【正文】 容吸收電路（即RC 震蕩電路）。同時（常開）觸點閉合，將報警指示燈 HL 和電笛 HA 接通，進(jìn)行聲光報警。與此同時，斷電器 KA1 得電，其觸點將聲光報警電路自鎖，使變頻器斷電后，聲光報警能持續(xù)下去，直到工作人員按下 ST1 為止，報警才能解除。 聲光報警回路： 變頻器報警輸出的動斷（常閉）觸點 30B30C 串聯(lián)在 KM1 的線圈電路內(nèi)，當(dāng)變頻器因故障不能正常工作時，報警輸出的常閉觸點動作，使 KM1 線圈失電，將變頻器與電源斷開，進(jìn)行安全保護(hù)。為了保護(hù)報警輸出的觸點，在接觸器的線圈兩端，并聯(lián)阻容吸收電路（即 RC 震蕩電路）。同時（常開 ） 觸點 30B30C 閉合，將報警指示 20 燈 HL和電笛 HA 接通，進(jìn)行聲光報警。與此同時，斷電器 KA1 得電，其觸點將聲光報警電路自鎖，使變頻器斷電后，聲光報警能持續(xù)下去，直到工作人員按下 ST1 停為止，報警才能解除。 制動控制回路：提升機(jī)負(fù)載由于慣性較大 ，當(dāng)變頻器的輸出頻率下降至 0Hz 時，常常停不住，而有“蠕動” (也稱爬行 )現(xiàn)象，在礦山提升機(jī)這種大負(fù)載機(jī)械中，蠕動現(xiàn)象有可能造成十分危險的后果。為此，變頻器調(diào)速時應(yīng)設(shè)置能耗制動和直流制動功能。 圖 33 變頻調(diào)速主控電路接線圖 系統(tǒng)的控制回路 PLC 的兩個輸入點 和 分別作為系統(tǒng)的啟動和停止信號的輸入點。 的輸入端 和 作為變頻和工頻信號的輸入點。 的輸入端 、 為提升機(jī)上升、下降開關(guān)控制端； 、 、 為提升機(jī)的過卷、松繩、過載控制端。 的輸出端 和 作為變頻和工頻信號的輸出點。 的輸出端 和 接報警、安全回路繼電器。 圖 34 為系統(tǒng)控制回路電路圖。 21 圖 34 系統(tǒng)控制回路電路圖 其 I/O 口分配如表 31 所示： 表 31 控制系統(tǒng) Ｉ /Ｏ 分配表 PLC I/O 分配表 輸 入 輸 出 電機(jī)啟動按鈕 工頻輸出端 電機(jī)停止按鈕 變頻輸出端 變頻控制端 正轉(zhuǎn)繼電器 工頻控制端 反轉(zhuǎn)繼電器 上升控制端 安全回路繼電器 下降控制端 報警繼電器 過卷保戶端 復(fù)位 松繩保戶端 點動控制 過載保護(hù)端 COM AC 220V 22 第四章 系統(tǒng) 軟 件設(shè)計 提升設(shè)備在一次提升過程中，提升速度、轉(zhuǎn)矩等運行參量隨提升時間變化的曲線，稱為提升工作圖。其中提升速度隨時間變化的曲線稱為提升速度圖。提升工作圖是根據(jù)提升設(shè)備運行的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性的要求確定的。圖 41 為 箕斗 提升速度 圖，它包括提升過程的六個階段，故稱為六階段速度圖。 圖 41 箕斗 提升速度圖 （ 1） t1 段：初加速階段。在提升剛開始，箕斗尚在卸載曲軌內(nèi)運行，為了減小提升容器通過卸載曲軌時對井架的沖擊，提升容器在曲軌內(nèi)的速度和加速度不能太大，一般要將其速度限制在 。 （ 2） t2 段：主加速階段。當(dāng)箕斗離開卸載曲軌后，可以按較大的加速度運行，直至達(dá)到最大 提升速度 V max。對于箕斗提升，加速度 a2 一般不大于 178。 （ 3） t3 段：等速階段。提升速度以規(guī)定的最大速度 V max 運行。 （ 4） t4 段：主減速 階段。這時重載箕斗已接近井口，空箕斗接近裝載點，提升容器以加速度 a4 運行， a4 一般不大于 178。 （ 5） t5 段：爬行階段。提升容器進(jìn)入裝卸載曲軌，為減小沖擊并且便于停車，容器一般要以 。 （ 6） t6 段：停車階段。提升容器到達(dá)終點，提升機(jī)施閘停車，井底箕斗裝載，井口箕斗卸載。 以上 t1t6 的六個階段組成提升系統(tǒng)的一個提升過程 控制程序流程圖 系統(tǒng)控制程序流程圖如圖 42 所示。 