【正文】 2 kHz)設(shè)定值的分辨率 數(shù)字輸入 串行通訊輸入10 位二進(jìn)制模擬輸入數(shù)字輸入6個(gè)，可編程(帶電位隔離)，可切換為高電平/低電平有效 (PNP/NPN 線路)模擬輸入2個(gè)可編程的模擬輸入?0V 至 10V，0mA 至 20mA 和 10V 至 +10V(AIN1)?0V 至 10V 和 0mA 至 20mA (AIN2)?兩個(gè)模擬輸入可以作為第 7 和第 8 個(gè)數(shù)字輸入使用繼電器輸出3個(gè)可編程30V DC/5A (電阻性負(fù)載),250V AC/2A(電感性負(fù)載)模擬輸出2個(gè)，可編程 (0 至 20mA)串行接口RS485，可選RS232電動(dòng)機(jī)電纜的長(zhǎng)度 ①不帶輸出電抗器②帶有輸出電抗器90kW250kW③不帶輸出電抗器④帶有輸出電抗器①最長(zhǎng)50m(帶屏蔽的)，最長(zhǎng)100m(不帶屏蔽的)②最長(zhǎng) 200m( 帶屏蔽的)，最長(zhǎng)300m(不帶屏蔽的)③最長(zhǎng)100m(帶屏蔽的)，最長(zhǎng)150m(不帶屏蔽的)④正在準(zhǔn)備中 制動(dòng)帶直流注入制動(dòng)的電阻制動(dòng)，復(fù)合制動(dòng)，集成的制動(dòng)斬波器 ( 集成的制動(dòng)斬波器僅限功率為 的變頻器)過載能力恒轉(zhuǎn)矩 (CT): kW 45kW 90kW 200kW (即150%過載)，持續(xù)時(shí)間60s ， x額定輸出電流(即200%過載)，持續(xù)時(shí)間3s，間隔周期時(shí)間300s x額定輸出電流(即136%過載)，持續(xù)時(shí)間57s， x 額定輸出電流(即160%過載)，持續(xù)時(shí)間3s，間隔周期時(shí)間300s過載能力 變轉(zhuǎn)矩 (VT) 90 kW 110 kW 250kW x額定輸出電流(即140%過載)，持續(xù)時(shí)間3s，間隔周期時(shí)間 (即110%過載)，持續(xù)時(shí)間60s，間隔周期時(shí)間300s(即150%過載)，持續(xù)時(shí)間1s ，(即 110%過載)，持續(xù)時(shí)間59s，間隔周期時(shí)間 300s保護(hù)的特征欠電壓，過電壓，過負(fù)載，接地，短路，電機(jī)失步保護(hù)，電動(dòng)機(jī)鎖定，電動(dòng)機(jī)過溫，變頻器過溫，參數(shù) PIN 保護(hù)圖42 變頻器的外圍電路設(shè)計(jì)通常一臺(tái)新的MM440變頻器一般經(jīng)過如下三個(gè)步驟進(jìn)行調(diào)試:參數(shù)復(fù)位，是將變頻器參數(shù)恢復(fù)到出廠狀態(tài)下的默認(rèn)值的操作?？焖僬{(diào)試狀態(tài)，需要用戶輸入電機(jī)相關(guān)的參數(shù)和一些基本驅(qū)動(dòng)控制參數(shù)，使變頻器可以良好的驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。功能調(diào)試，指用戶按照具體生產(chǎn)工藝的需要進(jìn)行的設(shè)置操作。（1）參數(shù)復(fù)位：如圖43所示。如表42所示。①開關(guān)量輸入功能MM440包含了六個(gè)數(shù)字開關(guān)量的輸入端子，每個(gè)端子都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的參數(shù)用來設(shè)定該端子的功能。而且每個(gè)輸出邏輯是可以進(jìn)行取反操作，即通過操作P0748 的每一位更改。表45 模擬量輸入?yún)?shù)設(shè)置參數(shù)號(hào)碼設(shè)定值 參數(shù)功能P07561帶監(jiān)控的單極性電壓輸入（0 至 +10V ）P0757[0]2電壓2V對(duì)應(yīng)0%的標(biāo)度，即0HzP0758[0]0%P0759[0]10電壓10V 對(duì)應(yīng)100%的標(biāo)度，即50HzP0760[0]100%P0761[0]2死區(qū)寬度說明：帶“監(jiān)控”是指模擬通道具有監(jiān)控功能，當(dāng)斷線或信號(hào)超限，報(bào)故障F0080。