【正文】 ， 都 通 過 井 口 信 號 工 的信 號 確 認 以 及 轉 發(fā) ， 完 成 信 號 系 統(tǒng) 的 功 能 。 采 用 點 信 號 來 代 表 各 種 提 升 信 號 。 這 種 信 號 系 統(tǒng) 結 構 簡 單 、 操 作 方 便 ,但 存 在 如 下 缺 點 : (1) 由 于 無 法 保 留 和 復 現(xiàn) 點 數(shù) ,所 以 信 號 識 別 全 憑 操 作 者 的 聽 覺 和 視 覺 ,容易 造 成 信 號 的 誤 認 和 誤 傳 ,因 信 號 的 誤 認 和 誤 傳 而 導 致 的 提 升 事 故 屢 見 不 鮮 。 (3) 聲 光 信 號 一 瞬 即 逝 ,無 據(jù) 可 查 ,一 旦 發(fā) 生 事 故 ,給 事 故 分 析 帶 來 困 難 ,很難 找 出 真 正 的 事 故 原 因 ,致 使 同 類 事 故 重 復 發(fā) 生 。 以 上 缺 點 嚴 重 影 響 了 提 升 機 運 行 的 安 全 ， 傳 統(tǒng) 的 繼 電 器 信 號 系 統(tǒng) 為 有 觸點 系 統(tǒng) ， 元 件 易 發(fā) 生 故 障 。 此 信 號 系 統(tǒng) 正 在 被 淘 汰 。 下 井 口 到 上 井 口 需 兩 對 電 纜 。 同 時 ,增 加 了 信 號 的 存 儲 功 能 ,便 于 以 后 的 查 證 。 其 原 理 框 圖 見 下 圖 所 示 。 尤 其 在 通 信 方 面 , 采 用 了 數(shù) 字 通 信 技 術 , 只 需 兩 對普 通 電 纜 , 且 信 號 種 類 和 數(shù) 量 不 受 限 制 , 提 高 了 信 號 傳 輸 的 可 靠 性 和 靈 活性 , 功 能 靈 活 多 樣 , 擴 展 方 便 。 該 控 制 系 統(tǒng) 功 能 齊 全 ， 下 井 口 到 上 井 口 只 需 兩 對 電 纜 ,既 方 便 又 經(jīng) 濟 。 同 時 ,增 加 了 信 號 的 存 儲 功 能 ,便 于 以 后 的查 證 。 方 案 三 在 井 口 信 號 臺 使 用 PLC， 井 底 只 進 行 按 鈕 操 作 ， 車 房 只 能 顯 示 輸 出 結 果 ：如 文 字 顯 示 各 種 工 作 執(zhí) 行 信 號 和 罐 位 信 號 ， 聲 音 提 示 運 行 狀 態(tài) 及 故 障 。 信 號 有 模 擬 信 號和 數(shù) 字 信 號 ， 大 部 分 是 開 關 量 ， 可 直 接 傳 送 給 PLC， 模 擬 信 號 由 電 量 變 送 器再 用 模 擬 輸 入 模 塊 FX2N2AD傳 送 給 PLC。 車 房 信 號 臺 安 裝 在 絞 車 司 機 房 內(nèi) ,井 口 、 井 下 信 號 臺 分 別 安裝 在 井 口 、 井 下 的 信 號 房 內(nèi) 。 該 控 制系 統(tǒng) 原 理 框 圖 見 下 圖 23所 示 。 井 下 的 信 號 必 須 經(jīng) 由 井 口 轉 發(fā) ,不 得 越 過 井 口 信 號 工 直接 向 車 房 發(fā) 送 ,井 口 信 號 工 必 須 在 井 下 信 號 發(fā) 出 后 ,才 能 發(fā) 出 信 號 。在 信 號 發(fā) 出 的 同 時 ,井 口 、 井 下 均 有 燈 光 顯 示 、 聲 音 提 示 、 數(shù) 字 記 憶 。 (2) 直 發(fā) 方 式 。 當 急 停 信 號 發(fā) 出 后 ,其 他 指 令 信 號 均 不 能 發(fā) 出 ,并 能 閉 鎖 提 升 機 安 全 控 制 回 路 。 