦井下防爆電氣設(shè)備的要求，從危險(xiǎn)區(qū)域引入水泵控制裝置的信號(hào)必須經(jīng)過電氣隔離。因此該系統(tǒng)中需要在SM321接口模塊前端加以光耦隔離板。危險(xiǎn)區(qū)引入的開關(guān)量信號(hào)采用本安電源供電，引入到SM321模塊內(nèi)的開關(guān)量信號(hào)采用PS307電源模塊供電。 SM321接線原理 該設(shè)計(jì)所用數(shù)字量輸入點(diǎn)數(shù)為32點(diǎn)， 。 數(shù)字量輸入點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)表數(shù)字量輸入點(diǎn)數(shù)方式選擇開關(guān)2水泵手動(dòng)啟動(dòng)3水泵手動(dòng)停止3水泵檢修3真空電磁閥開到位2真空電磁閥關(guān)到位2水泵電動(dòng)閥開到位3水泵電動(dòng)閥關(guān)到位3電機(jī)開返回信號(hào)3電機(jī)關(guān)返回信號(hào)3備用開關(guān)1故障復(fù)位信號(hào)1采集水位信號(hào)3總計(jì)32 顯示模塊的設(shè)計(jì) 觸摸屏是一種定位設(shè)備，用戶可以直接用手向計(jì)算機(jī)輸入坐標(biāo)信息和鼠標(biāo)、鍵盤一樣，是一種輸入設(shè)備。觸摸屏具有堅(jiān)固耐用、反應(yīng)速度快、節(jié)省空間、易于交流等許多優(yōu)點(diǎn)。利用這種技術(shù)，只要用手指輕輕地碰觸計(jì)算機(jī)顯示屏上的圖符或文字就能實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)操作，從而使人機(jī)交互更為直接了當(dāng)，這種技術(shù)極大方便了那些不懂電腦操作的用戶。觸摸屏的應(yīng)用范圍非常廣闊，主要有公共信息的查詢，如電信局、稅務(wù)局、銀行、電力等部門的業(yè)務(wù)查詢；城市街頭的信息查詢；此外還可廣泛應(yīng)用于企業(yè)辦公、工業(yè)控制、軍事指揮、電子游戲、點(diǎn)歌點(diǎn)菜、多媒體教學(xué)、房地產(chǎn)預(yù)售等。 所謂觸摸屏，從市場概念來講，就是一種人人都會(huì)使用的計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備，或者說是人人都會(huì)使用的與計(jì)算機(jī)溝通的設(shè)備。不用學(xué)習(xí)，人人都會(huì)使用，是觸摸屏最大的魔力，這一點(diǎn)無論是鍵盤，還是鼠標(biāo)，都無法與其相比。人人都會(huì)使用，也就標(biāo)志著計(jì)算機(jī)應(yīng)用普及時(shí)代的真正到來。 從技術(shù)原理角度來講，觸摸屏是一套透明的絕對(duì)定位系統(tǒng)，首先它必須保證是透明的，因此它必須通過材料科技來解決透明問題，像數(shù)字化儀、寫字板、電梯開關(guān)，它們都不是觸摸屏；其次它是絕對(duì)坐標(biāo)，觸摸屏軟件都不需要光標(biāo)，有光標(biāo)反倒影響用戶的注意力，因?yàn)楣鈽?biāo)是給相對(duì)定位的設(shè)備用的，相對(duì)定位的設(shè)備要移動(dòng)到一個(gè)地方首先要知道現(xiàn)在在何處，往哪個(gè)方向去，每時(shí)每刻還需要不停的給用戶反饋當(dāng)前的位置才不至于出現(xiàn)偏差。這些對(duì)采取絕對(duì)坐標(biāo)定位的觸摸屏來說都不需要。再其次就是能檢測手指的觸摸動(dòng)作并且判斷手指位置。 為了操作上的方便，人們用觸摸屏來代替鼠標(biāo)或鍵盤。工作時(shí)，我們必須首先用手指或其它物體觸摸安裝在顯示器前端的觸摸屏，然后系統(tǒng)根據(jù)手指觸摸的圖標(biāo)或菜單位置來定位選擇信息輸入。