需要輸出的物理量可以通過P0771 設(shè)置。表46 模擬量輸出參數(shù)設(shè)置參數(shù)號(hào)碼設(shè)定值 參數(shù)功能P077127輸出電流P07770%0Hz 對(duì)應(yīng)輸出電流4mAP07784P0779100%50Hz對(duì)應(yīng)輸出電流20mAP078020⑤多段速功能多段速功能，也稱作固定頻率，就是設(shè)置參數(shù)P1000=3的條件下，用開關(guān)量端子選擇固定頻率的組合，實(shí)現(xiàn)電機(jī)多段速度運(yùn)行。使用這種方法最多可以選擇7個(gè)固定頻率。表47 多段速功能參數(shù)設(shè)置頻率設(shè)定 端子17 端子16 端子8頻率Hz實(shí)現(xiàn)功能P1001120啟動(dòng)加速P1002150勻速P10031130一次減速P1004120爬行勻速P10051110二次減速制動(dòng)⑥停車和制動(dòng)：停車指的是將電機(jī)的轉(zhuǎn)速降到零速的操作。需要啟動(dòng)命令在數(shù)字輸入并且保持常ON才能進(jìn)行自動(dòng)再啟動(dòng)。一旦捕捉到電機(jī)的速度實(shí)際值，使電機(jī)按常規(guī)斜坡函數(shù)曲線升速運(yùn)行到頻率的設(shè)定值。制動(dòng)裝置的作用可歸納為：①在提升終了或提升機(jī)不工作時(shí)，可靠地閘住提升機(jī)；②作為安全機(jī)構(gòu)，在發(fā)生緊急事故時(shí)，對(duì)提升系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)；③對(duì)雙卷筒提升機(jī)，在打開調(diào)繩離合器，更換水平、調(diào)節(jié)繩長(zhǎng)時(shí)，能閘住活卷筒、松開死卷筒，以便進(jìn)行調(diào)繩操作。 盤形制動(dòng)器是應(yīng)用于礦井提升機(jī)剎車系統(tǒng)的液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)，準(zhǔn)確的名稱應(yīng)為：常閉式后置油缸盤形制動(dòng)器，目前采用較多的是后置式油缸，在提升機(jī)啟動(dòng)時(shí)，液壓站輸出壓力油打開制動(dòng)器，提升機(jī)開始工作，工作制動(dòng)時(shí)，液壓站根據(jù)工況升高或降低壓力，制動(dòng)器就會(huì)提供與之相反的制動(dòng)力，在事故狀態(tài)下，液壓站壓力回到殘壓，制動(dòng)器以最大制動(dòng)力在最短時(shí)間內(nèi)讓提升機(jī)停車．盤形制動(dòng)器是礦井提升機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)的重要部件，用于工作制動(dòng)和安全制動(dòng)。液壓站主要用于控制盤形制動(dòng)器，其主要作用是：①可以為盤形制動(dòng)器提供不同油壓值的壓力油，以獲得不同的制動(dòng)力矩。③用于單繩雙筒提升機(jī)的液壓站供給控制提升機(jī)調(diào)繩裝置所需要的壓力油。圖44 液壓站系統(tǒng)配置圖 圖45 液壓站系統(tǒng)原理圖1 電動(dòng)機(jī) 2 油泵 3 粗濾油器 4 電液比例溢流閥 5 精濾油器 6 液控閥 7 油箱 8 油壓表 9 溢流閥 10 電接點(diǎn)壓力表 11 單向節(jié)流閥 12 蓄能器 13 制動(dòng)器油缸 G1—G7 二位二通電磁閥 GG9三位四通電磁閥表411 液壓站各電磁閥工作狀況 動(dòng)作情況工作類型G1G2G3G4G5G6G7G8G9KT電機(jī)備注正常工作+++++++++表示通電表示斷電井中緊急制動(dòng)+延時(shí)+延時(shí)+井口緊急制動(dòng)調(diào)繩離合器離合器打開+++固定卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)++++++離合器合上+++液壓站的工作過程主要包括兩方面的內(nèi)容：工作制動(dòng)和安全制動(dòng)。