【導(dǎo)讀】(此文檔為word格式，下載后您可任意編輯修改！答辯委員會(huì)根據(jù)學(xué)生提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）材料，根據(jù)學(xué)生答辯情況，答辯委員會(huì)委員：，，，改用PLC控制，與傳統(tǒng)的繼電器—接觸器電控系統(tǒng)相比，調(diào)速時(shí)的能耗大大降低，運(yùn)。行效率也有很大的提高，而且減少了維修的成本。如果需要改變系統(tǒng)的裝置，可以直接在。接線，這在無形之中就節(jié)省了大量的勞動(dòng)力和時(shí)間，進(jìn)而提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。機(jī)始終處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)均有很高的效率，節(jié)能效果明顯。程中實(shí)現(xiàn)了變頻調(diào)速，換向等功能，使運(yùn)行更加平穩(wěn)可靠。通過對(duì)已改造的提升機(jī)設(shè)備進(jìn)行調(diào)研以及相關(guān)文獻(xiàn)的閱讀可以看出PLC控制的變頻調(diào)。速提升機(jī)有明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

　　

【正文】 的啟動(dòng)停止，通過模擬量輸出（ 420mA）控制變頻器的頻率，通過開關(guān)量輸入模塊采集變頻器的狀態(tài)信號(hào)（運(yùn)行、故障等）。 PLC 與變頻器的外圍接線圖如圖 32 所示， PLC 的 端接電機(jī)啟動(dòng)按鈕 SB1， 端接電機(jī)停止按鈕 SB2，再 使用 PLC 的一個(gè)模擬量輸出點(diǎn)作為使 電機(jī)正轉(zhuǎn)啟動(dòng)的輸出信號(hào)，接到 MM420 變頻器的 AIN1+， AIN1端子上。 圖 32 PLC與變頻器的外圍接線圖 變頻調(diào)速主控電路接線 變頻調(diào)速主控電路接線圖如圖 33。變頻器可以輸出頻率可調(diào)的交流電源，在變頻器的控制輸入回路中接入頻率設(shè)定電路，本系統(tǒng)中通過 PLC 輸出電壓信號(hào) (0～ 12 V)來控制變頻器的頻率。另外在變頻器的外圍加設(shè)有聲光報(bào)警輸出口及制動(dòng)單元，能夠?qū)崿F(xiàn)變頻器故障報(bào)警和安全制動(dòng)，更有效的對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行安全保護(hù)。 變頻器報(bào)警輸出的動(dòng)斷（常閉）觸點(diǎn)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(shí)，報(bào)警輸出的常閉觸點(diǎn)動(dòng)作，使 KM1 線圈失電，將變頻器與電源斷開， 24 進(jìn)行安全保護(hù)。為了保護(hù)報(bào)警輸出的觸點(diǎn)，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(shí)（常開）觸點(diǎn)閉合，將報(bào)警指示燈 HL 和電笛 HA 接通，進(jìn)行聲光報(bào)警。與此同時(shí)，斷電器 KA1 得電，其觸點(diǎn)將聲光報(bào)警電路自鎖，使變頻器斷電后，聲光報(bào)警能持續(xù)下去，直到工作人員按下 ST1 為止，報(bào)警才能解除。 聲光報(bào)警回路：變頻器報(bào)警輸出的動(dòng)斷（常閉）觸點(diǎn) 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(shí)，報(bào)警輸出的常閉觸點(diǎn) 動(dòng)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(bào)警輸出的觸點(diǎn)，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(shí)（常開 ） 觸點(diǎn) 30B30C 閉合，將報(bào)警指示燈 HL和電笛 HA 接通，進(jìn)行聲光報(bào)警。與此同時(shí)，斷電器 KA1 得電，其觸點(diǎn)將聲光報(bào)警電路自鎖，使變頻器斷電后，聲光報(bào)警能持續(xù)下去，直到工作人員按下 ST1 停為止，報(bào)警才能解除。 制動(dòng)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(shí)，常常停不住，而有“蠕動(dòng)” (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(dòng)現(xiàn)象有可 能造成十分危險(xiǎn)的后果。為此，變頻器調(diào)速時(shí)應(yīng)設(shè)置能耗制動(dòng)和直流制動(dòng)功能。 25 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(gè)輸入點(diǎn) 和 分別作為系統(tǒng)的啟動(dòng)和停止信號(hào)的輸入點(diǎn)。 的輸入端 和 作為變頻和工頻信號(hào)的輸入點(diǎn)。 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(hào)的輸出點(diǎn)。 的輸出 端 和 接報(bào)警、安全回路繼電器。 圖 34 為系統(tǒng)控制回路電路圖。 26 圖 34 系統(tǒng)控制回路電路圖 其 IO 口分配如表 31 所示： 表 31 控制系統(tǒng) ＩＯ 分配表 PLC IO 分配表 輸 入 輸 出 電機(jī)啟動(dòng)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(bào)警繼電器 過 卷保戶端 復(fù)位 松繩保戶端 點(diǎn)動(dòng)控制 27 過載保護(hù)端 COM AC 220V 第四章 系統(tǒng) 軟 件設(shè)計(jì) 提升設(shè)備在一次提升過程中，提升速度、轉(zhuǎn)矩等運(yùn)行參量隨提升時(shí)間變化的曲線，稱為提升工作圖。其中提升速度隨時(shí)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(yùn)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(gè)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(yùn)行，為了減小提升容器通過卸載曲軌時(shí)對(duì)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 以下。 （ 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(yùn)行，直至達(dá)到最大 提升速度 V max。