觸摸屏由觸摸檢測部件和觸摸屏控制器組成；觸摸檢測部件安裝在顯示器屏幕前面，用于檢測用戶觸摸位置，接受后送觸摸屏控制器。而觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點(diǎn)檢測裝置上接收觸摸信息，并將它轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo)，再送給CPU，它同時(shí)能接收CPU發(fā)來的命令并加以執(zhí)行。本設(shè)計(jì)選用臺(tái)達(dá)觸摸屏（）作為顯示界面，其工作原理為：電容屏表面涂有透明電導(dǎo)層ITD，電壓連接到四角，微小直流電散部在屏表面，形成均勻之電場，用手觸屏?xí)r，人體作為耦合電容一極，電流從屏四角匯集形成耦合電容另一極，通過控制器計(jì)算電流傳到碰觸位置的相對(duì)距離得到觸摸的坐標(biāo)。臺(tái)達(dá)觸摸屏是一種可接收觸頭等輸入訊號(hào)的感應(yīng)式液晶顯示裝置，當(dāng)接觸了屏幕上的圖形按鈕時(shí)，屏幕上的觸覺反饋系統(tǒng)可根據(jù)預(yù)先編程的程序驅(qū)動(dòng)各種連結(jié)裝置，可用以取代機(jī)械式的按鈕面板，并借由液晶顯示畫面制造出生動(dòng)的影音效果。 臺(tái)達(dá)觸摸屏 開關(guān)量輸出通道開關(guān)量輸出為數(shù)字量輸出模塊，設(shè)計(jì)采用SM322數(shù)字量輸出模塊，該模塊將S7300內(nèi)部信號(hào)電平轉(zhuǎn)換成過程所需要的外部信號(hào)電平，可直接用于驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器、小型電動(dòng)機(jī)、燈和電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器等。按負(fù)載回路使用的電源不同分為：直流輸出模塊、交流輸出模塊和直交流兩用輸出模塊。按輸出開關(guān)器件的種類不同可分為：晶體管輸出方式、可控硅輸出方式和繼電器輸出方式。晶體管輸出方式的模塊，只能帶直流負(fù)載，屬于直流輸出模塊，沒有反極性保護(hù)措施，輸出具有短路保護(hù)功能，使用于驅(qū)動(dòng)電磁閥和直流接觸器?？煽毓栎敵龇绞綄儆诮涣鬏敵龇绞剑m用于驅(qū)動(dòng)交流電磁閥、接觸器、電機(jī)起動(dòng)器和燈。繼電器觸點(diǎn)輸出方式的模塊屬于交直流兩用輸出模塊，其額定負(fù)載電壓較寬，直流可以從24V到120V，交流可以從48V到230V。SM322有16點(diǎn)晶體管輸出、32點(diǎn)晶體管輸出、16點(diǎn)可控硅輸出、8點(diǎn)晶體硅輸出、8點(diǎn)可控硅輸出、8點(diǎn)繼電器輸出和16點(diǎn)繼電器輸出共七種型號(hào)輸出模塊可供選擇。 。該設(shè)計(jì)選用32點(diǎn)晶體輸出。該設(shè)計(jì)所用數(shù)字量輸出點(diǎn)數(shù)為25點(diǎn)， 。 數(shù)字量輸出點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)表數(shù)字量輸出點(diǎn)數(shù)水泵電動(dòng)閥開3水泵電動(dòng)閥關(guān)3真空泵電磁閥開1真空泵電磁閥關(guān)1真空泵啟動(dòng)2真空泵停止2水泵啟動(dòng)3水泵停止3指示燈7總計(jì)25 通訊模塊設(shè)計(jì) 上位機(jī)與PLC之間進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)信息的有效傳遞。