（1）正常工作制動(dòng) 當(dāng)提升機(jī)開車時(shí)，給液壓站的電動(dòng)機(jī)1供電，油泵2啟動(dòng)，液壓站中的電磁閥由可編程控制器（PLC）控制，GGGGGG7通電（動(dòng)作狀況見表），司機(jī)推動(dòng)可調(diào)閘手柄，提升電控系統(tǒng)發(fā)出一個(gè)增大的電壓值，這個(gè)電壓進(jìn)入液壓站電控柜中的放大板，并控制電液比例溢流閥4來調(diào)整系統(tǒng)壓力，使系統(tǒng)油壓增大到一定值。當(dāng)提升機(jī)停車時(shí)，操作人員拉回可調(diào)閘手柄，提升電控系統(tǒng)發(fā)出一個(gè)減小的電壓值，使系統(tǒng)油壓減小，完全拉回手柄，PLC控制電磁閥GG7斷電，系統(tǒng)油壓降為零，制動(dòng)住提升機(jī)，等待下一次提升。①井中安全制動(dòng)：提升機(jī)出現(xiàn)緊急情況時(shí)，AC接點(diǎn)信號(hào)閉合，為滿足制動(dòng)減速度的要求，采用二級(jí)制動(dòng)。兩部分制動(dòng)力矩之和要滿足制動(dòng)減速度的要求，這就是第一級(jí)制動(dòng)。②井口安全制動(dòng)：提升機(jī)出現(xiàn)緊急情況時(shí)，為了防止惡性事故的發(fā)生而采用井口安全制動(dòng)。調(diào)繩功能：當(dāng)提升絞車需要調(diào)繩時(shí)，打到“離開”按鈕時(shí)，這時(shí)電動(dòng)機(jī)、電磁閥G8通電，調(diào)整可調(diào)閘手柄，使系統(tǒng)壓力上升，將離合器打開；打到“調(diào)繩”按鈕，此時(shí)電磁閥GGG7通電，調(diào)整可調(diào)閘手柄，系統(tǒng)壓力上升，固定卷筒的閘打開，可動(dòng)車進(jìn)行調(diào)繩；調(diào)繩完畢，打到“合上”按鈕，此時(shí)電磁閥G9通電，其余電磁閥斷電，離合器復(fù)位合上。（4）過壓報(bào)警：當(dāng)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障，壓力超出系統(tǒng)設(shè)定值時(shí)，過壓電接點(diǎn)壓力表接點(diǎn)閉合，產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，對(duì)液壓系統(tǒng)及制動(dòng)裝置起到保護(hù)，且便于維修。（6）溫度報(bào)警信號(hào)：當(dāng)油箱7中的液壓油溫度過高，溫度報(bào)警信號(hào)閉合，并通過PLC及液晶屏報(bào)警或顯示故障模式。C電動(dòng)機(jī)參數(shù) kW、 960 r/min電液比例溢流閥最大控制電壓 9 V電液比例溢流閥控制電流 100～800 mA液壓油標(biāo)號(hào) 46 液壓油圖46 電機(jī)制動(dòng)回路控制電路5軟件設(shè)計(jì) PLC控制回路程序設(shè)計(jì)PLC控制軟件的主要功能是對(duì)提升機(jī)的啟動(dòng)、加速、減速、停車等過程控制，以及數(shù)據(jù)信號(hào)采集與處理。PLC軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是根據(jù)提升機(jī)工藝和控制要求，將控制過程和任務(wù)分解為多個(gè)子過程和子任務(wù)，再對(duì)各個(gè)子過程和子任務(wù)進(jìn)行模塊設(shè)計(jì)、功能說明，形成一個(gè)模塊化的程序結(jié)構(gòu)。圖52 S型速度控制子程序圖為了保證速度控制的精度及低速運(yùn)行時(shí)變頻器輸出電流不減小，使得電動(dòng)機(jī)輸出的電磁轉(zhuǎn)矩仍能滿足負(fù)載機(jī)械的要求。速度檢測(cè)采用E6B2CWZ6C型旋轉(zhuǎn)編碼器雙線輸入。