礦井提升機系統(tǒng)介紹

1、 可修改 歡送下載 精品 Word 可修改 歡送下載 精品 Word 可修改 歡送下載 精品 Word HYPERLINK 摘 要礦井(kungjng)提升機是礦井運輸?shù)闹匾O(shè)備，是溝通礦井上下的紐帶的。礦井提升機的可靠運行直接關(guān)系到煤礦生產(chǎn)的平安(png n)，礦井(kungjng)提升機信號系統(tǒng)的可靠性和準確性是礦井提升和平安(png n)運輸(ynsh)的重要保證。本設(shè)計主要完成的礦井提升機信號系統(tǒng)設(shè)計和組態(tài)設(shè)計。設(shè)計中運用PLC控制技術(shù)，PLC系統(tǒng)采用三菱公司的FX2N系列作為主控制器，對井口、井底、機房信號臺進行信號聯(lián)絡(luò)。組態(tài)設(shè)計使用WINCC完成，能夠?qū)崿F(xiàn)上位監(jiān)控功能。使用編程軟件

2、實現(xiàn)信號的聯(lián)絡(luò)。采用PLC控制不但提高了信號傳輸?shù)目煽啃院蜏蚀_性,而且具有極大的靈活性和擴展性。在不改變系統(tǒng)硬件的前提下,僅靠改變PLC內(nèi)部的程序就可滿足用戶要求。有效地解決了信號系統(tǒng)中的遠距離傳輸和可靠性問題。 整個控制系統(tǒng)自改造完成投入運行以來，運行平穩(wěn)平安、節(jié)電效果十分顯著，不但對提高礦山提升系統(tǒng)工業(yè)的現(xiàn)代化裝備水平有推動作用，而且產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟效果，極大地提高了煤礦的生產(chǎn)效率。關(guān)鍵詞：礦井提升機信號系統(tǒng)；PLC；上位監(jiān)控; WINCCAbstractMine hoist is the important equipment of transportation, its the lin

3、ks that throughout the mine. The reliability and accuracy of signal system of mine hoist is an important guarantee for the upgrading and safe transport.The completion of the design is the signal system of mine hoist and configuration design. PLC control use of the design of technology, PLC system us

4、es Mitsubishi FX2N series as the main controller, to contact the wellhead, bottom, and the engine room system. WINCC completed configuration design, to achieve the top monitoring.The use of software programming signal contact PLC control not only improve the use of the signal transmission reliabilit

5、y and accuracy, but also has great flexibility and scalability. Without changing the systems hardware, only change the program of PLC will meet users requirements. Effective solution to the signal system of long-distance transmission and reliability issues.The whole control system has run after self

6、-alteration. The whole systemruns steadily and safely with efficient electrical effects. It has great promotionfunctions for industrial automatic equipments level in mine hoisting system, andachieves distinct economic effects and improves mine production efficiency.Keywords: signal system of mine ho

7、ist; PLC; the top monitoring; WINCC目錄(ml) 引 言2第1章礦井(kungjng)提升機系統(tǒng)簡介.2 1. 1礦井提升機的工作(gngzu)原理.21. 2系統(tǒng)(xtng)的根本(gnbn)構(gòu)成及功能.3 1.2.1 系統(tǒng)根本構(gòu)成3 1.2.2 功能.4第2章可編程控制器簡介.52. 1PLC的由來62. 2PLC的優(yōu)點62. 3PLC的應(yīng)用領(lǐng)域72. 4PLC的工作原理82. 5PLC的編程語言11 第3章控制方案(fng n)論證與選擇.12 3. 1可編程控制器與其它(qt)工業(yè)控制裝置的比擬(bn).12 3. 2系統(tǒng)(xtng)總體設(shè)計思想.15

8、3. 3方案(fng n)確實立. 163. 4 通信系統(tǒng)的主要技術(shù)指標 23第4章硬件及控制系統(tǒng)設(shè)計 .25 4. 1提升機主回路局部設(shè)計. 254. 2制動回路設(shè)計.274. 3行程檢測與顯示.284. 4主控PLC路設(shè)計.304. 5 PLC控制軟件設(shè).314. 6可編程控制系統(tǒng)的保護環(huán)節(jié).34 第5章系統(tǒng)調(diào)試軟件和PLC程序設(shè)計365. 1系統(tǒng)調(diào)試軟件GX Developer.365. 2PLC梯形圖附錄一.375. 3系統(tǒng)抗干擾措施.37第6章設(shè)計心得.38第7章致謝(zh xi).39參考文獻.40引言(ynyn) 問題的提出：礦井提升機是聯(lián)系井下與地面的重要工具。礦井提升機啟動頻

9、繁，負荷變化大，運行速度要求嚴格，這就必須配備良好性能的控制設(shè)備和保護裝置。在接觸器控制系統(tǒng)(kn zh x tn)中，電阻的切除由時間繼電器控制，而時間繼電器計時時，往往不能做到十分準確，即有一定的范圍誤差。這種控制受外界干擾大，接觸器、繼電器磨損快，易產(chǎn)生火花，給提升機的運行帶來了很多困難。另外還需解決對提升機機械設(shè)備故障的及早檢測(jin c)和報警。第1章礦井提升機系統(tǒng)(xtng)簡介 礦山多中段提升豎井，一般都是副井或混合井，其提升任務(wù)繁重,作業(yè)種類復(fù)雜，中途停靠頻繁。因此，需要一個高度平安可靠、功能完善,由可編程序控制器 PLC為控制核心的提升信號系統(tǒng)。國內(nèi)多數(shù)礦山的豎井提升信號系

