基于plc的礦井提升機(jī)后備保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文-在線瀏覽
2025-08-14 19:36本頁面
【正文】 這門技術(shù)是必不可少的。 礦井提升機(jī)及后備保護(hù)系統(tǒng)概述 礦井提升系統(tǒng)的分類礦井提升設(shè)備的主要組成部分是：提升容器、提升鋼絲繩、提升機(jī)及拖動控制系統(tǒng)、井架、天倫及裝載設(shè)備等[3]。 礦井提升機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成礦井提升機(jī)的系統(tǒng)并非只是相面所示的提升機(jī)部分，還包括潤滑系統(tǒng)、機(jī)械傳動系統(tǒng)、觀測和操縱系統(tǒng)、拖動控制和自動保護(hù)系統(tǒng)以及制動系統(tǒng)等。2）機(jī)械轉(zhuǎn)動系統(tǒng)：由減速器和連軸承器組成。4）觀測與操縱系統(tǒng)：包括操作臺、深度指示器等裝置。5）拖動控制和自動保護(hù)系統(tǒng)：包括主拖動電機(jī)和微拖動電機(jī)、電器控制系統(tǒng)以及由PLC控制的保護(hù)系統(tǒng)。制動系統(tǒng)的功能就是使提升機(jī)卷筒剎車，停止提升機(jī)的運(yùn)行，它的可靠性直接關(guān)系到提升機(jī)的安全運(yùn)行[4]。 后備保護(hù)礦井提升機(jī)本身帶有一些保護(hù)裝置，但由于監(jiān)控方法和手段的局限性以及礦井中相對惡劣的環(huán)境，常使這些保護(hù)裝置失效，人們?yōu)榱嗽鰪?qiáng)對提升機(jī)的保護(hù)，做出了許多嘗試，經(jīng)理論與實踐的證明，為提升機(jī)增加一套后備保護(hù)裝置是提高其安全性的非常有效的方法[6]。速度顯示—一動態(tài)顯示提升容器在整個過程中的瞬時速度。2）保護(hù)功能等速段超速保護(hù)——在等速段的瞬時速度超過最大提升速度15％時，保護(hù)儀發(fā)出聲光報警信號，并發(fā)出制動信號。減速段保護(hù)——在減速段對提升機(jī)瞬時速度實行包絡(luò)線保護(hù)，近井口實現(xiàn)限速保護(hù)?？ɑ繁Ｗo(hù)——當(dāng)提升箕斗卡阻時發(fā)出保護(hù)控制信號，并伴有聲光報警。2．后備保護(hù)系統(tǒng)硬件設(shè)計 總體方案在工業(yè)控制中，PLC其應(yīng)用范圍廣、功能強(qiáng)大、使用方便。礦井提升機(jī)后備保護(hù)系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。S7200系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。 提升機(jī)后備保護(hù)系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖 可編程控制器CPU226可編程控制器PLC(Programmable Logic Contrller)是專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的一種以微處理器為基礎(chǔ)，帶有指令存儲器和輸入輸出接口，綜合了微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)的工業(yè)控制裝置，用于邏輯控制具有運(yùn)算功能強(qiáng)、控制精度高、擴(kuò)展容易、體積小、安裝調(diào)試方便等一系列優(yōu)點。它能夠控制各種設(shè)備以滿足自動化控制需求。盡管通常情況下我們使用映像寄存器作為源地址和目的地址來訪問I/O，但這些立即I/O指令卻允許我們直接訪問真正的輸入、輸出點。中斷程序并不作為正常掃描周期的一部分來執(zhí)行，而是當(dāng)中斷事件發(fā)生時才執(zhí)行（可能在掃描周期的任意點）。4）它的輸出表允許您選擇STOP模式下的輸出狀態(tài)，是將已知值傳送到數(shù)字量輸出點，還是使輸出保持STOP模式之前的狀態(tài)。6）在掉電后仍然保持存儲區(qū)中的數(shù)據(jù)，您可以定義最多六個掉電保持區(qū)的地址范圍。這一延遲時間有助于濾除輸入雜波，從而減小了輸入狀態(tài)發(fā)生意外改變的可能。脈沖捕捉功能允許PLC捕捉到持續(xù)時間很短的高電平脈沖或者低電平脈沖。在用戶程序的控制下，或在某些特定情況下，診斷LED都能點亮，這些情況包括：I/O點或數(shù)據(jù)值被強(qiáng)制，或模塊發(fā)生I/O錯誤。在設(shè)置了實時時鐘之后，歸檔條目就會帶有正確的時間和日期。12）提供模擬電位器，模擬電位器位于模塊前蓋下面。這些只讀值在程序中可用作很多功能，如更新定時器或計數(shù)器的當(dāng)前值，輸入或修改預(yù)置值、限定值等。允許最大擴(kuò)展7個I/O模塊，有兩2個RS485接口，緊湊的結(jié)構(gòu)、靈活的配置和強(qiáng)大的指令集使S7200成為各種控制應(yīng)用的理想解決方案[7]。