該 控 制 系 統(tǒng) 對 對 信 號 系 統(tǒng) 進 行 檢 測 和 控 制 ， 增 加 并 完 善 信 號 裝 置 的 功 能 ，使 提 升 設 備 的 工 作 更 加 安 全 可 靠 。 兩 者 的控 制 系 統(tǒng) 一 個 為 單 片 機 ， 另 一 各 為 PLC。它 采 用 可 以 編 制 程 序 的 存 儲 器 ， 用 來 在 其 內(nèi) 部 存 儲 執(zhí) 行 邏 輯 運 算 、 順 序 運 算 、計 時 、 計 數(shù) 和 算 術 運 算 等 操 作 的 指 令 ， 并 能 通 過 數(shù) 字 式 或 模 擬 式 的 輸 入 和 輸出 ， 控 制 各 種 類 型 的 機 械 或 生 產(chǎn) 過 程 。 通 過 以 上 幾 種 方 案 綜 合 考 慮 ， 但 由 于 煤 礦 工 作 環(huán) 境 惡 劣 ,各 種 電 機 的 頻繁 啟 動 與 運 行 引 起 的 電 磁 干 擾 以 及 電 網(wǎng) 的 不 穩(wěn) 定 ,對 通 訊 信 號 和 通 訊 裝 置 都將 產(chǎn) 生 巨 大 的 影 響 。 高 可 靠 性 是 電 氣 控 制 設 備 的 關 鍵 性 能 。 例 如 三 菱 公 司 生 產(chǎn) 的 FX系 列 PLC平 均 無 故 障 時 間 高 達 30萬 小 時 。 從 PLC的 機外 電 路 來 說 ， 使 用 PLC構 成 控 制 系 統(tǒng) ， 和 同 等 規(guī) 模 的 繼 電 接 觸 器 系 統(tǒng) 相 比 ，電 氣 接 線 及 開 關 接 點 已 減 少 到 數(shù) 百 甚 至 數(shù) 千 分 之 一 ， 故 障 也 就 大 大 降 低 。 在應 用 軟 件 中 ， 應 用 者 還 可 以 編 入 外 圍 器 件 的 故 障 自 診 斷 程 序 ， 使 系 統(tǒng) 中 除PLC以 外 的 電 路 及 設 備 也 獲 得 故 障 自 診 斷 保 護 。 (2） 配 套 齊 全 ， 功 能 完 善 ， 適 用 性 強 。 可 以用 于 各 種 規(guī) 模 的 工 業(yè) 控 制 場 合 。 近 年 來 PLC的 功 能 單 元 大量 涌 現(xiàn) ， 使 PLC滲 透 到 了 位 置 控 制 、 溫 度 控 制 、 CNC等 各 種 工 業(yè) 控 制 中 。（ 3） 易 學 易 用 ， 深 受 工 程 技 術 人 員 歡 迎 PLC作 為 通 用 工 業(yè) 控 制 計 算 機 ， 是 面 向 工 礦 企 業(yè) 的 工 控 設 備 。 梯 形 圖 語 言 的 圖 形 符 號 與 表 達 方 式 和 繼電 器 電 路 圖 相 當 接 近 ， 只 用 PLC的 少 量 開 關 量 邏 輯 控 制 指 令 就 可 以 方 便 地 實現(xiàn) 繼 電 器 電 路 的 功 能 。 （ 4） 系 統(tǒng) 的 設 計 、 建 造 工 作 量 小 ， 維 護 方 便 ， 容 易 改 造 PLC用 存 儲 邏 輯 代 替 接 線 邏 輯 ， 大 大 減 少 了 控 制 設 備 外 部 的 接 線 ， 使 控 制 系統(tǒng) 設 計 及 建 造 的 周 期 大 為 縮 短 ， 同 時 維 護 也 變 得 容 易 起 來 。 這 很 適 合 多 品 種 、 小 批 量 的 生產(chǎn) 場 合 。 由 于 體 積 小 很 容 易 裝 入 機 械 內(nèi) 部 ， 是 實 現(xiàn) 機 電 一 體 化 的理 想 控 制 設 備 。 （ 1） 開 關 量 的 邏 輯 控 制 這 是 PLC最 基 本 、 最 廣 泛 的 應 用 領 域 ， 它 取 代 傳 統(tǒng) 的 繼 電 器 電 路 ， 實 現(xiàn) 邏輯 控 制 、 順 序 控 制 ， 既 可 用 于 單 臺 設 備 的 控 制 ， 也 可 用 于 多 機 群 控 及 自 動 化流 水 線 。 （ 2） 模 擬 量 控 制 在 工 業(yè) 生 產(chǎn) 過 程 當 中 ， 有 許 多 連 續(xù) 變 化 的 量 ， 如 溫 度 、 壓 力 、 流 量 、 液位 和 速 度 等 都 是 模 擬 量 。 PLC廠 家 都 生產(chǎn) 配 套 的 A/D和 D/A轉 換 模 塊 ， 使 可 編 程 控 制 器 用 于 模 擬 量 控 制 。 從 控 制 機 構 配 置 來 說 ， 早 期直 接 用 于 開 關 量 I/O模 塊 連 接 位 置 傳 感 器 和 執(zhí) 行 機 構 ， 現(xiàn) 在 一 般 使 用 專 用 的運 動 控 制 模 塊 。世 界 上 各 主 要 PLC廠 家 的 產(chǎn) 品 幾 乎 都 有 運 動 控 制 功 能 ， 廣 泛 用 于 各 種 機 械 、機 床 、 機 器 人 、 電 梯 等 場 合 。 作 為 工 業(yè) 控 制計 算 機 ， PLC能 編 制 各 種 各 樣 的 控 制 算 法 程 序 ， 完 成 閉 環(huán) 控 制 。 大 中 型 PLC都 有 PID模 塊 ， 目 前許 多 小 型 PLC也 具 有 此 功 能 模 塊 。 過程 控 制 在 冶 金 、 化 工 、 熱 處 理 、 鍋 爐 控 制 等 場 合 有 非 常 廣 泛 的 應 用 。 這 些 數(shù) 據(jù) 可 以 與 存 儲 在 存 儲 器 中 的 參 考 值 比 較 ， 完 成 一 定 的 控 制 操 作 ，也 可 以 利 用 通 信 功 能 傳 送 到 別 的 智 能 裝 置 ， 或 將 它 們 打 印 制 表 。 （ 6） 通 信 及 聯(lián) 網(wǎng) PLC通 信 含 PLC間 的 通 信 及 PLC與 其 它 智 能 設 備 間 的 通 信 。 新 近 生 產(chǎn) 的 PLC都 具 有 通 信 接 口 ， 通 信 非常 方 便 。 這 正 是 PLC獲 得 廣 泛 應用 的 基 礎 。 單 片 機 的 編 程 麻 煩 ， 可 讀 性 差 ， 實 時 控 制 不 太 占 優(yōu) 勢 ， 但 是 他 的 成 本低 ， 控 制 方 式 比 較 靈 活 ， 而 PLC對 于 實 時 控 制 來 說 就 比 較 優(yōu) 越 ， 他 的 編 程 方 式 簡 單 ， 可 以 用 指 令或 是 梯 形 圖 來 進 行 編 程 ， 易 學 易 懂 ， 但 是 成 本 較 高 ， 適 合 用 于 工 業(yè) 控 制 。 對 于 量 大 的 配 套 項 目 ， 采 用 單 片 機 系 統(tǒng) 具 有 成 本 低 、 效 益 高 的 優(yōu) 點 ， 但 這要 有 相 當 的 研 發(fā) 力 量 和 行 業(yè) 經(jīng) 驗 才 能 使 系 統(tǒng) 穩(wěn) 定 、 可 靠 地 運 行 。 對 于 本 設 計 ， 由 于 礦 井 工 作 環(huán) 境 比 較 惡 劣 ， 且 常 用 事 故 發(fā) 生 ， 各 種 電機 的 頻 繁 啟 動 與 運 行 引 起 的 電 磁 干 擾 以 及 電 網(wǎng) 的 不 穩(wěn) 定 ,對 通 訊 信 號 和 通 訊裝 置 都 將 產(chǎn) 生 巨 大 的 影 響 。