10、統(tǒng)，一般由各種控制繼電器和主令開關(guān)構(gòu)成，且多為20世紀50年代的仿蘇產(chǎn)品。它的突出特點是用“點信號(即電鈴振響或指示燈明滅的次數(shù))來代表各種提升信號。例如有的公司以一長點表示要罐,一長兩短表示上行，一長三短表示下行，兩短表示提物，三短表示提人等等。各提升中段發(fā)出的點信號直接傳遞到井口總信號房，再由井口總信號工轉(zhuǎn)發(fā)到提升機房。這種系統(tǒng)信號簡潔,操作方便,快慢自如，多年來已沿用成習(xí)，盡管各單位點信號的組合方式有所不同，但原理是相同的。雖然這種信號系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、操作方便,但存在如下缺點：(1由于無法保存和復(fù)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(dǎo)致

11、的提升事故屢見不鮮。(2信號之間、信號系統(tǒng)與提升機電控系統(tǒng)之間沒有聯(lián)鎖，井口總信號工和司機的操作不受制約，很容易因誤操作而引發(fā)事故。(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(fù)發(fā)生。(4) 由于信號稍縱即逝，操作人員的精力必須高度集中，加重了工人的負擔(dān)。近年來,研制成功的、且已為許多礦山(kungshn)實際應(yīng)用的PLC信號系統(tǒng)，能夠(nnggu)克服上述缺點。它不但完全符合?冶金(yjn)礦山平安(png n)規(guī)程(guchng)?中有關(guān)提升信號的各項規(guī)定，而且保存了原信號系統(tǒng)的特點和操作習(xí)慣，技術(shù)改造方便，功能齊全。新型礦井提

12、升機信號裝置的使用有效地解決了在微機系統(tǒng)中信號的遠距離傳輸和可靠性問題。1.1礦井提升機的工作原理 目前,國內(nèi)多數(shù)礦山傳統(tǒng)的豎井提升信號系統(tǒng)，一般由各種控制繼電器和主令開關(guān)構(gòu)成，它的突出特點是用“點信號。礦井提升機的信號系統(tǒng)包括聲、光信號、輔助信號、 等,信號種類一般有:工作執(zhí)行信號、提升去向信號、罐位信號、提升種類信號、檢修信號、事故信號、聯(lián)絡(luò)信號等。為便于操作,各個礦山企業(yè)均制定了相應(yīng)的信號規(guī)定，如規(guī)定聲音一長為要罐、二短為上行、三短為下行等,并輔之以 聯(lián)系。 但是，信號規(guī)定僅僅從制度(zhd)上保證操作平安(png n)，實際上并不能保證生產(chǎn)中不發(fā)生事故(shg)。近年來，研制成功的、且

13、已為許多礦山實際應(yīng)用的PLC信號系統(tǒng)，能夠(nnggu)克服上述缺點。它不但完全符合?冶金(yjn)礦山平安規(guī)程?中有關(guān)提升信號的各項規(guī)定，而且保存了原信號系統(tǒng)的特點和操作習(xí)慣，技術(shù)改造方便，功能齊全。采用PLC控制的電控系統(tǒng),能按照國家平安規(guī)程的有關(guān)規(guī)定，來設(shè)計電控或信號系統(tǒng)的硬件和軟件，并可對系統(tǒng)進行顯示和控制,只有當(dāng)提升機司機和信號人員都嚴格按規(guī)定程序進行操作無誤,才能解除對提升機的閉鎖。一套完備的PLC系統(tǒng)，通常由豎井信號、工業(yè)電視監(jiān)控、數(shù)字深度指示器、有關(guān)計算及程控 交換機等局部組成。1.2系統(tǒng)的根本構(gòu)成及功能 1.2.1根本構(gòu)成 該信號系統(tǒng)的關(guān)鍵是信號聯(lián)絡(luò)，在井底信號臺只能進行按鈕

14、輸入操作，車房信號臺只能顯示輸出結(jié)果，井口信號臺既能輸入又能進行信號轉(zhuǎn)發(fā)，在各自灌位只能進行一些特定的操作，例如在井口只能進行井口發(fā)灌，要灌，下行等操作。假設(shè)操作不正?；蛘`操作，信號將解除，不能發(fā)送出去，只能是井底、井口信號一致且無誤時，才能在井口進行信號確認，而后信號轉(zhuǎn)發(fā)出去。注：運行時平安門翻開時信號發(fā)不出去，一切信號將解除。 設(shè)計中我用了指示燈、響鈴、蜂鳴器作為輸出顯示。用不同聲次的響鈴分別代表上行、下行、慢上、慢下。同時代表各自運行的指示燈亮，并且有文字顯示文字注釋在指示燈的下面，燈亮?xí)r文字即顯示出來。報警時蜂鳴器響，且代表不同故障的各自故障指示燈亮，同樣有輸出文字顯示。由于在設(shè)計中除