兩套編碼器的數(shù)據(jù)在程序中不斷進(jìn)行比較，當(dāng)比較結(jié)果發(fā)生不一致時(shí)，程序會(huì)發(fā)出故障安全制動(dòng)指令。利用高速計(jì)數(shù)器C251對(duì)編碼器信號(hào)計(jì)數(shù)，提升初次使用時(shí)先手動(dòng)低速運(yùn)行一個(gè)循環(huán),從而得出滿行程時(shí)高速計(jì)數(shù)器C251的當(dāng)前值,即滿行程對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)。設(shè)井筒深度為H ,若提升容器從井口下放到井底高速計(jì)數(shù)器C251記錄的全程脈沖數(shù)為C，則當(dāng)提升容器下放時(shí),若C251 的當(dāng)前值是X,則提升容器在井筒中的位置高度為：h=XH/C （51）當(dāng)容器上提時(shí),若C251的當(dāng)前值是X,則提升容器在井筒中的位置高度為： h=H(1X/C) （52）程序進(jìn)行故障處理時(shí)，分為以下幾種情況:①立即安全制動(dòng)故障，這類故障發(fā)生時(shí)立即斷開安全回路，停止油泵運(yùn)行，停止變頻運(yùn)行，根據(jù)在井中和井口不同情況，結(jié)合電磁閥的工作狀態(tài)，實(shí)施一級(jí)或二級(jí)制動(dòng)。②完成本次提升的故障，這類故障發(fā)生在運(yùn)行中，則允許本次提升完成，但不允許次開車。如潤滑油過壓/欠壓、潤滑油超溫、閘瓦磨損、制動(dòng)油超溫。若不正常，系統(tǒng)則自動(dòng)投入電氣制動(dòng)，使提升機(jī)不會(huì)出現(xiàn)高速逼車現(xiàn)象，將車安全地停放至井底平臺(tái)。圖54 故障處理子程序流程圖為了提高系統(tǒng)的可靠性，必須對(duì)提升機(jī)各種物理量進(jìn)行控制監(jiān)控，例如速度、深度。提升機(jī)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)由工控機(jī)或觸摸屏和組態(tài)軟件組成，配備打印機(jī)，可實(shí)現(xiàn)圖表、漢字顯示及打印，實(shí)時(shí)報(bào)警。組態(tài)軟件由“組態(tài)環(huán)境”和“運(yùn)行環(huán)境”兩部分組成，兩個(gè)部分既互相獨(dú)立又相互聯(lián)系。用戶在組態(tài)環(huán)境中完成動(dòng)畫設(shè)計(jì)、設(shè)備連接、編寫控制流程和工程所需要的信息報(bào)表以及打印結(jié)果等全部組態(tài)工作，生成組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫，與運(yùn)行環(huán)境一起構(gòu)成用戶應(yīng)用系統(tǒng)。MCGS為用戶提供了解決實(shí)際工程問題的完整方案和開發(fā)平臺(tái)，能夠完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)處理、報(bào)警和安全機(jī)制、流程控制、動(dòng)畫顯示、趨勢(shì)曲線和報(bào)表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)等功能。MCGS 。運(yùn)行環(huán)境則按照組態(tài)環(huán)境中構(gòu)造的組態(tài)工程，以用戶指定的方式運(yùn)行，并進(jìn)行各種處理，完成用戶組態(tài)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和功能。兩部分互相獨(dú)立，又緊密相關(guān)。在運(yùn)行環(huán)境中完成對(duì)工程的控制工作。