第 三 章 硬 件 設 計 部 分 我 在 本 此 設 計 中 選 擇 的 控 制 器 是 三 菱 公 司 FX2N系 列 的 可 編 程 控 制 器（ Programmable logical controller)縮 寫 為 PLC， 是 小 型 PLC， 單 元 式 ， 單 機最 大 容 量 為 256點 。 但由 于 有 接 口 器 件 及 監(jiān) 控 軟 件 的 包 圍 ， 因 此 ， 其 外 形 不 像 計 算 機 ， 操 作 使 用 方法 、 編 程 語 言 甚 至 工 作 原 理 都 與 計 算 機 部 同 ， 另 一 方 面 ， 作 為 繼 電 控 制 盤 的替 代 物 ， 由 于 其 核 心 是 計 算 機 芯 片 ， 因 此 與 繼 電 器 邏 輯 控 制 亦 不 同 。 該 設 計 中 用 到 的 硬 件 有 PLC， 用 作 各 種 數(shù) 字 量 輸 入 的 按 鈕 、 開 關 、 限 位開 關 、 光 電 開 關 、 選 擇 開 關 等 ， 以 及 模 擬 量 輸 入 的 電 量 變 送 器 （ 電 壓 、 電 流變 送 器 ） ， 模 擬 量 輸 入 模 塊 FX2N2AD。 首 先 我 們 先 對 主 控 制 系 統(tǒng) PLC進 行 選 型 。 正 確 選 擇 PLC對 于 保 證 整 個 控 制 系 統(tǒng) 的 技術 經(jīng) 濟 性 能 指 標 起 著 重 要 作 用 。 型 的 選 擇 這 是 PLC應 用 設 計 中 很 重 要 的 一 步 ， 目 前 國 內(nèi) 生 產(chǎn) 的 PLC種 類 很 多 ，在 選 用 PLC時 應 考 慮 以 下 幾 方 面 ： 模 要 適 當 輸 入 、 輸 出 點 數(shù) 以 及 軟 件 對 PLC功 能 及 指 令 的 要 求 是 選 擇 PLC規(guī) 模 大小 的 重 要 依 據(jù) 。 PLC 主 要 有 整 體 式 和 模 塊 式 兩 種 結 構 形 式 。 由 于 本 系 統(tǒng) 要 求 PLC有 較 強 可 擴 展 性 、 方 便 的 可 維 護 性 、 I/O 模 塊 的 比 例 差 距 大 等 因 素 ， 故 選 擇模 塊 式 PLC。 PLC控 制 系 統(tǒng) 的 工 作 電 源 可 分 為 兩 類 ,一 是 PLC工 作 電 源 ,即 數(shù) 字 電 路 內(nèi) 部 的 工 作 電 源(系 統(tǒng) (SYS)電 源 ) 。 對于 SYS電 源 ,用 PS307電 源 模 塊 對 PLC系 統(tǒng) 供 電 ,具 有 可 靠 的 隔 離 、電 網(wǎng) 低 通 濾 波 、 抗 瞬 間 電 流 沖 擊 等 ,比 較 適 用 于 提 升機 運 行 的 具 有 電 磁 干 擾 的 工 業(yè) 現(xiàn) 場 。 C251 至 C252 5 點 一般 200 點 D0 至 D199 類型：32 位元件的 16 位數(shù)據(jù)存儲寄存器 鎖定 7800 點 D200 至 D7999 類型：32 位元件的 16 位數(shù)據(jù)存儲寄存器 文件寄存器 7000 點　 D1000 至 D7999 通過 14 塊 500程式步的參數(shù)設置類型：16 位數(shù)據(jù)存儲寄存器 特殊 256 點 從 D8000 至 D8255 類型： 16 位數(shù)據(jù)存儲寄存器 數(shù)據(jù)寄存器（ D ） 變址 16 點 V0 至 V7 和 Z0 至 Z7 類型：16 位數(shù)據(jù)存儲寄存器 指標（ P ） 用于 CALL 128 點 N0 至 P127 用于中斷 6 輸入點、3 定時器、6 計數(shù)器 100* 至 130