15、了電流檢測、電壓檢測兩個模擬量輸入外其余的全是數(shù)字量開關(guān)量，因此信號采集非常簡單，可直接由開關(guān)量送給PLC，電流和電壓的信號由電量變送器再加個模擬塊傳送給PLC。1.2.2 功能(gngnng)本次(bn c)設(shè)計的功能包括車房信號臺、井口信號臺、井下信號臺三局部(jb)的各自功能以及它們之間的相互(xingh)聯(lián)絡(luò)：車房信號臺功能：井口、井下提升信號的數(shù)字顯示及文字顯示。包括(boku)運人、運物、檢修等工作方式的燈光顯示信號，上行、下行，滿上，滿下，停車，急停等工作執(zhí)行信號的燈光和數(shù)顯信號。存儲井口信號臺本次、前次的打點信號。在極短的時間內(nèi)響應(yīng)井口信號臺發(fā)出的指令,控制絞車的運行或停止。完

16、成急停信號對平安回路的閉鎖、停車信號,閉鎖等內(nèi)容。井口信號臺功能：完成各種提升信號的按鈕檢測、顯示及聲音提示，包括運人、運物、檢修，水平聯(lián)系等選擇按鈕；上行、下行，滿上，滿下，停車、急停等信號按鈕，完成水平及井下各種信號的閉鎖和監(jiān)控。完成向車房發(fā)送信號的功能，完本錢次、前次的打點信號的存儲。語言報警功能。井下信號臺功能：完成各種信號的按鈕檢測、顯示及聲音提示，包括工作方式信號，工作執(zhí)行信號及其他信號；完本錢水平各種信號的閉鎖功能，完成向井口發(fā)送信號的功能。完成對信號的存儲記憶功能。這種系統(tǒng)有如下特點：(1) 提升系統(tǒng)增加了自動控制的功能。例如，當(dāng)井下發(fā)出緊急停車信號時，能自動使提升機停車并進行

17、停車閉鎖。除此之外，還能實現(xiàn)對提升機過負荷和各種故障的檢測、保護、聯(lián)鎖及罐籠對位等功能。(2) 顯示方面具有特色。能根據(jù)需要顯示井下各個中段的情況和顯示信號種類。(3) 具有(jyu)“記憶功能(gngnng)。能“記憶地面及井下各中段發(fā)出的信號(xnho)，包括各種檢修信號。(4) 工作(gngzu)可靠性高。由于PLC為無觸點系統(tǒng)(xtng),可靠性更高,尤其是近年來PLC 方面的技術(shù)開展迅速,使由PLC 組成的系統(tǒng)的抗干擾能力越來越強,它能在惡劣的環(huán)境中可靠地工作,較為適合礦山環(huán)境不佳的特點。(5) 控制程序可變,具有很好的柔性。對于分期投產(chǎn)的礦山企業(yè),這一點是十分重要的，因為，井下中段

18、等工藝條件變化之后，不需改變信號系統(tǒng)的硬件，只需修改原有程序就可滿足新的要求。 圖1-1 設(shè)備配置示意圖第2章 可編程序邏輯(lu j)控制器簡介(jin ji) 可編程序邏輯(lu j)控制器PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來(yn li)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(shù)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。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于(yy)與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原那么而設(shè)計。2. 1 PLC的由來 1969年美國數(shù)字設(shè)備公司成功研

19、制世界第一臺可編程序控制器PDP-14，并在GM公司的汽車自動裝配線上首次使用并獲得成功。接著美國MODICON公司也研制出084控制，從此，這項新技術(shù)迅速在世界各國得到推廣應(yīng)用。1971年日本從美國引進這項技術(shù)，很快研制出第一臺可編程序控制器DSC-18。1973年西歐國家也研制出他們的第一臺可編程控制器。我國從1974年開始研制，1977年開始工業(yè)推廣應(yīng)用。進入20世紀70年代，隨著微電子技術(shù)的開展，尤其是PLC采用通訊微處理器之后，這種控制器就不在不局限于當(dāng)初的邏輯運算了，功能得到更進一步增強。進入20世紀80年代，隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的迅猛開展，以16位和少數(shù)32位

20、微處理器構(gòu)成的微機化PLC，使PLC的功能增強，工作速度快，體積減小，可靠性提高，本錢下降，編程和故障檢測更為靈活，方便。2. 2 PLC的優(yōu)點 1. 可靠性高，抗干擾能力強PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的1/101/100，因觸點接觸不良造成的故障大為減少。高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無故障時間高達30萬小時。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時間那么更長。從

21、PLC的機外電路來說，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)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。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)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(shè)備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。 2. 硬件(yn jin)配套齊全，功能完善，適用性強PLC開展(kizhn)到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模(gum)的系列化產(chǎn)品，并且已經(jīng)標準化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進行(jnx

22、ng)系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。PLC的安裝接線也很方便(fngbin)，一般用接線端子連接外部接線。PLC有較強的帶負載能力，可直接驅(qū)動一般的電磁閥和交流接觸器，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。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。加上PLC通信能力的增強技術(shù)及人機界面的開展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。3. 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡送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(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人

