【正文】 最后再一次感謝所有在畢業(yè)設(shè)計(jì)中曾經(jīng)幫助過(guò)我的良師益友和同學(xué)，以及在設(shè)計(jì)中被我引用或參考的論著的作者。感謝我的爸爸媽媽?zhuān)傻弥X草，言樹(shù)之背，養(yǎng)育之恩，無(wú)以回報(bào)，你們永遠(yuǎn)健康快樂(lè)是我最大的心愿。在此向?qū)煴硎旧钌畹母兄x和崇高的敬意。生于斯時(shí)，長(zhǎng)于斯境，唯有以雙倍的努力、十倍的耐心、百倍的豪情和千倍的執(zhí)著來(lái)完成原賦的使命。三年后，“文以治國(guó)、工以立國(guó)、商以富國(guó)”的信念，讓我必須滿懷使命、挺起胸膛的說(shuō)：“我們，以及我們正在把握和即將把握的事業(yè)，理應(yīng)成為中國(guó)經(jīng)濟(jì)崛起的脊梁。我們應(yīng)當(dāng)借鑒國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)思想，結(jié)合當(dāng)前國(guó)內(nèi)測(cè)試技術(shù)的整體發(fā)展水平，基于我們的研究，積極創(chuàng)新，做出更大的貢獻(xiàn)。總體而言，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和對(duì)礦山資源需求的高速增長(zhǎng)，對(duì)礦山生產(chǎn)技術(shù)提出了越來(lái)越高的要求。用 PLC 來(lái)代替繼電器接觸器構(gòu)成的邏輯控制裝置，既提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)，又可以滿足工作現(xiàn)場(chǎng)對(duì)低故障率的要求，并且在滿足使用的情況下，選經(jīng)濟(jì)實(shí)用的型號(hào)。本次設(shè)計(jì)的目的就是運(yùn)用先進(jìn)的控制裝置 PLC 控制提升機(jī)電控系統(tǒng)調(diào)速的運(yùn)行。要能夠方便地進(jìn)行自動(dòng)、手動(dòng)、驗(yàn)繩、調(diào)繩等工作方式的轉(zhuǎn)換。亦即靜差率小、速度平穩(wěn)、調(diào)速范圍大、調(diào)速方便等。 （二）要設(shè)置完善的故障監(jiān)視、安全聯(lián)鎖、信號(hào)報(bào)警及閘控電路，確保系統(tǒng)安全運(yùn)行。根據(jù)提升機(jī)的運(yùn)行方式和礦山企業(yè)的固有特點(diǎn)，對(duì)提升機(jī)電控系統(tǒng)的要求如下： 　　（一）能夠四象限運(yùn)行。但無(wú)論哪種情況，提升機(jī)在工作過(guò)程中都有固定的循環(huán)運(yùn)動(dòng)方式?，F(xiàn)階段，如何從制度和程序上避免人為失誤，應(yīng)是電控生產(chǎn)廠需要認(rèn)真對(duì)待的問(wèn)題；對(duì)提升機(jī) PLC 電控的安全可靠性具有判斷能力，則是煤礦企業(yè)必須慎重思考的課題。因此，對(duì)過(guò)速、限速等保護(hù)直接無(wú)法試驗(yàn)。這些采用 PLC 技術(shù)的新型電控系統(tǒng)，都已較成功地應(yīng)用于礦井提升實(shí)踐，并取得了較好的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，克服了傳統(tǒng)電控系統(tǒng)的缺陷，代表著交流礦井提升機(jī)電控技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。但元論采用何種方式，總需要設(shè)置輔助電源和定子繞組的二次切換操作。三菱中型 PLC 領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，有極豐富的指令集，具有強(qiáng)大的多種集成功能和實(shí)時(shí)特性，其性能價(jià)格比非常高，所以它在各行各業(yè)中的應(yīng)用得到迅速推廣，在規(guī)模不太大的控制領(lǐng)域是較為理想的控制設(shè)備結(jié) 論目前，我國(guó)正在服務(wù)的大多數(shù)礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)，主要是轉(zhuǎn)子回路串電阻的交流調(diào)速系統(tǒng)與 C—M 直流調(diào)速系統(tǒng)， V—M 可逆調(diào)速系統(tǒng)目前已經(jīng)廣泛使用，在加速階段和低速運(yùn)行時(shí)，大部分能量（轉(zhuǎn)差能量）以熱能的形式消耗掉了，因此電控系統(tǒng)的運(yùn)行效率較低。