設(shè)計(jì)中運(yùn)用RS485通訊方式進(jìn)行通訊。RS485和RS232的基本的通訊機(jī)理是一致的，他的優(yōu)點(diǎn)在于彌補(bǔ)了RS232 通訊距離短，不能進(jìn)行多臺(tái)設(shè)備同時(shí)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)管理的缺點(diǎn)。計(jì)算機(jī)通過 RS232/RS485轉(zhuǎn)換器，既可以實(shí)現(xiàn)RS232接口與RS485接口的轉(zhuǎn)變，還可以實(shí)現(xiàn)依次連接多臺(tái)485設(shè)備，采用輪詢的方式，對(duì)總線上的設(shè)備輪流進(jìn)行通訊。RS485的基本特性：①通訊距離：只負(fù)載一臺(tái)485設(shè)備時(shí)，最遠(yuǎn)的設(shè)備（控制器）到計(jì)算機(jī)的連線距離可達(dá)1200米。485通訊總線必須用雙絞線，或者網(wǎng)線的其中一組，如果用普通的電線（沒有雙絞）干擾將非常大，通訊不暢，甚至通訊不上。②RS485的電氣特性：邏輯“1”以兩線間的電壓差為+(2~6)V表示；邏輯“0”以兩線間的電壓差為(2~6)V表示。接口信號(hào)電平比RS232C降低了，就不易損壞接口電路的芯片， 且該電平與TTL電平兼容，可方便與TTL 電路連接。　?、跼S485的數(shù)據(jù)最高傳輸速率:10Mbps 。　?、躌S485接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合，抗共模干擾能力增強(qiáng)，即抗噪聲干擾性好?！　、?RS485最大傳輸速率為10Mb/S，傳輸速率與傳輸距離成反比，在100Kb/S的傳輸速率下，才可以達(dá)到最大的通信距離，如果需傳輸更長的距離，需要加485中繼器。該設(shè)計(jì)中不需要。該設(shè)計(jì)中采用PC/PPI電纜連接上位機(jī)與PLC，該電纜自帶RS232/RS485轉(zhuǎn)換器，是一根RS232/RS485匹配電纜。 PLC與上位機(jī)通信結(jié)構(gòu)框圖 供電電源 一般S7300 CPU的電源分配是這樣的：PS307采用交流120/230V供電（面板上有輸入電壓選擇開關(guān)），輸出直流24V，有三種規(guī)格2A、5A、10A，提供給S7300 PLC使用，同時(shí)也可以作為負(fù)載電源，通過I/O模塊向使用直流24V的負(fù)載（傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等）供電，但大多數(shù)情況下，主要提供給CPU模塊使用，把24V直流轉(zhuǎn)換為5V直流，提供背板總線供電電流用。本設(shè)計(jì)選用 PS307（5A）電源模塊作為PLC的供電電源，其屬性為： （1）輸出電流為5A。（2）輸出電壓為24VDC；短路和短路保護(hù)；（3）與單向交流電源連接（額定輸入電壓120/230VAC,50/60HZ）；（4）安全隔離符合EN 60 950。（5）可用作負(fù)載電源。 電源接線圖① “24 V DC輸出電壓工作”顯示；② 24 V DC輸出電壓接線端；③ 固定裝置；④ 主回路和保護(hù)性導(dǎo)體接線端；⑤ 24 V DC開關(guān)。 電源方塊圖 系統(tǒng)排水設(shè)備的選型設(shè)計(jì)由于是單水平開采，故采用直接排水系統(tǒng)。主泵房的排水設(shè)備，必須有工作、備用和檢修水泵。其中任一臺(tái)水泵的排水能力應(yīng)能在20h內(nèi)排出24h的正常涌水量，兩臺(tái)水泵同時(shí)工作的總能力，應(yīng)能在20h內(nèi)排出礦井24h的最大涌水量，檢修水泵的能力應(yīng)不小于工作水泵能力的25%。 