23、員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制翻開了方便之門。4. 系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量小，維護方便，容易改造。 PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計法。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。對于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設(shè)計時間比設(shè)計繼電器系統(tǒng)電路圖的時間要少得多。PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這

24、很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。5. 體積小，重量輕，能耗(nn ho)低以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種(pnzhng)底部尺寸小于100mm，僅相當(dāng)于幾個繼電器的大小，因此可將開關(guān)柜的體積縮小(suxio)到原來的1/21/10。它的重量(zhngling)小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于(yuy)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(shè)備。2. 3 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類： 1. 開關(guān)量的邏輯控制這是PLC最根本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它

25、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(shè)備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。 2. 模擬量控制在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)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。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實現(xiàn)模擬量Analog和數(shù)字量Digital之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。 3. 運動控制PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機構(gòu)，現(xiàn)在一般使用

26、專用的運動控制模塊。如可驅(qū)動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。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。 4. 過程控制過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。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。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運行專用的PID子程序。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(yīng)用。 5. 數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運算含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)

27、據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比擬，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?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可于造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 6. 通信(tng xn)及聯(lián)網(wǎng)PLC通信(tng xn)含PLC間的通信(tng xn)及PLC與其它(qt)智能設(shè)備間的通信。隨著計算機控制的開展(kizhn)，工廠自動化網(wǎng)絡(luò)開展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。2. 4

28、 PLC的工作原理 1. PLC的構(gòu)成從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式模塊式兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規(guī)那么組合配置。 2. CPU的構(gòu)成CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的存放器中，同時，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。進入運行后，從用戶程序存貯器中逐條

29、讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，去指揮有關(guān)的控制電路CPU主要由運算器、控制器、存放器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。在使用者看來，不必要詳細分析CPU的內(nèi)部電路，但對各局部的工作機制還是應(yīng)有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。運算器用于進行數(shù)字或邏輯運算，在控制器指揮下工作。存放器參與運算，并存儲運算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著P

30、LC的工作速度，IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。 3. I/O模塊PLC與電氣回路的接口，是通過輸入輸出局部I/O完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。I/O分為開關(guān)量輸入DI，開關(guān)量輸出DO，模擬量輸入AI，模擬量輸出AO等模塊。常用的I/O分類如下：開關(guān)量：按電壓(diny)水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離(gl)方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。模擬量：按信號類型(lixng)分，有電流型4-20mA,0-20mA、電壓(diny)型

31、0-10V,0-5V,-10-10V等，按精度(jn d)分，有12bit,14bit,16bit等。除了上述通用IO外，還有特殊IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。按I/O點數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)受CPU所能管理的根本配置的能力，即受最大的底板或機架槽數(shù)限制。 4. 電源模塊PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有：交流電源220VAC或110VAC，直流電源常用的為24VDC。 5. 底板或機架大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問底板上的

32、所有模塊，機械上，實現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個整體。 6. PLC系統(tǒng)的其它設(shè)備 編程設(shè)備：編程器是PLC開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運行、檢查維護不可缺少的器件，用于編程、對系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場控制運行。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計算機運行編程軟件充當(dāng)編程器。也就是我們系統(tǒng)的上位機。 人機界面：最簡單的人機界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏或觸摸屏式的一體式操作員終端應(yīng)用越來越廣泛，由計算機運行組態(tài)軟件充當(dāng)人機界面非常普及。 7. PLC的通信聯(lián)網(wǎng)依靠先進的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以迅速有效地收集、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。因此，網(wǎng)絡(luò)在自動化系

33、統(tǒng)集成工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出網(wǎng)絡(luò)就是控制器的觀點說法。PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC 之間、PLC與上位計算機以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個統(tǒng)一的整體，實現(xiàn)分散集中控制。多數(shù)PLC具有RS-232接口，還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口。PLC的通信現(xiàn)在主要采用通過多點接口MPI的數(shù)據(jù)通訊、PROFIBUS 或工業(yè)以太網(wǎng)進行聯(lián)網(wǎng)。圖2-1 PLC組成(z chn)示意圖 圖2-2PLC工作(gngzu)流程2. 5 PLC的編程語言 可編程控制(kngzh)器PLC中有多種程序設(shè)計語言(yyn)，它們是：梯形圖語言、布爾助記符語言、功能表圖語言、功能

34、模塊圖語言及結(jié)構(gòu)化語句描述語言等。梯形圖語言(yyn)和布爾助記符語言是根本程序設(shè)計語言，它通常由一系列指令組成，用這些指令可以完成大多數(shù)簡單的控制功能，例如，代替繼電器、計數(shù)器、計時器完成順序控制和邏輯控制等，通過擴展或增強指令集，它們也能執(zhí)行其它的根本操作。功能表圖語言和語句描述語言是高級(goj)的程序設(shè)計語言，它可根據(jù)需要去執(zhí)行更有效的操作，例如，模擬量的控制，數(shù)據(jù)的操縱，報表的報印和其他根本(gnbn)程序設(shè)計語言無法(wf)完成的功能(gngnng)。功能模塊圖語言采用功能模塊圖的形式，通過軟連接的方式完成所要求的控制(kngzh)功能，它不僅在可編程序控制器中得到了廣泛的應(yīng)用，在