EM223數(shù)字量輸入/輸出模塊主要功能包括：最大連續(xù)電壓30DC，浪涌電壓35V ；數(shù)字量輸入采用光電隔離，避免各通道間的互相干擾；采用非屏蔽電纜時傳輸長度可以達(dá)到300m；采用屏蔽電纜時傳輸長度可以達(dá)到500m；邏輯0信號最大5V DC，1mA；邏輯1信號最小15V DC，；2線接近傳感器的連接最大1mA等。此模塊的輸入屬于高速12位模擬量輸入，它可以在149us內(nèi)將模擬信號輸入轉(zhuǎn)換成其對應(yīng)的數(shù)字量值。由于這種模塊是高速模塊，它們可以跟蹤模擬量信號中的快速變化（包括內(nèi)部和外部噪聲）。但由于計算平均值而增加讀取信號的次數(shù)（即采樣次數(shù)），會相應(yīng)地降低對外部輸入信號的響應(yīng)速度。光電編碼器是有光電碼盤和光電檢測裝置組成，光電碼盤是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個方形或圓形孔，發(fā)光元件和光敏元件 分置在光電碼盤兩側(cè)，而這組成的光電檢測裝置。通過測量單位時間內(nèi)光電編碼器輸出脈沖的個數(shù)就能算出當(dāng)前電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，測量光電編碼器輸出脈沖的總數(shù)就能得到電機(jī)帶動物體運(yùn)動的行程。根據(jù)光電編碼器刻度方法及信號輸出形式，可分為增量式、絕對式以及混合式三種。在本系統(tǒng)中增量式光電編碼器用于行程及速度的監(jiān)測。 PLC高速計數(shù)器原理計數(shù)器是PLC的編程軟元件，有普通和高速之分。高數(shù)計數(shù)器不受CPU掃描周期的影響，可以對普通計數(shù)器無能為力的高速脈沖進(jìn)行技術(shù)，工作頻率可以達(dá)到上萬赫茲，因此常用于頻率高于內(nèi)CPU掃描頻率的機(jī)外計數(shù)器。高數(shù)計數(shù)器有一組預(yù)置值，開始運(yùn)行裝入第一個預(yù)置值，當(dāng)前計數(shù)值效益當(dāng)前預(yù)置值時，設(shè)置的輸出有效。在當(dāng)前計數(shù)值等于預(yù)置值的中斷程序中，裝載入新的預(yù)置值，并設(shè)置下一階段的輸出。PLC的高速計數(shù)器都是可編程的。結(jié)合對提升機(jī)的控制，選用高速計數(shù)器HSC1作為提升機(jī)罐籠的定位計數(shù)器。 高速計數(shù)器在提升機(jī)速度檢測中的應(yīng)用在礦井提升機(jī)的安全生產(chǎn)中，對提升機(jī)速度的要求很高，如果速度過快，有可能造成抱閘失靈，發(fā)生沖頂?shù)陌踩鹿?。在測速環(huán)節(jié)的設(shè)計中，我們選用光電編碼器和高速計數(shù)器結(jié)合的方式[12]。 觸摸屏 觸摸顯示是目前國際上較流行的一種集控制與顯示于一體的專用計算機(jī)產(chǎn)品，被稱為可編程序控制器的臉面。它負(fù)責(zé)處理現(xiàn)場與運(yùn)行操作有關(guān)的人機(jī)界面，使操作員通過觸摸屏實時了解現(xiàn)場運(yùn)行狀態(tài)，各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)的當(dāng)前值以及是否有觸摸屏中具有內(nèi)部編程指令（宏命令），可以減輕PLC的編程負(fù)擔(dān)，甚至有些簡單的設(shè)備中可以取代PLC，由觸摸屏編程直接和其它設(shè)備通訊。 西門子觸摸屏TD400C 液壓油壓力檢測在礦井生產(chǎn)過程中，液壓站主要為制動提供不同油壓值，使得制動器生產(chǎn)不同的制動力矩，保證提升機(jī)在提升過程中不會出現(xiàn)過卷、過速運(yùn)行等不安全因素[13]。利用液壓傳感器檢測液壓軸壓力的工作原理如下：油壓傳感器中由四個電阻應(yīng)變片構(gòu)成電橋電路，電阻應(yīng)變片受力產(chǎn)生應(yīng)變時，其阻值隨之產(chǎn)生變化，繼而電橋電路輸出電壓發(fā)生改變[14]。 PLC對模擬信號的處理在提升機(jī)系統(tǒng)中，輸入量是模擬量，這些模擬量首先被互感器和傳感器轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)量程的直流電流和電壓，PLC用A/D轉(zhuǎn)換器將他們轉(zhuǎn)換成數(shù)字量[15]。模擬量輸入模塊有多種單極性、雙極性直流電流、電壓輸入量，量程模塊上的DIP開關(guān)來設(shè)置[16]。模擬量轉(zhuǎn)換后得到的12位有效數(shù)字存放在16位的字中，有效數(shù)字是左對齊的，最高位為符號，0表示證書。在雙極性格式中，最低位是4個連續(xù)的0 ，相當(dāng)于A/D轉(zhuǎn)換值被乘以16。EM231模塊的DIP開關(guān)設(shè)置為單極性量程。設(shè)A/D轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字為N，則壓力P的計算公式應(yīng)為:P=(1
環(huán)評公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1