由于控制對(duì)象的復(fù)雜性，使用環(huán)境的特殊性和運(yùn)行工作的連續(xù)長(zhǎng)期性，使得 PLC 在設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)上具有許多其他控制器無(wú)法相比的特點(diǎn)。提升系統(tǒng)的安全性有了更可靠的保證，在自動(dòng)化程度，能源節(jié)約，噪聲治理、人財(cái)物節(jié)約等方面取得了顯著效果。本系統(tǒng)采用提升信號(hào)和操車(chē)控制系統(tǒng)一體化，增強(qiáng)了系統(tǒng)在各種作業(yè)條件下控制的可靠性，監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性，現(xiàn)場(chǎng)使用的靈活性，提高了提升機(jī)的工作效率。當(dāng)生產(chǎn)工藝發(fā)生變化時(shí)，不必改變 PLC 的硬件設(shè)備，只需改變PLC 的程序。 　 （四）對(duì)生產(chǎn)工藝改變的適用性強(qiáng)。PLC 主要的使用對(duì)象是廣大的電氣技術(shù)人員。用戶不需要自己設(shè)計(jì)和制作硬件裝置。 　 （二）通用性強(qiáng)且使用方便。第五，對(duì)采用的器件都進(jìn)行了嚴(yán)格的篩選，排除因器件問(wèn)題而造成的故障。第三，具有良好的自診斷功能，可以對(duì) CPU 等內(nèi)部電路進(jìn)行檢測(cè)，一旦出錯(cuò)，立即報(bào)警。PLC 為了滿足“專(zhuān)業(yè)在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用”的要求，采取了如下硬件和軟件措施：第一，內(nèi)部采用電磁屏蔽，防止輻射干擾。而 PLC 采用微電子技術(shù)，大量的開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的電子存儲(chǔ)器件來(lái)完成，大部分繼電器和繁雜的連線被軟件程序所取代，故壽命長(zhǎng)，可靠性大大提高。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，往往產(chǎn)生 4—7 倍額定電流的起動(dòng)電流。特別是由于它是靠硬連線邏輯構(gòu)成的系統(tǒng)，接線復(fù)雜，當(dāng)生產(chǎn)工藝或?qū)ο笮枰淖儠r(shí)，原有的接線和控制盤(pán)(柜)就要更換，所以通用性和靈活性較差。對(duì)于繼電接觸器控制系統(tǒng)有明顯的缺點(diǎn)：設(shè)備體積大，可靠性差，動(dòng)作速度慢，功能少，難于實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制。不僅可以使系統(tǒng)變得簡(jiǎn)潔，增強(qiáng)抗干擾性能，也可大幅度降低施工成本，并且便于系統(tǒng)的管理。8）通訊單元：PLC 通訊單元用于 PLC 多個(gè) CPU 間的聯(lián)網(wǎng)。PLC 根據(jù)計(jì)數(shù)單元的計(jì)數(shù)值可以確定一些位置點(diǎn)，如減速點(diǎn)、精針投入點(diǎn)、二級(jí)自動(dòng)解除點(diǎn)、停車(chē)點(diǎn)、過(guò)卷保護(hù)點(diǎn)等。電角度的脈沖信號(hào)送入高速計(jì)數(shù)模塊。它可完成高速計(jì)數(shù)器和 PLC 基本單元之間的雙向信息傳遞，CPU 可以接收來(lái)自計(jì)數(shù)單元的計(jì)數(shù)值，也可以控制計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)方式。7）高速計(jì)數(shù)單元：選用高速計(jì)數(shù)單元對(duì)來(lái)自過(guò)程的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)和監(jiān)控，指示提升容器的實(shí)際位置，發(fā)送位置信號(hào)，對(duì)提升機(jī)進(jìn)行行程監(jiān)視和位置閉環(huán)控制。5) 模擬量輸入單元：模擬量輸入單元將現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程來(lái)的模擬信號(hào)（電壓或電流信號(hào)）采集進(jìn)來(lái)，轉(zhuǎn)化為 PLC 能夠處理的數(shù)字量，作為控制條件參與程序的運(yùn)行。輸出信號(hào)狀態(tài)變化時(shí)，PLC 上有對(duì)應(yīng)的燈光指示。數(shù)字量 I/O 單元將這些開(kāi)關(guān)量信號(hào)轉(zhuǎn)化為 PLC 能夠處理的數(shù)字量，作為控制條件參與程序的運(yùn)行。每個(gè)輸入均采用光電隔離。 “RUN”方式：循環(huán)處理程序，讀進(jìn)輸入狀態(tài)，允許輸出（信號(hào)狀態(tài)為“1” ） 。其上插入的存儲(chǔ)器模塊用鋰電池保持 RAM 的內(nèi)容：PLC 可在其上設(shè)置為程序執(zhí)行“STOP ”或“RUN”方式。 各單元基本特點(diǎn)1）電源單元：電源輸入電壓 100~240V PLC 提供總線電源及基本電源。帶有輔控 PLC 的電控系統(tǒng)，輔控 PLC 系統(tǒng)由電源、CPU、通訊單元、高速計(jì)數(shù)單元、基本 I/O 單元等硬件組成。 PLC 系統(tǒng)組成主控 PLC 系統(tǒng)由電源、 CPU、通訊單元、高速計(jì)數(shù)單元、模擬量 I/O 單元、數(shù)字量 I/O單元等硬件組成?？删幊炭刂破?PLC 主要由電源、CPU 、通訊單元、高速計(jì)數(shù)單元、模擬量 I/O 單元、數(shù)字量 I/O 單元等硬件組成。它采用可編程序控制的存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)并進(jìn)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算數(shù)邏輯運(yùn)算等操作指令，通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出來(lái)控制各機(jī)械和生產(chǎn)過(guò)程。 斜面操縱臺(tái)的斜面上裝有兩個(gè)油壓表，12 個(gè)訊號(hào)燈及五個(gè)電表，平面右側(cè)裝 6 個(gè)主令開(kāi)關(guān)，在操縱臺(tái)底部右側(cè)裝有一個(gè)腳踏開(kāi)關(guān)，當(dāng)機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)生緊急故障時(shí)，踩下此開(kāi)關(guān)，切斷高壓電網(wǎng)，使主電機(jī)脫離高壓電網(wǎng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)。主要監(jiān)控畫(huà)面有：系統(tǒng)概貌，提升機(jī)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)運(yùn)行速度，安全回路，提升信號(hào)，液壓站電磁閥工作狀態(tài)等等。2)在司機(jī)操作室內(nèi)配置工控機(jī)，工控機(jī)內(nèi)裝入監(jiān)控軟件。一般地，上位機(jī)與過(guò)程控制機(jī)（一臺(tái)或多臺(tái) PLC）構(gòu)成一個(gè)分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，如下圖所示：提升機(jī)上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，選用工控機(jī)與 PLC 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊：利用自行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的監(jiān)控軟件，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)多畫(huà)面監(jiān)控，已達(dá)到監(jiān)控目的。1SJ～10SJ 為時(shí)間繼電器，用以控制加速接觸器 lZJ～10ZJ 的延時(shí)，時(shí)間繼電器受電流繼電器常開(kāi)觸頭控制，在啟動(dòng)過(guò)程中，只有當(dāng)啟動(dòng)電流降到電流繼電器整定和釋放值時(shí)其觸頭才能打開(kāi)，延時(shí)繼電器才能斷開(kāi)，經(jīng)整定時(shí)限后控制中間繼電器，若啟動(dòng)電流沒(méi)有降到規(guī)定的釋放值，電流繼電器觸頭仍然閉合，相應(yīng)的加速接觸器就無(wú)法切除電阻，防止了因切換電阻過(guò)早而造成啟動(dòng)電流過(guò)大的情況，由于延時(shí)繼電器是直流繼電器，故將交流電源經(jīng)鐵磁穩(wěn)壓器后再經(jīng)橋式整流器整流，并經(jīng)電容濾波后再接至各延時(shí)電器回路。線圈回路中還有常開(kāi)觸頭，這些觸頭起閉鎖作用，實(shí)現(xiàn)順序切除電阻。16 個(gè)中間繼電器，用以控制轉(zhuǎn)子電阻的切除和接入。電流繼電器有三個(gè)電流線圈，用來(lái)反映啟動(dòng)過(guò)程中定子電流的變化，它的常開(kāi)接點(diǎn)與時(shí)間繼電器配合，共同調(diào)節(jié)啟動(dòng)過(guò)程中的速度，用以實(shí)現(xiàn)以電流為主附加時(shí)間校正為原則的自動(dòng)或手動(dòng)控制。二級(jí)制動(dòng)解除距離可通過(guò)調(diào)整井筒開(kāi)關(guān)位置而定。當(dāng)提升容器接近井口（或井底）某一位置時(shí)，若發(fā)生安全事故，提升機(jī)只能實(shí)行一級(jí)制動(dòng)，使制動(dòng)器的油壓迅速回到零，提升系統(tǒng)立即處于全制動(dòng)狀態(tài)?？烧{(diào)閘控制主要有兩部分組成：一是可調(diào)閘邏輯控制，確定是否敞閘；二是可調(diào)閘油壓控制，確定敞閘大小。在通常工作狀態(tài)下，可調(diào)閘控制用于保證司機(jī)根據(jù)需要時(shí)調(diào)整工作制動(dòng)油壓以調(diào)整制動(dòng)器的制動(dòng)力，達(dá)到控制提升機(jī)速度的目的。無(wú)論正反轉(zhuǎn)時(shí)，即使司機(jī)誤操作也保證不會(huì)發(fā)生事故。手動(dòng)正反轉(zhuǎn)回路中，常開(kāi)觸頭閉合，提升機(jī)只能正轉(zhuǎn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)閉鎖。自動(dòng)換向回路中，有兩個(gè)方向繼電器，它受裝于井架上的終點(diǎn)開(kāi)關(guān)控制。自動(dòng)換向回路用于自動(dòng)化提升。 電機(jī)正反轉(zhuǎn)回路正反轉(zhuǎn)換向回路由正反轉(zhuǎn)換向接觸器線圈和線路接觸器線圈各保護(hù)元件的接點(diǎn)、方向繼電器接點(diǎn)以及兩個(gè)選擇方向的主令控制器觸頭組成，用以安全地實(shí)現(xiàn)接通或斷開(kāi)提升主電動(dòng)機(jī)的電源，并改變其旋轉(zhuǎn)方向，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)爬行等。通過(guò)軟件編程，PLC 將計(jì)數(shù)值同預(yù)置值進(jìn)行比較，從而設(shè)置各種位置點(diǎn)，如：減速點(diǎn)、二級(jí)制動(dòng)解除點(diǎn)、精針投入點(diǎn)、2m/s 限速點(diǎn)、各水平停車(chē)點(diǎn)等。兩個(gè)提升容器上分別裝上磁鐵，在井筒接近減速區(qū)域的位置上裝上磁開(kāi)關(guān)。其中光電編碼器和深度指示器分別在 節(jié)和 節(jié)介紹過(guò)，因此不再贅述?？刂苹芈钒ㄐ盘?hào)回路、電機(jī)正反轉(zhuǎn)回路、動(dòng)力制動(dòng)接觸器回路、低頻制動(dòng)接觸器回路、轉(zhuǎn)子電阻控制回路。安全接觸器和加速接觸器的線圈都設(shè)置相交流電源靠近零線一側(cè)，這可保證某些接點(diǎn)或?qū)Ь€絕緣損壞對(duì)地短路時(shí)，安全接觸器立即斷電，進(jìn)行安全制動(dòng)。另外還有斷軸保護(hù)、彈簧疲勞，閘瓦磨損開(kāi)關(guān)、松繩保護(hù)、制動(dòng)電源保護(hù)、調(diào)繩聯(lián)鎖等保護(hù)。11）過(guò)卷復(fù)位開(kāi)關(guān) 當(dāng)提升容器過(guò)卷后，若繼續(xù)開(kāi)車(chē)，應(yīng)根據(jù)容器的過(guò)卷方向選擇過(guò)卷復(fù)位開(kāi)關(guān)的位置，安全回路方能重新接通，提升機(jī)只能向過(guò)卷的反方向開(kāi)車(chē)。9）減速過(guò)速保護(hù) 減速過(guò)程中，若提升機(jī)運(yùn)行超速，安全回路斷開(kāi)。7）等速超速 當(dāng)提升機(jī)運(yùn)行速度超過(guò)最大速度的 15%時(shí)，PLC 判斷后斷開(kāi)安全回路。5）制動(dòng)油壓高保護(hù) 液壓制動(dòng)油壓超過(guò)要求時(shí)，電接點(diǎn)壓力表上觸點(diǎn)閉合，相應(yīng)繼電器得電后斷開(kāi)安全回路。4）高壓掉電保護(hù) 當(dāng)高壓開(kāi)關(guān)柜合閘時(shí) FK 觸點(diǎn)閉合。2）工作閘制動(dòng)手柄聯(lián)鎖限位開(kāi)關(guān) 當(dāng)工作閘手柄在全抱閘位置時(shí)，其限位開(kāi)關(guān)的常開(kāi)