35、集散控制系統(tǒng)的編程和組態(tài)時也常常被采用，由于它具有連接方便、操作簡單、易于掌握等特點，為廣闊工程設(shè)計和應(yīng)用人員所喜愛。 PLC梯形圖具有以下特點： 1. 它是一種圖形語言，沿用傳統(tǒng)控制圖中的繼電器觸點、線圈、串聯(lián)等術(shù)語和一些圖形符號構(gòu)成，左右的豎線稱為左右母線。2. 梯形圖中接點觸點只有常開和常閉，接點可以是PLC輸入點接的開關(guān)也可以是PLC內(nèi)部繼電器的接點或內(nèi)部存放器、計數(shù)器等的狀態(tài)。3. 梯形圖中的接點可以任意串、并聯(lián)，但線圈只能并聯(lián)不能串聯(lián)。4. 內(nèi)部繼電器、計數(shù)器、存放器等均不能直接控制外部負載，只能做中間結(jié)果供CPU內(nèi)部使用。5. PLC是按循環(huán)掃描事件，沿梯形圖先后順序執(zhí)行，在同一

36、掃描周期中的結(jié)果留在輸出狀態(tài)暫存器中所以輸出點的值在用戶程序中可以當(dāng)做條件使用。6. 語句表語言，類似于匯編語言。7. 邏輯功能圖語言，沿用半導(dǎo)體邏輯框圖來表達，一般一個運算框表示一個功能左邊畫輸入、右邊畫輸出。第3章 控制方案論證與選擇3. 1可編程控制器與其它工業(yè)控制裝置的比擬 1. 可編程控制器與繼電器控制的區(qū)別 在可編程控制器的編程語言中，梯形圖是最為廣泛使用的語言。通過可編程控制器的指令系統(tǒng)將梯形圖變成可編程控制器能接收的程序。由編程器將程序鍵入到可編程控制器的用戶存儲區(qū)中去。 可編程控制(kngzh)器的梯形圖與繼電器控制線路圖十分相似，主要原因是可編程控制器梯形圖的創(chuàng)造(chun

37、gzo)大致上沿用了繼電器控制的電路元件符號，僅個別(gbi)地方有些不同。同時，信號的輸入 / 輸出形式及控制功能也是相同的，但可編程控制器的控制與繼電器的控制還是(hi shi)有不同之處，主要表現(xiàn)在以下幾方面： 1. 1控制(kngzh)邏輯。 繼電器控制邏輯采用硬接線邏輯，利用繼電器機械觸點的串聯(lián)或并聯(lián)及延時繼電器的滯后動作等組合成控制邏輯，其接線多而復(fù)雜，體積大，功耗大，一旦系統(tǒng)構(gòu)成后想再改變或增加功能都很困難。另外，繼電器觸點數(shù)目有限，每只有 48 對觸點，因此靈活性和擴展性很差。而可編程控制器采用存儲器邏輯，其控制邏輯以程序方式存儲在內(nèi)存中，要改變控制邏輯，只需改變程序，故稱為

38、軟接線 ，其接線少，體積小，而且，可編程控制器中每只軟繼電器的觸點數(shù)在理論上無限制，因此靈活性和擴展性很好?？删幊炭刂破饔芍写笠?guī)模集成電路組成，功耗小。 1. 2 工作方式。 當(dāng)電源接通時，繼電器控制線路中各繼電器都處于受約束狀態(tài)，即該吸合的都應(yīng)吸合，不該吸合的都因受某種條件限制不能吸合。而可編程控制器的控制邏輯中，各繼電器都處于周期性循環(huán)掃描接通之中，從宏觀上看，每個繼電器受制約接通的時間是短暫的。 1. 3控制速度。 繼電器控制邏輯依靠觸點的機械動作實現(xiàn)控制，工作頻率低。觸點的開閉動作一般在幾十毫秒數(shù)量級。另外，機械觸點還會出現(xiàn)抖動問題。而可編程控制器是由程序指令控制半導(dǎo)體電路來實現(xiàn)控制，

39、速度極快，一般一條用戶指令執(zhí)行時間在微秒數(shù)量級?？删幊炭刂破鲀?nèi)部還有嚴格的同步，不會出現(xiàn)抖動問題。 1. 4限時控制。 繼電器控制邏輯利用時間繼電器的滯后動作進行限時控制。時間繼電器一般分為空氣阻尼式，電磁式，半導(dǎo)體式等，其定時精度不高，且有定時時間易受環(huán)境濕度和溫度變化的影響，調(diào)整時間困難等問題。有些特殊的時間繼電器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不便維護?？删幊炭刂破魇褂冒雽?dǎo)體集成電路作定時器，時基脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度相當(dāng)高，且定時時間不受環(huán)境影響，定時范圍一般從 0.001s 到假設(shè)干分鐘甚至更長。用戶可根據(jù)需要在程序中設(shè)定定時值，然后由軟件和硬件計數(shù)器來控制定時時間。 1. 5計數(shù)(j sh)限制。

