礦井提升機畢業(yè)設計 (2)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1緒論2</b></p><p>　　1.1研究的目的及意義2</p><p>　　1.2國內外研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.2.1國外礦井提升機的現(xiàn)狀2</p><p>　　1.2.2國

2、內提升機的現(xiàn)狀與發(fā)展趨向3</p><p>　　1.3本文主要工作3</p><p><b>　　2系統(tǒng)方案設計5</b></p><p>　　2.1系統(tǒng)工作原理6</p><p>　　2.2系統(tǒng)方案結構和組成9</p><p>　　3 PLC控制電路設計13</p>&

3、lt;p>　　3.1 PLC的選型與端口分配13</p><p>　　3.1.1西門子S7-300型PLC14</p><p>　　3.1.2 PLC的端口分配19</p><p>　　3.2 PLC的布線22</p><p>　　3.3信號檢測及顯示電路設計23</p><p>　　3.3.1指示電路

4、設計23</p><p>　　3.3.2編碼器借口電路設計24</p><p>　　3.3.3位置信號檢測電路設計25</p><p>　　4變頻器控制電路設計28</p><p>　　4.1變頻器的基本原理28</p><p>　　4.2變頻器的選型及外圍電路設計30</p><p&g

5、t;　　4.2.1西門子MM440變頻器30</p><p>　　4.2.2變頻器的外圍電路設計33</p><p>　　4.3變頻器的參數設置33</p><p>　　4.4制動控制回路38</p><p><b>　　5軟件設計43</b></p><p>　　5.1 PLC控制回路

6、程序設計43</p><p>　　5.1.1主程序流程圖43</p><p>　　5.1.2 S型速度控制子程序44</p><p>　　5.1.3速度及位置檢測程序設計44</p><p>　　5.1.4故障處理子程序46</p><p>　　5.2上位機監(jiān)控系統(tǒng)設計47</p><p

7、><b>　　結論51</b></p><p><b>　　致謝52</b></p><p><b>　　參考文獻53</b></p><p><b>　　附錄54</b></p><p><b>　　1緒論</b>&l

8、t;/p><p>　　1.1研究的目的及意義</p><p>　　礦井提升機是煤礦安全生產的關鍵設備之一，其作用是提升煤炭、礦石，升降人員和下放物料等，在整個煤礦生產中占有十分重要的地位。礦井提升機安全、可靠、高效、準確地運行集中體現(xiàn)在其電氣控制系統(tǒng)中，電控系統(tǒng)性能的優(yōu)劣直接影響全礦的安全生產及礦工生命的安全。</p><p>　　目前國內各大煤礦礦井提升機電控系統(tǒng)的調

9、速方案大多數還是采用繼電器—接觸器控制的轉子串電阻調速，設備陳舊、技術落后。而且這種控制方式還存在以下問題:</p><p>　?。?）轉子回路串接電阻，消耗電能，造成能源浪費。</p><p>　　（2）電阻分級切換，為有級調速，設備運行不平穩(wěn)，容易引起電氣及機械沖擊。</p><p>　　（3）繼電器、接觸器頻繁動作，電弧燒蝕觸點，影響接觸器使用壽命，維修成本較

10、高。</p><p>　　（4）交流繞線異步電動機的滑環(huán)存在接觸不良問題，容易引起設備事故。</p><p>　?。?）電動機依靠轉子電阻獲得的低速，其運行特性較軟。</p><p>　　（6）提升容器通過給定的減速點時，由于負載的不同，而將得到不同的減速度，不能達到穩(wěn)定的低速爬行，最后導致停車位置不準，不能正常裝卸載。</p><p>　　

11、上述問題使提升機運行的可靠性和安全性不能得到有效的保障。因此，需研制更加安全可靠的控制系統(tǒng)，使提升機運行的可靠性和安全性得到提高。通過在提升機控制系統(tǒng)中應用計算機控制技術和變頻調速技術，對原有提升機控制系統(tǒng)進行升級換代，大大提高系統(tǒng)運行的可靠性與安全性?？删幊炭刂破?PLC)是目前作為工業(yè)控制最理想的機型，它是采用計算機技術、按照事先編好并儲存在計算機內部一段程序來完成設備的操作控制。采用PLC控制，硬件簡潔、軟件靈活性強、調試方便、維

12、護量小，PLC技術己經廣泛應用于各種提升機控制，配合一些提升機專用電子模塊組成的提升機控制設備，可控制高壓帶動力制動或低頻制動，單、雙機拖動等。</p><p>　　1.2國內外研究現(xiàn)狀</p><p>　　1.2.1國外礦井提升機的現(xiàn)狀</p><p>　?。?）晶閘管—電動機(SCR—D)直流低速直聯(lián)拖動系統(tǒng)</p><p>　　其缺點在