離心式水泵是礦井中應(yīng)用最廣泛的一類水泵，泵的主要工作部件是安裝在主軸上的葉輪，葉輪上有一定數(shù)量的葉片，泵的外殼為一螺線形擴(kuò)散室，泵的吸水口和吸水管連接，排水口和排水管連接。 泵一般分單級(jí)和多級(jí)，該設(shè)計(jì)中采用多級(jí)泵，多級(jí)泵是煤礦中使用最多的一類離心泵，井下主排水、鍋爐給水、深井排水等使用的幾乎全部是多級(jí)離心泵，常見的型號(hào)有D型。多級(jí)泵一般由固定部分、轉(zhuǎn)動(dòng)部分、軸承部分、密封部分組成。固定部分包括進(jìn)水段、中間段和出水段；轉(zhuǎn)動(dòng)部分包括泵軸、葉輪、平衡盤；軸承部分包括軸承及潤滑油；密封部分有紙墊密封、口環(huán)密封、填料密封、水封密封等。離心式水泵只有在泵殼內(nèi)充滿水的情況下允許啟動(dòng)，通常采用的方法是打開逆止閥旁通道上的截止閥讓排水管道中的壓力水注入泵體，泵體內(nèi)的空氣從放氣旋塞中排出。這種方法要求水泵必須裝設(shè)底閥。在排水過程中，底閥產(chǎn)生一定的水力損失使水泵的電耗增加，效率降低。為了取消底閥、增加吸水高度、便于自動(dòng)控制，還可采用以下充水裝置。水泵房排水設(shè)備一般安置在水井液面以上，所以水泵啟動(dòng)前的灌水一般采用吸入式。為了減小井水吸入阻力，提高泵站運(yùn)作效率，吸水管路不宜設(shè)置底閥。無底閥吸入式灌水，要采用撞門的飲水設(shè)備，對(duì)水泵排水腔和吸水管路進(jìn)行抽真空，是水泵運(yùn)行前充滿水，引水設(shè)備一般為真空泵或射流泵。在本系統(tǒng)中采用的是SK型水環(huán)式真空泵。在正常情況下，一臺(tái)真空泵抽氣，當(dāng)一臺(tái)發(fā)生故障時(shí)，另一臺(tái)備用泵工作，仍能負(fù)擔(dān)抽氣的任務(wù)。抽氣管經(jīng)過電磁閥與每臺(tái)水泵進(jìn)水端的放氣孔相連，管道接頭處要保證嚴(yán)密。由于真空泵在工作是會(huì)發(fā)熱，及一部分工作液隨氣體一起排走，所以應(yīng)不斷地向真空泵補(bǔ)充清水。當(dāng)真空表的讀數(shù)達(dá)到要求即可啟動(dòng)大水泵。山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 軟件設(shè)計(jì)4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件的綜述西門子的S7300系列PLC所用的編程語言是西門子開發(fā)的STEP7，這是一種可運(yùn)行于通用微機(jī)中，在WINDOWS環(huán)境下進(jìn)行編程的語言。將它通過計(jì)算機(jī)的串行口和一根PC/MPI轉(zhuǎn)接電纜與PLC的MPI口相連，即可進(jìn)行相互間的通信。通過STEP7編程軟件，不僅可以非常方便地使用梯形圖和語句表等形式進(jìn)行離線編程，經(jīng)過編譯后通過轉(zhuǎn)接電纜直接送入PLC的內(nèi)存中執(zhí)行，而且在調(diào)試運(yùn)行時(shí)，還可以在線監(jiān)視程序中各個(gè)輸入輸出或狀態(tài)點(diǎn)的通斷狀況，甚至可以在線修改程序變量的值，給調(diào)試工作也帶來極大的方便。 此外，還運(yùn)用Screen Editor實(shí)現(xiàn)友好的人機(jī)界面設(shè)計(jì)，以便于隨時(shí)掌控整個(gè)控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)。采用RS485通信實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與PLC的通信，應(yīng)用PC/PPI電纜傳輸（自帶RS485轉(zhuǎn)換器），實(shí)現(xiàn)上位機(jī)操作監(jiān)控。 