40、可編程控制器能實現(xiàn)計數(shù)(j sh)功能，而繼電器控制邏輯一般不具備計數(shù)。 1. 6設(shè)計(shj)和施工。 使用繼電器控制邏輯完成一項控制工程，其設(shè)計、施工、調(diào)試必須依次進行，周期長，而且維修(wixi)困難。工程越大，這一點就越突出。而用可編程控制器完成一項控制工程，在系統(tǒng)設(shè)計完成以后，現(xiàn)場施工和控制邏輯的設(shè)計 ( 包括(boku)梯形圖設(shè)計 ) 可以同時進行，周期短，且調(diào)試和維修都很方便。 1. 7可靠性和可維護性。 繼電器控制邏輯使用了大量的機械觸點，連線也多。觸點開閉時會受到電弧的損壞，并有機械磨損，壽命短，因此可靠性和可維護性差。而可編程控制器采用微電子技術(shù)，大量的開關(guān)動作由無觸點的半

41、導(dǎo)體電路來完成，它體積小，壽命長，可靠性高?？删幊炭刂破鬟€配有自檢和監(jiān)督功能，能檢查出自身的故障，并隨時顯示給操作人員，還能動態(tài)地監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況，為現(xiàn)場調(diào)試和維護提供了方便。 1. 8價格。 繼電器控制邏輯使用機械開關(guān)，繼電器和接觸器，價格比擬低。而可編程控制器使用中大規(guī)模集成電路，價格比擬高。 從以上幾個方面的比擬可知，可編程控制器在性能上比繼電器控制邏輯優(yōu)異，特別是可靠性高，設(shè)計施工周期短，調(diào)試修改方便，而且體積小，功耗低，使用維護方便，但價格高于繼電器控制系統(tǒng)。從系統(tǒng)的性能價格比而言，可編程控制器具有很大的優(yōu)勢。 2. 可編程控制器與微機系統(tǒng)的區(qū)別 簡言之，微型計算機計算機是通用

42、的專用機，而可編程控制器那么是專用的通用機。 從微型計算機的應(yīng)用范圍來說，微型計算機是通用機，而可編程控制器是專用機。微型計算機是在以往計算機與大規(guī)模集成電路的根底上開展起來的，其最大特征是運算快，功能強，應(yīng)用范圍廣。例如，近代科學(xué)計算，科學(xué)管理和工業(yè)控制等都離不開它。所以說，微型計算機是通用計算機。而可編程控制器是一種為適應(yīng)工業(yè)控制環(huán)境而設(shè)計的專用計算機。選配對應(yīng)的模塊便可適用于各種工業(yè)控制系統(tǒng)。而用戶只需改變用戶程序即可滿足工業(yè)控制系統(tǒng)的具體控制要求。如果采用微型計算機計算機作為某一設(shè)備的控制器，就必須根據(jù)實際需要考慮抗干擾問題和硬件軟件設(shè)計，以適應(yīng)設(shè)備控制的專門需要。這樣，勢必把通用的微

43、型計算機計算機轉(zhuǎn)化為具有特殊功能的控制器而成為一臺專用機。 可編程控制器與微型計算機計算機的主要差異及各自的特點(tdin)主要表現(xiàn)為以下幾個方面： 2. 1 應(yīng)用(yngyng)范圍 微型(wixng)計算機除了控制領(lǐng)域外，還大量用于科學(xué)計算，數(shù)據(jù)處理，計算機通信等方面(fngmin)。而可編程控制器主要用于工業(yè)控制。 2. 2 使用(shyng)環(huán)境 微型計算機對環(huán)境要求較高，一般要在干擾小，具有一定的溫度和濕度要求的機房內(nèi)使用。可編程控制器那么使適用于工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境。 2. 3 輸入 / 輸出 微型計算機系統(tǒng)的 I/O 設(shè)備與主機之間采用微電聯(lián)系，一般不需要電氣隔離。而可編程控制器一般控制

44、強電設(shè)備，需要電氣隔離，輸入輸出均用光電耦合，輸出還采用繼電器，可控硅或大功率晶體管進行功率放大。 2. 4 程序設(shè)計 微型計算機具有豐富的程序設(shè)計語言，如匯編語言， FORTRAN 語言， COBOL 語言， PASCAL 語言， C 語言等，其語句多，語法關(guān)系復(fù)雜，要求使用者必須具有一定水平的計算機硬件知識和軟件知識。而可編程控制器提供應(yīng)用戶的編程語句數(shù)量少，邏輯簡單，易于學(xué)習(xí)和掌握。 2. 5系統(tǒng)功能 微型計算機系統(tǒng)一般配有較強的系統(tǒng)軟件，例如操作系統(tǒng)，能進行設(shè)備管理，文件管理，存儲器管理等。它還配有許多應(yīng)用軟件，以方便用戶。而可編程控制器一般只有簡單的監(jiān)控程序，能完成故障檢查，用戶程序