對(duì)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(yùn)行。 （ 4） t4 段：主減速階段。這時(shí)重載箕斗已接近井口，空箕斗接近裝載點(diǎn)，提升容器以加速度 a4 運(yùn)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 的低速爬行。 （ 6） t6 段：停車階段。提升容器到達(dá)終點(diǎn)，提升機(jī)施閘停車，井底箕斗裝載，井 28 口箕斗卸載。 以上 t1t6 的六個(gè)階段組成提升系統(tǒng)的一個(gè)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。 系統(tǒng)開機(jī)運(yùn)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(shí)， PLC 轉(zhuǎn)入速度給定控制 ，在系統(tǒng)運(yùn)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(hào)時(shí)， 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(shí)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(bào)警回路報(bào)警或安全回路實(shí)現(xiàn)抱閘停車保護(hù)。 29 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(bào) 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(bào) 警 回 路 動(dòng) 作安 全 回 路 動(dòng) 作安 全 回 路 動(dòng) 作NYNNYYYNNNYYN超 速 ？安 全 回 路 動(dòng) 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(shí)必須遵循一定的規(guī)則，如圖 43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。 30 2. 輸出指令不能直接跟母線連接。 3. 觸點(diǎn)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(diǎn)的分支應(yīng)放在垂直方向，不可放在水平位置，以便于識(shí)別觸點(diǎn)的組合和對(duì)輸出線圈的控制路徑。 5. 在有幾個(gè)串聯(lián)回路相并聯(lián)時(shí)，應(yīng)將觸點(diǎn)最多的那個(gè)串聯(lián)回路放在梯形圖的最上面；而在有幾個(gè)并聯(lián)回路相串聯(lián)時(shí)，應(yīng)將觸點(diǎn)最多的并聯(lián)回路放在梯形圖的最左面。 6. 不能將觸點(diǎn)畫在輸出線圈的右邊，線圈僅能畫在同一行中所有觸點(diǎn)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(chǔ)、運(yùn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、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(dòng)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(yùn)行安全性和可靠性得到了大幅度提高。 1)、起動(dòng)，停車 多數(shù)變頻器不能適應(yīng)上電 運(yùn)行功能，所以應(yīng)對(duì)控制系統(tǒng)加入保護(hù)功能。當(dāng)需要開機(jī)運(yùn)行時(shí)，按下起動(dòng)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(diǎn)閉合，將三相 AC380V 動(dòng)力電接入變頻調(diào)速回路中；當(dāng)減速停車，并實(shí)現(xiàn)機(jī)械抱閘制動(dòng)后，可以將變頻器與動(dòng)力電源脫開，按下停止按鈕 (SB2)，使繼電器 KM1失電，其常開觸點(diǎn)斷開，變頻器便與動(dòng)力電源脫開。 31 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(dòng)作過程如： 當(dāng)要下放礦車或送工人到井下時(shí)，按下下降按鈕 ，繼電器 K2 吸合，其常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。此時(shí)變頻器 REV 與 CM 端相連，電機(jī)反轉(zhuǎn)下放重物。同時(shí)斷開繼電器 K1 回路，形成下降閉鎖； 當(dāng)按下上升按鈕 時(shí)， K2 吸合，斷開 K1 回路，形成上升閉鎖。此時(shí) FWD 與CM 相連，電機(jī)正轉(zhuǎn)上提煤車。 當(dāng)按下停止按鈕 時(shí)，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(yùn)行或變頻出現(xiàn)故障時(shí)進(jìn)行自由切換。正常工作狀態(tài)，為變頻調(diào)速運(yùn)行。此時(shí)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(diǎn)閉合，跨過變頻器，連接電機(jī)與三相動(dòng)力電源的 KM3 常開觸點(diǎn)斷開。變頻器接入調(diào)速回路，并接受操作臺(tái)控制信號(hào)及 PLC 反饋信號(hào)，進(jìn)行調(diào)速控制。當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障或需要對(duì)電機(jī)進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)，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： 32 33 34 35 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(gè)狀態(tài)指示燈。 2．按下啟動(dòng)按鈕，然后用萬用表測 模擬量 I0 模塊的兩點(diǎn)間的電壓，看是否按照規(guī)定曲線運(yùn)行，如果運(yùn)行正確則證明 PLC 部分調(diào)試成功。 3．在各個(gè)時(shí)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(duì)系統(tǒng)設(shè)備的正常運(yùn)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(shí)可采用帶有屏蔽層的輸入和輸 出信號(hào)電纜。 ② 信號(hào)回路匯線接，輸入信號(hào)電纜、輸出信號(hào)電纜和電力電纜都要分開敷