PLC程序設(shè)計(jì)在軟件設(shè)計(jì)之前，首先進(jìn)行軟件流程圖的設(shè)計(jì)和地址的分配。從圖中可以看出，系統(tǒng)開始啟動(dòng)后，首先與PLC通信，然后進(jìn)行模擬量以及I/O處理程序，系統(tǒng)自檢與門處理程序。然后判斷系統(tǒng)處于自動(dòng)運(yùn)行、手動(dòng)運(yùn)行、遠(yuǎn)程控制三種工作方式的哪一種，然后根據(jù)判斷得到的結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的操作。根據(jù)控制板上的旋轉(zhuǎn)開關(guān)的位置判斷出系統(tǒng)的運(yùn)行方式后，如處于PLC自動(dòng)運(yùn)行方式，則PLC根據(jù)程序流程順序執(zhí)行，自動(dòng)完成水泵的啟動(dòng)，輪換工作，故障報(bào)警，停止。如處于手動(dòng)運(yùn)行方式，則由人工選擇哪臺(tái)水泵投入運(yùn)行，PLC根據(jù)水泵的泵號(hào)自動(dòng)完成該臺(tái)水泵的自動(dòng)啟動(dòng)，運(yùn)行，停止。遠(yuǎn)程控制方式下由地面監(jiān)控中心對(duì)中央泵房排水系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度與控制。軟件流程圖設(shè)計(jì)完成后，在進(jìn)行地址分配，、。 系統(tǒng)軟件流程圖 數(shù)字輸入量地址分配表地址連接外部設(shè)備功能說明按鈕SB0控制方式選擇開關(guān)1按鈕SB1控制方式選擇開關(guān)2按鈕SB2手動(dòng)啟動(dòng)水泵1按鈕SB3手動(dòng)停止水泵1按鈕SB4手動(dòng)啟動(dòng)水泵2按鈕SB5手動(dòng)停止水泵2按鈕SB6手動(dòng)啟動(dòng)水泵3按鈕SB7手動(dòng)停止水泵3按鈕SB81水泵檢修信號(hào)按鈕SB92水泵檢修信號(hào)按鈕SB103水泵檢修信號(hào)按鈕SB11故障復(fù)位按鈕水位h0采集水位信號(hào)h0水位h1采集水位信號(hào)h1水位h2采集水位信號(hào)h2水位h3采集水位信號(hào)h31真空電磁閥開到位采集1真空電磁閥開到位信號(hào)1真空電磁閥關(guān)到位采集1真空電磁閥關(guān)到位信號(hào)2真空電磁閥開到位采集2真空電磁閥開到位信號(hào)2真空電磁閥關(guān)到位采集2真空電磁閥關(guān)到位信號(hào)1水泵電動(dòng)閥開到位采集1水泵電動(dòng)閥開到位信號(hào)1水泵電動(dòng)閥關(guān)到位采集1水泵電動(dòng)閥關(guān)到位信號(hào)2水泵電動(dòng)閥開到位采集2水泵電動(dòng)閥開到位信號(hào)2水泵電動(dòng)閥關(guān)到位采集2水泵電動(dòng)閥關(guān)到位信號(hào)3水泵電動(dòng)閥開到位采集3水泵電動(dòng)閥開到位信號(hào)3水泵電動(dòng)閥關(guān)到位采集3水泵電動(dòng)閥關(guān)到位信號(hào)1電機(jī)開/關(guān)返回采集1電機(jī)開/關(guān)返回信號(hào)2電機(jī)開/關(guān)返回采集2電機(jī)開/關(guān)返回信號(hào)3電機(jī)開/關(guān)返回采集3電機(jī)開/關(guān)返回信號(hào)開關(guān)備用開關(guān)備用開關(guān)備用 數(shù)字量輸出地址分配地址連接外部設(shè)備功能說明控制繼電器J1控制1電動(dòng)閥開控制繼電器J2控制1電動(dòng)閥關(guān)控制繼電器J3控制2電