45、的輸入和修改，用戶程序的執(zhí)行與監(jiān)視。 2. 6 運算速度和存儲容量 微型計算機運算速度快，一般為微秒級，因有大量的系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件，故存儲容量大。而可編程控制器因接口的響應(yīng)速度慢而影響數(shù)據(jù)處理速度。一般可編程控制器接口響應(yīng)速度為 2 ms ，巡回檢測速度為 8ms/K 字?？删幊炭刂破鞯能浖伲幊绦蛞埠喍?，故內(nèi)存容量小。 2. 7 價格 微型(wixng)計算機機是通用機，功能完善，故價格較高，而可編程控制器是專用機，功能較少，其價格是微型計算機的十分之一左右。 從以上幾個(j )方面的比擬(bn)可知，可編程控制器是一種用于工業(yè)(gngy)自動化控制的專用微型計算機系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，抗干

46、擾能力強，價格也比一般(ybn)的微型計算機系統(tǒng)低。3. 2 系統(tǒng)總體設(shè)計思想 3.2.1礦井提升機信號系統(tǒng)的控制系統(tǒng) 我們在對礦井提升機信號系統(tǒng)的控制系統(tǒng)進行選擇之前先了解一下其組成及工作原理：礦井提升機在礦山、建筑等行業(yè)應(yīng)用非常廣泛, 是集機、電于一體的大型復(fù)雜系統(tǒng)礦井提升機是礦井生產(chǎn)中極其重要的環(huán)節(jié), 是礦井生產(chǎn)的關(guān)鍵的設(shè)備之一。礦井提升機是聯(lián)系礦山井上和井下的“ 咽喉 設(shè)備, 主要用于提運煤炭和煤研石、運送物料、提升人員和設(shè)備。提升系統(tǒng)的工作任務(wù)是平安、快速、可靠、高效地完成提升運輸任務(wù), 而平安運行是最重要的。礦井提升機信號系統(tǒng)是礦井提升機的重要組成局部，提升機的運行全靠信號系統(tǒng)的信

47、號發(fā)出。該系統(tǒng)工作的關(guān)鍵是信號如何聯(lián)絡(luò)。 礦井提升機的信號系統(tǒng)包括聲、光信號。輔助信號、 等。信號種類一般有：工作執(zhí)行信號提升去向信號罐位信號、提升機種類信號、檢修信號、故障信號、聯(lián)絡(luò)信號等。首先我們應(yīng)清楚提升機給信號系統(tǒng)的信號以及提升機從信號系統(tǒng)所得到的信號,由此而進行各種操作。圖3-1 控制系統(tǒng)(kn zh x tn)內(nèi)容3.2.2系統(tǒng)(xtng)總體設(shè)計本設(shè)計(shj)以某礦山提升機信號系統(tǒng)工程實例根底(gnd)。信號系統(tǒng)有保護系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、和信號輸入(shr)。信號系統(tǒng)有功能信號運人、運物、運礦、檢修、上行、下行，罐籠去向井口、井底，罐位井口、井底。注：本設(shè)計罐位不包括井下各中段，只

48、有井口、井底兩罐位。如2-1圖所示。設(shè)計內(nèi)容包括三大局部：井口信號臺、井底信號臺、以及車房信號臺。系統(tǒng)設(shè)計要求能實時反映提升機的各種狀態(tài)及罐位。且井口井底的輸出一致經(jīng)信號確認后，方可發(fā)送信號到車房信號臺。兩罐位信號部一致或誤操作，信號會解除。不能發(fā)送。需重新進行信號聯(lián)絡(luò)。3. 3方案確實立 根據(jù)設(shè)計要求，要完成任務(wù)有多種選擇方案，可以由各種控制繼電器和主令開關(guān)構(gòu)成，它的突出特點是“點信號電鈴震響或指示燈明滅的次數(shù)來代表各種提升信號。各提升中段的點信號直接傳送到井口總信號房，再由井口總信號工轉(zhuǎn)發(fā)到提升機房。也可以采用單片機作為主控制系統(tǒng)。控制臺通過單片機的串行口來實現(xiàn)主從式多級通訊,系統(tǒng)以上井口

49、控制臺作為主控制臺,下井口、絞車房控制臺為從控制臺。也可以采用PLC作為信號系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，可在井口、井底、車房信號臺給用一個PLC亦可以只在井口使用PLC，原理和使用繼電器的一樣，都通過井口信號工的信號確認以及轉(zhuǎn)發(fā)，完成信號系統(tǒng)的功能。 3.3.1方案一 采用繼電器和主令開關(guān)構(gòu)成主回路。采用點信號來代表各種提升信號。例如以一長點表示要罐,一長兩短表示上行,一長三短表示下行,兩短表示提物,三短表示提人等等。 這種信號系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、操作方便,但存在如下缺點: (1) 由于無法保存和復(fù)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(dǎo)致的提升事故屢見不鮮。

50、 (2) 信號之間、信號系統(tǒng)與提升機電控系統(tǒng)之間沒有(mi yu)聯(lián)鎖,井口總信號工和司機(sj)的操作不受制約,很容易(rngy)因誤操作而引發(fā)事故。 (3) 聲光(shn un)信號一瞬即逝,無據(jù)可查,一旦(ydn)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(fù)發(fā)生。 (4) 由于信號稍縱即逝,操作人員的精力必須高度集中,加重了工人的負擔(dān)。 以上缺點嚴重影響了提升機運行的平安，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。工作可靠性差，一旦控制或閉鎖失靈，那么事故將不可防止。此信號系統(tǒng)正在被淘汰。3.3.2方案二該控制系統(tǒng)采用了先進的數(shù)字通信技術(shù),該系統(tǒng)分上井口