13、于：功率因數低，如三相橋平均功率因數只有0.45左右；無功沖擊大，高次諧波對電網影響大。</p><p>　?。?）交流變頻調速同步機驅動提升系統(tǒng)</p><p>　　這種拖動系統(tǒng)缺點是：①必須有專用的變頻電源；②在恒轉矩調速時，低速段電機的過載倍數有所降低；③高次諧波對電網有影響，需在電網上加濾波器等補償措施加以緩解。</p><p>　?。?）微機控制在提升機上

14、的應用</p><p>　　從70年代開始，隨著微機技術的發(fā)展，微機控制技術已逐步應用于礦井提升機中。目前，國外己達到相當成熟的階段，使整個拖動控制產生一次重大的變革。其應用主要體現(xiàn)在以下幾方面：①提升工藝過程微機控制；②提升行程控制；③提升過程監(jiān)視；④安全回路；⑤制動系統(tǒng)的控制與監(jiān)視；⑥全數字化調速控制系統(tǒng)。</p><p>　　1.2.2國內提升機的現(xiàn)狀與發(fā)展趨向</p>

15、<p><b>　?。?）交流拖動方式</b></p><p>　　目前我國提升機約70％采用串電阻調速的交流拖動方式。有單繩和多繩兩種系列，大都采用改變轉差率s的調速方法，在調速中產生大量的轉差功率，使大量電能消耗在轉子附加電阻上，導致調速的經濟性變差。極少數提升機采用串級調速方法，其調速范圍窄且投資大。</p><p><b>　?。?）直流

16、拖動方式</b></p><p>　　我國提升機采用直流拖動有兩種系統(tǒng)：直流發(fā)電機—直流電動機機組(F—D)和晶閘管—直流電動機(SCR—D)系統(tǒng)。</p><p><b>　?。?）研制與發(fā)展 </b></p><p>　?、賴a大型直流提升機及電控系統(tǒng)正在逐步完善和推廣使用；②大功率變頻調速電控提升機其效率可達98％，國內正在組

17、織研究這種系統(tǒng)，不少院校和研究單位都在著手研制；③可編程序控制器在提升機電控系統(tǒng)的應用可編程序控制器具有可靠性高、抗干擾能力強、實現(xiàn)繼電邏輯容易，基本免于維護等獨特優(yōu)點，特別適用于對我國占大部分的交流提升機繼電—接觸器電控系統(tǒng)進行技術改造。</p><p><b>　　1.3本文主要工作</b></p><p>　　本文針對傳統(tǒng)、落后的繼電器-接觸器式罐籠運行系統(tǒng)，采

18、用先進的PLC控制技術進行基于PLC的礦井提升機控制系統(tǒng)改造。采用先進的變頻調速技術實現(xiàn)提升機多段速穩(wěn)定運行；采用編碼器、接近開關等準確檢測提升容器的位置和速度；采用液壓站和盤形制動器實現(xiàn)提升機的工作制動和安全制動；采用先進的上位機監(jiān)控技術實現(xiàn)提升機的狀況實時監(jiān)測，從而保證提升機可靠安全地運行。主要內容包括：</p><p>　?。?）系統(tǒng)總體方案的設計；</p><p>　　（2）PLC

19、控制回路電路的設計；</p><p>　?。?）變頻器主回路電路的設計；</p><p>　　（4）系統(tǒng)主程序流程圖的設計；</p><p>　?。?）上位機監(jiān)控系統(tǒng)的設計；</p><p><b>　　2系統(tǒng)方案設計</b></p><p>　　礦井提升機可分為豎井提升機和斜井提升機兩種。礦井提

20、升機主要由電動機、減速器、卷筒（或摩擦輪）、制動系統(tǒng)、深度指示系統(tǒng)、測速限速系統(tǒng)和操縱系統(tǒng)等組成，采用交流或直流電機驅動。按提升鋼絲繩的工作原理分纏繞式礦井提升機和摩擦式礦井提升機。纏繞式礦井提升機有單卷筒和雙卷筒兩種，鋼絲繩在卷筒上的纏繞方式與一般絞車類似。按提升繩的數量又分為單繩摩擦式礦井提升機和多繩摩擦式礦井提升機。目前，我國單繩纏繞式提升機，廣泛采用交流繞線式電動機拖動。</p><p>　　目前提升機電