PLC 控制主程序完成系統(tǒng)初始化、自檢、故障診斷、調(diào)速系統(tǒng)控制及安全保護(hù)等工作。 23 系統(tǒng)開機(jī)運 行， PLC 首先進(jìn)行初始化，接著完成自檢及提升機(jī)初始位置顯示，當(dāng)收到開車指令時， PLC 轉(zhuǎn)入速度給定控制，在系統(tǒng)運行過程中，當(dāng) PLC 接收到來自接近開關(guān)或變頻器故障等外部控制信號時， PLC 控制程序轉(zhuǎn)到相應(yīng)的中斷處理程序處，完成過卷、過載、松繩等保護(hù)及提升機(jī)位置、速度監(jiān)控、變頻器故障監(jiān)控等。當(dāng)有故障出現(xiàn)時可轉(zhuǎn)到相應(yīng)的故障處理模塊進(jìn)行故障處理，并通過報警回路報警或安全回路實現(xiàn)抱閘停車保護(hù)。 開 始程 序 初 始 化自 檢初 始 位 置 檢測 完 成 ？正 常 ？開 車 ？封 鎖 輸 出聲 光 報 警故 障 處 理進(jìn) 入 初 始 狀 態(tài)速 度 控 制程 序松 繩 ？過 載 ？過 卷 ？停 止 ？結(jié) 束 ？報 警 回 路 動 作安 全 回 路 動 作安 全 回 路 動 作NYNNYYYNNNYYN超 速 ？安 全 回 路 動 作NYY 圖 42 控制程序流程圖 制 梯形圖的編程 原則 梯形圖語言作為一種標(biāo)準(zhǔn) PLC 編程語言，在編制時必須遵循一定的規(guī)則，如圖 43 24 所示。具體規(guī)則如下： 1. 梯形圖的每一行指令都在母線右邊開始畫起。 2. 輸出指令不能直接跟母線連接。 3. 觸點應(yīng)在水平線上，不能在垂直分支上，且應(yīng)遵循自左至右、自上而下的原則。 4. 不包含觸點的分支應(yīng)放在垂直方向，不可放在水平位置，以便于識別觸點的組合和對輸出線圈的控制路徑。 5. 在有幾個串聯(lián)回路相并聯(lián)時，應(yīng)將觸點最多的那個串聯(lián)回路放在梯形圖的最上面；而在有幾個并聯(lián)回路相串聯(lián)時，應(yīng)將觸點最多的并聯(lián)回路放在梯形圖的最左 面。 6. 不能將觸點畫在輸出線圈的右邊，線圈僅能畫在同一行中所有觸點的最右邊。 I 0 . 0I 1 . 0I 0 . 2 I 2 . 02 3451Q 0 . 0 圖 43 梯形圖簡圖 系統(tǒng)梯形圖 由于控制工藝比較復(fù)雜，本程序采用主子程序模塊化順序結(jié)構(gòu)進(jìn)行編程，程序中的內(nèi)存地址可分成 :參數(shù)設(shè)定、上位機(jī)顯示、故障存儲、運行數(shù)據(jù)存儲、中間量這五部分，系統(tǒng)各種子程序均由主循環(huán)程序調(diào)用執(zhí)行，按事先輸入的控制程序?qū)崿F(xiàn)自動控制，系統(tǒng)編程靈活，修改程序方便，僅需修改子程序梯形圖程序就可改變控制功能，便于現(xiàn) 場維護(hù)管理，使提升機(jī)運行安全性和可靠性得到了大幅度提高。 1)、起動，停車 多數(shù)變頻器不能適應(yīng)上電運行功能，所以應(yīng)對控制系統(tǒng)加入保護(hù)功能。當(dāng)需要開機(jī)運行時，按下起動按鈕 (SB1)，其輸出繼電器 KM1 便吸合，置于電源與變頻器之間的常開觸點閉合，將三相 AC380V 動力電接入變頻調(diào)速回路中；當(dāng)減速停車，并實現(xiàn)機(jī)械抱閘制動后，可以將變頻器與動力電源脫開，按下停止按鈕 (SB2)，使繼電器 KM1失電，其常開觸點斷開，變頻器便與動力電源脫開。 2)、上升，下降 在控制回路中利用正轉(zhuǎn)繼電器 K1 的常閉觸頭控 制反轉(zhuǎn)繼電器 K2 的線圈；利用反 25 轉(zhuǎn)繼電器 K2 的常閉觸頭控制正轉(zhuǎn)繼電器 K1 的線圈。從而達(dá)到互鎖作用。 其動作過程如： 當(dāng)要下放礦車或送工人到井下時，按下下降按鈕 ，繼電器 K2 吸合，其常開觸點閉合，常閉觸點斷開。此時變頻器 REV 與 CM 端相連，電機(jī)反轉(zhuǎn)下放重物。