主控窗口設(shè)備窗口用戶窗口實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫運(yùn)行策略MCGS工控組態(tài)軟件菜單設(shè)計(jì)設(shè)置工程屬性添加工程設(shè)備連接設(shè)備變量注冊(cè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)創(chuàng)建動(dòng)畫顯示設(shè)置報(bào)警窗口人機(jī)交互界面定義數(shù)據(jù)變量編寫控制流程使用功能構(gòu)件圖57 組態(tài)軟件的組成框圖MCGS如何與設(shè)備進(jìn)行通訊：MCGS通過設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是由VB、VC程序設(shè)計(jì)語言編寫的DLL（動(dòng)態(tài)連接庫）文件，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序中包含符合各種設(shè)備通訊協(xié)議的處理程序，將設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的特征數(shù)據(jù)采集進(jìn)來或發(fā)送出去。每個(gè)驅(qū)動(dòng)程序獨(dú)占一個(gè)線程，達(dá)到互不干擾的目的。所謂動(dòng)畫屬性，實(shí)際上是反映圖形大小、顏色、位置、可見度、閃爍性等狀態(tài)的特征參數(shù)。MCGS如何實(shí)施遠(yuǎn)程多機(jī)監(jiān)控：MCGS提供了一套完善的網(wǎng)絡(luò)機(jī)制，可通過TCP/IP網(wǎng)、Modem網(wǎng)和串口網(wǎng)將多臺(tái)計(jì)算機(jī)連接在一起，構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步、歷史數(shù)據(jù)同步和網(wǎng)絡(luò)事件的快速傳遞。分布式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的每一臺(tái)計(jì)算機(jī)都要安裝一套MCGS工控組態(tài)軟件。如何對(duì)工程運(yùn)行流程實(shí)施有效控制：MCGS開辟了專用的“運(yùn)行策略”窗口，建立用戶運(yùn)行策略。所有的操作均采用面向?qū)ο蟮闹庇^方式，避免了煩瑣的編程工作。圖58 礦井提升機(jī)監(jiān)控畫面結(jié)論礦山行業(yè)是我國的傳統(tǒng)行業(yè)，目前相當(dāng)多的礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)仍然陳舊、落后，這種落后的控制系統(tǒng)已不適應(yīng)當(dāng)前礦山發(fā)展的要求，因此，在分析和比較當(dāng)前礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀與國內(nèi)外控制技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，對(duì)礦井提升機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)。（2）PLC系統(tǒng)采用西門子公司產(chǎn)品，能控制起提升機(jī)的運(yùn)行方向和速度換檔，如提升機(jī)的啟動(dòng)加速、勻速、一次減速、爬行勻速、二級(jí)減速制動(dòng)；同時(shí)能檢測(cè)各個(gè)電機(jī)故障現(xiàn)象并送往上位機(jī)進(jìn)行顯示，減少了硬件和控制線，克服了原繼電器系統(tǒng)的不足，使系統(tǒng)安全可靠，自動(dòng)化程度高、整體性價(jià)比突出。（4）采用編碼器、接近開關(guān)等準(zhǔn)確檢測(cè)提升容器的位置和速度；采用液壓站和盤形制動(dòng)器實(shí)現(xiàn)提升機(jī)的工作制動(dòng)和安全制動(dòng)。致謝本設(shè)計(jì)的選題、研究及論文撰寫工作是在導(dǎo)師王新環(huán)老師的直接關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下進(jìn)行的。在此，謹(jǐn)向王老師致以崇高的敬意和衷心的感謝！在畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的