21、控系統(tǒng)組成可簡單的劃分為：控制系統(tǒng)（主控系統(tǒng)、輔控系統(tǒng)）、調速控制系統(tǒng)（調速系統(tǒng)、供電系統(tǒng)）、監(jiān)控系統(tǒng)（上位機、操作臺）。主控系統(tǒng)主要是指完成提升機加速、等速、減速、爬行到停車整個運行過程的開關量邏輯控制及其必要的保護并與其他子系統(tǒng)交換信號共同完成對提升機整機有效控制的系統(tǒng)；輔控系統(tǒng)是指各路供電電源、控制回路的接口以及輔機系統(tǒng)的控制等部分；調速系統(tǒng)是指根據控制系統(tǒng)的指令，作為執(zhí)行機構最終對提升機的主拖動電動機進行啟停、加速、減速、穩(wěn)速運

22、行控制的系統(tǒng)；監(jiān)控系統(tǒng)是指對電控系統(tǒng)關鍵部件，包括提升信號系統(tǒng)工作情況、提升機運行過程中關鍵參數、參量的曲線、以及司機操作的正確性進行監(jiān)控和顯示，并進行必要的記錄以備系統(tǒng)的查閱之需；操作臺是電控系統(tǒng)的人機界面，擔負著對提升機進行集中控制、監(jiān)視、參量信號顯示的重任。</p><p>　　圖2-1提升機電控系統(tǒng)構成</p><p>　　本設計采用單繩纏繞式提升機（單卷筒），提升過程包括：啟動加

23、速段、勻速段、一次減速段、勻速爬行段和二次減速制動段五個主要環(huán)節(jié)。</p><p>　　表2-1礦井提升機主要技術參數</p><p><b>　　2.1系統(tǒng)工作原理</b></p><p><b>　　提升機的速度要求：</b></p><p>　　(1)主加速階段t1</p>&l

24、t;p>　　如圖2-2所示，正常提升時，電動機產生的力矩比阻力矩大3%～5%，產生比較低的加速度a ≤。當V0上升到Vm時，電動機運行在自然特性曲線上。下放時，由于負力較大，需要制動力來維持穩(wěn)定的下放速度和規(guī)定的減速度。</p><p><b>　　(2)勻速階段t2</b></p><p>　　上升時，根據負載狀況使電動機保持電動狀態(tài)，且速度Vm=1.12m／

25、s。下放時，由旋轉編碼器反映轉子下放速度，當速度高于Vm時，增大勵磁電流If，提高制動力矩，提升容器勻速運行。</p><p>　　(3)主減速階段t3</p><p>　　為使提升機準確停車，在停車前應進行減速。減速按照速度圖要求進行，由裝在井筒內的位置開關動作發(fā)出信號，PLC 再根據與電動機同軸運行的旋轉編碼器發(fā)出的脈沖數進行比較發(fā)出指令，增大勵磁電流If，使下放速度在規(guī)定的時間內降低

26、。</p><p><b>　　(4)爬行階段t4</b></p><p>　　V4在 0.3 m/ s左右，此數值實際上是一個平均值，因為提升機由較高的Vm不可能很準確的變?yōu)樗俣萔4。</p><p><b>　　(5)停車階段t5</b></p><p>　　將控制盤式制動器的液壓站電動機斷電，

27、抱閘迅速抱住卷筒，提升機停轉。</p><p>　　圖2-2提升機速度圖</p><p><b>　　提升機的受力情況：</b></p><p>　　由直線運動的運動方程可得：</p><p>　　= + ma （2-1）</p><p>　　式

28、中：－提升機在某運動階段的力，N；</p><p>　?。嵘龣C的靜阻力（包括車重、提升機重量和繩重），N；</p><p>　　m－把旋轉運動的部件折算到直線運動的變位質量，kg；</p><p>　　a－各階段的加速度、減速度值，m/。</p><p>　　當 a =0時，= ，勻速運行；</p><p>　　a＞

29、0時，＞，加速運行；</p><p>　　a＜0時，F(xiàn)＜，減速運行。</p><p>　　根據以上分析，F(xiàn) = f（t）的力圖如圖2－3所示：</p><p>　　圖2－3 提升機力圖</p><p>　　由以上分析可知，調速系統(tǒng)中變頻器受高壓電后，主控臺通過檢測變頻器的運行信號，判斷變頻器已經可以運行，主控臺在自動模式下，通過控制變頻器，