同時斷開繼電器 K1 回路，形成下降閉鎖； 當(dāng)按下上升按鈕 時， K2 吸合，斷開 K1 回路，形成上升閉鎖。此時 FWD 與CM 相連，電機(jī)正轉(zhuǎn)上提煤車。 當(dāng)按下停止按鈕 時，所有繼電器常閉觸頭閉合，為下一次提升做準(zhǔn)備。 3)、工頻與變頻轉(zhuǎn)換 工變頻轉(zhuǎn)換系 統(tǒng)可使電機(jī)轉(zhuǎn)速需在工頻運行或變頻出現(xiàn)故障時進(jìn)行自由切換。正常工作狀態(tài)，為變頻調(diào)速運行。此時繼電器 KM2 得電， KM3 失電；置于變頻器與電機(jī)之間的 KM2 常開觸點閉合，跨過變頻器，連接電機(jī)與三相動力電源的 KM3 常開觸點斷開。變頻器接入調(diào)速回路，并接受操作臺控制信號及 PLC 反饋信號，進(jìn)行調(diào)速控制。當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障或需要對電機(jī)進(jìn)行點動調(diào)節(jié)時，按下工頻按鈕 ，使 KM2 斷開， KM3閉合，電機(jī)進(jìn)入工頻狀態(tài)。這樣便于檢修和故障排除。 控制系統(tǒng)的梯形圖 如圖 44 所示： 26 27 28 29 圖 44 系統(tǒng)梯形圖 調(diào)試過程 1． 先將程序傳入 PLC 中，連接外部連線和按鍵以及各個狀態(tài)指示燈。 2．按下啟動按鈕，然后用萬用表測模擬量 I/0 模塊的兩點間的電壓，看是否按照規(guī)定曲線運行，如果運行正確則證明 PLC 部分調(diào)試成功。 3．在各個時刻切換各種狀態(tài)觀察狀態(tài)指示燈以及電壓輸出情況。 系統(tǒng)抗干擾措施 的抗干擾 PLC 的主要應(yīng)用場合是工業(yè)現(xiàn)場，工作環(huán)境中各種干擾對系統(tǒng)設(shè)備的正常運行存在著嚴(yán)重的影響。所以在本系統(tǒng)中也不例外，有必要考慮系統(tǒng)的抗干擾措施。 抗干擾的主要措施有： ① 數(shù)據(jù)采集采用屏蔽電纜，所有屏蔽電纜層匯線接地，多 芯電纜中的備用芯線也要一端接地，這樣可擴(kuò)大屏蔽作用，并抑制芯線間干擾。必要時可采用帶有屏蔽層的輸入和輸出信號電纜。 ② 信號回路匯線接，輸入信號電纜、輸出信號電纜和電力電纜都要分開敷設(shè)，不能扎在一起，信號電纜接線端子均安裝在柜體下側(cè)。 ③ 所有機(jī)柜、操作臺等均需保護(hù)接地，臺柜內(nèi)需有獨立的 PLC 直流地、機(jī)殼安全地、電纜屏蔽地接地端子，與結(jié)構(gòu)內(nèi)部未接地電路板在電氣上隔離。電源柜、動力柜、交頻柜進(jìn)線方式均為：下進(jìn)下出。 ④ 引至 PLC 柜的電纜要盡量遠(yuǎn)離那些會產(chǎn)生電磁干擾的裝置。 30 ⑤ 同一電平等級的信號才能用一條多芯電纜傳 輸。因此對數(shù)字信號和模擬信號，在任何情況下，都必須分開電纜迸行傳輸。低電平信號線應(yīng)與其它信號線分開。盡量縮短模擬量加信號線的長度，并采用雙芯屏蔽線作為信號線。 ⑥ 保證 PLC 柜良好的通風(fēng)環(huán)境，在設(shè)備現(xiàn)場，要充分考慮周圍環(huán)境的影響，盡量不要將 PLC 安裝在多塵、有油煙、有導(dǎo)電灰塵、有腐蝕性氣體、振動、熱源或潮濕的地方。 ⑦ 采用標(biāo)準(zhǔn)化軟件程序可以提高運行的可靠性，故障診斷軟件定期的檢測外界環(huán)境，以便及時進(jìn)行處理。 在變頻器的輸入和輸出電路中，除了較低次的諧波外，還有許多頻率很高的諧波電流 ，這些高次諧波電流除了增加輸入側(cè)的無功功率、降低功率因數(shù)外，頻率較高的諧波電流將以各種方式把自己的能量傳播出去，形成對其他設(shè)備的干擾信號，嚴(yán)重的甚至使某些設(shè)備無法正常工作。 干擾信號的傳播方式主要有：電路傳導(dǎo)方式、感應(yīng)耦合方式和空中輻射方式。 根據(jù)干擾信號的產(chǎn)生原因和傳播方式，可以有針對性的采用不同的抗干擾措施。主