51、、下井口和絞車房三個控制臺,各控制臺采用MCS89C51 單片機作CPU ,控制臺通過單片機的串行口來實現(xiàn)主從式多級通訊,系統(tǒng)以上井口控制臺作為主控制臺,下井口、絞車房控制臺為從控制臺。下井口到上井口需兩對電纜。各控制臺還配有數(shù)字、漢字提示,語音提示,這樣既照顧了操作人員的習(xí)慣操作,又減輕了工作人員的負擔(dān)。同時,增加了信號的存儲功能,便于以后的查證。系統(tǒng)采用分時的半雙工通訊電路,通過改變電平來分時完成對下井口和絞車房的通訊。其原理框圖見下列圖所示。3-2系統(tǒng)原理框圖新型礦井提升機信號裝置在系統(tǒng)(xtng)設(shè)計中應(yīng)用了先進的單片機技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)和漢字顯示技術(shù), 具有(jyu)聲光兼?zhèn)?、漢字顯

52、示、數(shù)字存儲、故障診斷、平安(png n)閉鎖保護(boh)等特點。尤其在通信方面, 采用(ciyng)了數(shù)字通信技術(shù), 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?shù)目煽啃院挽`活性, 功能靈活多樣, 擴展方便。新型礦井提升機信號裝置的使用有效地解決了在微機系統(tǒng)中信號的遠距離傳輸和可靠性問題。 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。各控制臺還配有數(shù)字、漢字提示,語音提示,這樣既照顧了操作人員的習(xí)慣操作,又減輕了工作人員的負擔(dān)。同時,增加了信號的存儲功能,便于以后的查證。 但煤礦工作環(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

53、信號和通訊裝置都將產(chǎn)生巨大的影響。3.3.3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(jié)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。各局部的邏輯控制中心均由日本三菱公司生產(chǎn)的PLC 所構(gòu)成。信號有模擬信號和數(shù)字信號，大局部是開關(guān)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FX2N-2AD傳送給PLC。各局部之間的信號經(jīng)信號確認，直接轉(zhuǎn)發(fā)到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)。井口、井下罐位信號由光電開關(guān)采集。該控制系統(tǒng)原理框圖見下列圖2-3所示。 該系統(tǒng)的信號的發(fā)送方式： (1) 轉(zhuǎn)發(fā)

54、方式。井下的信號必須經(jīng)由井口轉(zhuǎn)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。當(dāng)井口信號和井下信號一致時,該信號才能傳到車房,否那么無效,需井口信號工重發(fā)。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。記憶的數(shù)字直到下一個信號發(fā)出才會消失。 (2) 直發(fā)方式。停車(急停) 信號采用直接向車房發(fā)送的方式,不經(jīng)上井口轉(zhuǎn)發(fā)以保證快速停車。當(dāng)急停信號發(fā)出后,其他指令信號均不能發(fā)出,并能閉鎖提升機平安控制回路。當(dāng)信號為慢上、慢下時能閉鎖提升機的高速運轉(zhuǎn)控制回路。 該控制系統(tǒng)對對信號系統(tǒng)進行(jnxng)檢測和控制，增加并完善信號裝置的功能，使提升設(shè)備的

55、工作更加平安(png n)可靠(kko)。 方案(fng n)二和三的控制系統(tǒng)都比擬(bn)平安、可靠，且能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計要求。兩者的控制系統(tǒng)一個為單片機，另一各為PLC。為了進行方案確定，我們首先看一下兩者的區(qū)別： PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。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(shù)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。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原那么而設(shè)3-3 PLC控制(kngzh)系統(tǒng)原理(yunl)框圖圖3-

56、4 PLC控制系統(tǒng)(kn zh x tn)示意圖計。通過以上幾種方案綜合考慮，但由于(yuy)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(yj)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。它具以下特點： 1可靠性高，抗干擾能力強。高可靠性是電氣控制設(shè)備(shbi)的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部(nib)電路采取了先進的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的FX系列(xli)PLC平均(pngjn)無故障時間高達30萬小時。一些使用(shyng)冗余CPU的PLC的平均無故障工作時間那么更長。從PLC的機外電路

57、來說，使用PLC構(gòu)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(guān)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。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)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(shè)備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性。 (2配套齊全，功能完善，適用性強 。PLC開展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位

58、置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術(shù)的開展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡送 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(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制翻開了方便之門。 4系統(tǒng)的設(shè)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(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周

59、期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。 5體積小，重量輕，能耗低 以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。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(shè)備。 總之，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。 1開關(guān)量的邏輯控制 這是PLC最根本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)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(shè)備的控制，也可用于多機群控

60、及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。 2模擬量控制 在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)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。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實現(xiàn)模擬量Analog和數(shù)字量Digital之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。 3運動控制 PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運動控制模塊。如可驅(qū)動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC