【正文】 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。 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，這樣可擴大屏蔽作用，并抑制芯線間干擾。 系統(tǒng)抗干擾措施 的抗干擾 PLC 的主要應用場合是工業(yè)現(xiàn)場，工作環(huán)境中各種干擾對系統(tǒng)設備的正常運行存在著嚴重的影響。 2．按下啟動按鈕，然后用萬用表測 模擬量 I0 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。這樣便于檢修和故障排除。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，進行調(diào)速控制。正常工作狀態(tài)，為變頻調(diào)速運行。 當按下停止按鈕 時，所有繼電器常閉觸頭閉合，為下一次提升做準備。同時斷開繼電器 K1 回路，形成下降閉鎖； 當按下上升按鈕 時， K2 吸合，斷開 K1 回路，形成上升閉鎖。 其 動作過程如： 當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。 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。 1)、起動，停車 多數(shù)變頻器不能適應上電 運行功能，所以應對控制系統(tǒng)加入保護功能。 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。 4. 不包含觸點的分支應放在垂直方向，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。 30 2. 輸出指令不能直接跟母線連接。 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 警故 障 處 理進 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準 PLC 編程語言，在編制時必須遵循一定的規(guī)則，如圖 43所示。 系統(tǒng)開機運行， PLC 首先進行初始化，接著完成自檢及提升機初始位置顯示，當收到開車指令時， PLC 轉(zhuǎn)入速度給定控制 ，在系統(tǒng)運行過程中，當 PLC 接收到來自接近開關或變頻器故障等外部控制信號時， PLC 控制程序轉(zhuǎn)到相應的中斷處理程序處，完成過卷、過載、松繩等保護及提升機位置、速度監(jiān)控、變頻器故障監(jiān)控等。 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。 （ 6） t6 段：停車階段。 （ 5） t5 段：爬行階段。 （ 4） t4 段：主減速階段。 （ 3） t3 段：等速階段。當箕斗離開卸載曲軌后，可以按較大的加速度運行，直至達到最大 提升速度 V max。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 以下。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。其中提升速度隨時間變化的曲線稱為提升速度圖。 圖 34 為系統(tǒng)控制回路電路圖。 的輸出端 和 作為變頻和工頻信號的輸出點。 的輸入端 和 作為變頻和工頻信號的輸入點。為此，變頻器調(diào)速時應設置能耗制動和直流制動功能。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。為了保護報警輸出的觸點，在接觸器的線圈兩端，并聯(lián)阻容吸收電路（即 RC 震蕩電路）。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。為了保護報警輸出的觸點，在接觸器的線圈兩端，并聯(lián)阻容吸收電路（即RC 震蕩電路）。另外在變頻器的外圍加設有聲光報警輸出口及制動單元，能夠?qū)崿F(xiàn)變頻器故障報警和安全制動，更有效的對控制系統(tǒng)進行安全保護。 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。 圖 31 系統(tǒng)主回路原理圖 23 ＦＵ ：熔斷器； ＫＭ ：接觸器；ＦＲ：熱繼電器；Ｍ：電動機； QS:隔離開關； PLC 與變頻器的接線圖 PLC 和變頻器 采用 IO 硬接線方式，通過 S7200 的開關量輸出控制變頻器的啟動停止，通過模擬量輸出（ 420mA）控制變頻器的頻率，通過開關量輸入模塊采集變頻器的狀態(tài)信號（運行、故障等）。 22 第三章 系統(tǒng) 硬件設計 礦井提升機控制 系統(tǒng) 的 主 回路 系統(tǒng)主回路原理圖 圖 31 是礦井提升機控制系統(tǒng)主回路原理圖。一般可采用控制交流電動機定子電壓幅值與頻率 (電壓控制型 )或定子電流 幅值與頻率 (電流控制型 )的標量控制系統(tǒng)但其動態(tài)控制性 21 能較差為改善轉(zhuǎn)矩控制的動態(tài)性能可采用對交流電動機的定子電壓與電流實行磁通方向的矢量變換控制。 19 圖 25 變頻器控制端子圖 及其端子 功能說明 如表 22 所示。 （ 3）設定電機參數(shù)時先設定 P0010=1(快速調(diào)試 ),電機參數(shù)設置完成設定 P0010=0(準備 )。 表 21 變頻器的快速調(diào)試 序號 參數(shù)號 出廠值 設定值 說明 1 P0003 1 3 專家級 2 P0700 2 2 端子輸入 3 P0701 1 1 接通正轉(zhuǎn)停車命令 4 P0702 12 2 接通反轉(zhuǎn)停車命令 5 P0703 9 9 故障復位 18 6 P0704 15 15 固定頻率 7 P0705 15 15 固定頻率 8 P0706 15 15 固定頻率 9 P0731 變 頻器故障 10 P0732 7 7 報警信號 11 P0733 2 2 運行信號 12 P1000 2 3 固定頻率設定 13 P1080 20 最低頻率 14 P1082 最高頻率 15 P1120 斜坡上升時間 16 P1121 斜坡下降時間 17 P1237 0 2 工作停止時間的比率為 10％ 18 P1312 180 啟動提升 注 :（ 1）設置參數(shù)前先將變頻器參數(shù)復位為工廠的缺省設定值： ①設定 P0010=30， ②設定 P0970=1。 17 圖 24 BOP控制面板 操作步驟如下： 1. 按 （功能鍵），最右邊的一個數(shù)字閃爍 2. 按 ，修改這位數(shù)字的數(shù)值 3. 再按 （功能鍵），相鄰的下一位數(shù)字閃爍 4. 執(zhí)行 2 至 4 步，直到顯示出所要求的數(shù)值 5. 按 ，退出參數(shù)數(shù)值的訪問級 MM440 通用 變頻器的參數(shù)設置 如 果所用的變頻器剛剛出廠的變頻器，則需對它進行快速調(diào)試。 變頻器 MM440 的控制面板 變頻器 MM440 的 BOP 控制面板。 調(diào)壓調(diào)速的優(yōu)點是調(diào)速平滑，采用閉環(huán)系統(tǒng)時，機械特性較硬，調(diào)速范圍較寬，缺點是低速時，轉(zhuǎn)差功率損耗較大，功率因素低，電流 大，效率低。 圖 24 為 MM440 變頻調(diào)速系統(tǒng)接線圖 ，檢查電路正確無誤后， 合上主電源開關 QS。 VVVF 變頻 調(diào)速 、矢量控制變頻 調(diào)速 、直接轉(zhuǎn)矩控制變頻 調(diào)速 都是交 直 交變頻 調(diào)速 16 中的一種 。 異步電動機轉(zhuǎn)差率： nn 00s n?? (2－ 2) ）（ s???? 1pf160s)1(n n 0 (2－ 3) 由上式可知，異步電動機調(diào)速方法有如下幾種： 變同步轉(zhuǎn)速 n0：變極 p、變頻 f1。 異步電動機定子對稱的三相繞組中通入對 稱的三相交流電，在電機氣隙內(nèi)會產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，從而形成一定的旋轉(zhuǎn)速度。由于在變頻調(diào)速時轉(zhuǎn)差功率不變，在各種異步電機調(diào)速系統(tǒng)中效率較高，同時性能也最好，故是交流調(diào)速的主要發(fā)展方向。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為 IGBT 三相橋式逆變器，且輸出為 PWM 波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲能和緩沖無功功率。 MM440 變頻器的工作原理 及其調(diào)速原理 1. MM440 變頻器的工作原理 我們現(xiàn)在使用的 MM440 變頻器主要采用交 － 直 － 交方式（ VVVF 變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機。它采用高性能的矢量控制技術，提供低速高轉(zhuǎn)矩輸出和良好的動態(tài)特性，同時具備超強的過載能力，以滿足廣泛的應用場合。 14 圖 22 變頻器的基本結(jié)構(gòu) 本次設計變頻器主要選用德國西門子公司研發(fā)、生產(chǎn)的交 — 直 — 交方式變頻器系列MM440 通用變頻器 , 三相 交流電源 電壓 。因此國內(nèi)使用單位主要以進口為主，很少使 用國內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品。 目前國外變頻調(diào)速技術發(fā)展較快，性能也非常好，在各行各業(yè)中得到了廣泛的應用，如日本富士、瑞典 ABB 等變頻調(diào)速系統(tǒng)應用領域非常廣泛。 2． 通用變頻器使用的功率器件不斷更新?lián)Q代。 變頻器的選擇 從 80 年代初通用變頻器問世以來，經(jīng)過近 20 年，通用變頻器更新?lián)Q代了五次。 (6) 體積小、能耗低 由軟件實現(xiàn)的邏輯控制可以大量節(jié)省繼電器、定時器的數(shù)量。 (5)控制系統(tǒng)易于實現(xiàn)、開發(fā)工作量少 由于 PLC 的系列化、模塊化、標準化及良 好的擴展性和連網(wǎng)性能 ,在大多數(shù)情況下PLC 系統(tǒng)是一個較好的選擇。 (4)功能強大，可擴展 PLC 的主要功能包括開關量的邏輯控制、模擬量控制部分還具備控制或模糊控制功能、數(shù)字量智能控制、數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控、通信、聯(lián)網(wǎng)及集散控制等功能。標準是編程語言的標準，除了梯形圖和語句表之外，還存在順序流程圖、結(jié)構(gòu)化文本和功能塊 圖三種編程語言的表達方式。 (