30、實現(xiàn)礦井提升機運行的五段速度曲線，即啟動加速段、勻速段、一次減速段、勻速爬行段和二次減速制動段。</p><p>　　啟動加速段：主控臺接受井下操作人員的提升請求命令，對變頻器輸出正轉或反轉命令，變頻器按照預先設定的加速時間運行至最低頻率，將運行信號反饋給主控臺，此時作用于滾筒上的抱閘系統(tǒng)處于抱閘狀態(tài)，滾筒靜止，拖動滾筒的電機處于堵轉狀態(tài)。主控臺接收到變頻器運行信號后，在此稍做延時，一秒鐘后主控臺驅動液壓站液壓閥

31、，液壓閥再驅動滾筒抱閘系統(tǒng)，松開抱閘系統(tǒng)，電機堵轉結束，開始旋轉，通過減速機，滾筒開始運行，從而通過鋼繩拖動提升容器上下運行。變頻器接受主控臺轉速給定信號，按照預先設定的加速時間逐步提高運行頻率，滾筒轉速逐步提高。</p><p>　?。?）勻速段：當轉速給定指令提高至50赫茲，變頻器運行至50赫茲時，進入勻速段，此階段，變頻器維持最大輸出，滾筒運行至最高速度，拖動提升容器在最高速度下運行。（3）一次減速段：

32、主控臺通過立井系統(tǒng)的位置傳感器接收提升容器運行位置信號，當到達一次減速區(qū)間的時候，主控臺按照預先設定的程序減小轉速給定指令數值，變頻器接收到新的轉速給定數值后，執(zhí)行，開始降低運行頻率，拖動電機及滾筒減速運行。 （4）勻速爬行段：主控臺通過提升容器的位置傳感信號，通過預設數值，給定變頻器低轉速數值，變頻器在此轉速信號下維持低頻率輸出不變，提升容器低速運行，進入勻速爬行段。（5）二次減速制動段：主控臺通過提升容器的位置傳感信號

33、，判斷提升容器即將進入預定停車位置后，給變頻器更低轉速信號，變頻器運行至最低頻率，當提升容器即將到達預定位置后，主控臺發(fā)出急停指令，變頻器停止驅動電機，同時控制液壓站，關斷液壓閥，從而驅動滾筒抱閘系統(tǒng)，經過二級制動，抱閘系統(tǒng)抱死，滾筒靜止，提升容器停運。</p><p>　　2.2系統(tǒng)方案結構和組成</p><p>　　根據礦井提升機控制工藝要求，要完成任務有多種選擇方案。</p&g

34、t;<p><b>　　方案一</b></p><p>　　采用繼電器和主令開關構成主回路，采用點信號來代表各種提升信號和檢測信號。</p><p>　　這種信號系統(tǒng)結構簡單、操作方便,但存在如下缺點: </p><p>　　由于無法保留和復現(xiàn)點數,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

35、導致的提升事故屢見不鮮。</p><p>　　(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。</p><p>　　(3) 聲光信號一瞬即逝,無據可查,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。</p><p>　　(4) 由于信號稍縱即逝,操作人員的精力必須高

36、度集中,加重了工人的負擔。</p><p>　　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。工作可靠性差，一旦控制或閉鎖失靈，則事故將不可避免。此信號系統(tǒng)正在被淘汰。</p><p><b>　　方案二</b></p><p>　　采用單片機作為主控制系統(tǒng)，各控制臺通過單片機的串行口來實現(xiàn)主從式多級通訊

37、。</p><p>　　新型礦井提升機信號裝置在系統(tǒng)設計中應用了先進的單片機技術、數字通信技術和漢字顯示技術, 具有聲光兼?zhèn)洹h字顯示、數字存儲、故障診斷、安全閉鎖保護等特點。尤其在通信方面, 采用了數字通信技術, 只需兩對普通電纜, 且信號種類和數量不受限制, 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。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。</

38、p><p>　　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的不穩(wěn)定,對通訊信號和通訊裝置都將產生巨大的影響。</p><p><b>　　方案三</b></p><p>　　采用PLC作為信號系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，結合變頻調速技術，旋轉編碼器、接近開關等傳感器技術實現(xiàn)礦井提升機的安全可靠運行。</p><p&g

39、t;　　PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC及其有關的外圍設備都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。它具以下特點：</p><p>　?。?）可靠性高，抗干擾能力強</p>

40、;<p>　　高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術，采用嚴格的生產工藝制造，內部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。</p><p>　?。?）配套齊全，功能完善，適用性強 </p><p>　　PLC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大多具有完善的數據運算能力，可用于各種數字控制領域。加上PLC通信能

41、力的增強及人機界面技術的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。它接口容易，編程語言易于為工程技術人員接受。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。（3）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。更重要的是使同一設備經過改

42、變程序改變生產過程成為可能。（4）體積小，重量輕，能耗低 </p><p>　　方案二和方案三的控制系統(tǒng)都比較安全、可靠，且能夠實現(xiàn)設計要求。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：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

43、本較高，適合用于工業(yè)控制。 </p><p>　　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的不穩(wěn)定,對通訊信號和通訊裝置都將產生巨大的影響。故可采用方案三作為此次畢業(yè)設計信號系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。</p><p>　　基于PLC的礦井提升機變頻調速控制系統(tǒng)由可編程控制器（PLC）、動力裝置、液壓站、變頻器、旋轉編碼器、磁開關（接近開關）

44、、減速器、操作臺和控制監(jiān)視系統(tǒng)等組成，其系統(tǒng)框圖如圖所示：</p><p>　　圖2-4 提升機總體系統(tǒng)框圖</p><p>　　系統(tǒng)框圖中各部分功能如下：</p><p>　?。?）動力裝置：包括主電機、減速器、卷筒、制動器和底座，完成人、物料的運輸任務。主電機通過減速器向卷筒提供牽引所需的動力。對于礦井提升機這樣的大型機械來說，在電機脫離電源后，由于運行慣性較大

45、，往往要經過一段時間才能停止轉動，這將影響生產效率，甚至威脅到生產人員的生命安全和物料的運輸。因此必須在系統(tǒng)里加入制動器，避免產生“蠕動”現(xiàn)象，從而保證運輸的人和物料的安全。</p><p>　?。?）液壓站：為提升機提供制動力，停車時先通過液壓站給卷筒施加機械制動力，再取消直流制動力；提升機起動時，先對電機施加直流制動，再松開機械抱閘，防止溜車，以保證系統(tǒng)安全可靠地工作。</p><p>

46、;　?。?）變頻器：是動力站的能量供給單元，通過它可將輸入工頻電能轉換成頻率可調的電能提供給交流電動機，以達到控制交流電動機轉速的目的。</p><p>　　（4）操作臺：它是整個礦井提升機運輸系統(tǒng)的控制核心，通過它可以設定系統(tǒng)的工作方式和控制方式，可以發(fā)布系統(tǒng)的各種控制命令，以實現(xiàn)對提升機啟動、加速、平穩(wěn)運行、減速、停車以及緊急制動等各種控制功能。</p><p>　　（5）控制監(jiān)視系統(tǒng)

47、：是操作人員和控制系統(tǒng)及運輸系統(tǒng)之間的橋梁，它可以在線監(jiān)測提升機運輸系統(tǒng)的各種工作參數、工作狀態(tài)、故障參數和故障狀態(tài)。提升過程采用微機主要完成如下參數的監(jiān)視：提升過程中各工況參數(如速度)監(jiān)視；各主要設備運行狀態(tài)監(jiān)視；各傳感器(如位置開關、停車開關)信號的監(jiān)視。使各種故障在出現(xiàn)之前就得以處理，防止事故的發(fā)生，并對各被監(jiān)視參數進行存儲、保留或打印輸出。用旋轉編碼器來測試電機的轉速。</p><p>　　控制系統(tǒng)工作

48、原理：當操作人員聽到提升請求信號時，按下啟動按鈕，PLC控制將380V動力電源接入變頻器。再松開液壓制動閘并將主令控制器推到正向（或反向），提升機開始運行。在提升過程中，控制提升機運行的S形速度曲線由PLC編程產生，以驅動變頻器工作。旋轉編碼器可以檢測主電動機的轉速，并將此信號傳送給可編程控制器，PLC通過該信號可以累計計算提升機的速度及行走距離，監(jiān)視器可以實時顯示提升機速度和位置。同時接近開關（磁開關）可以檢測提升容器在井筒中運行的位

49、置，并將這些電信號傳送給PLC，PLC通過該信號可以實現(xiàn)啟動加速段、勻速段、一次減速段、勻速爬行段、二次減速制動段的五段速運行。操作人員通過操作臺向PLC發(fā)送控制提升機運行的控制命令。控制監(jiān)視系統(tǒng)通過與PLC的通信，將電動機的所有運行參數和故障參數都顯示出來，并對礦車的位置及速度進行實時監(jiān)控，為操作人員分析故障、判斷故障和處理提供依據。</p><p>　　3 PLC控制電路設計</p><p

50、>　　可編程控制器是以微處理器為基礎，綜合了計算機技術、半導體集成技術、自動控制技術、數字技術和通信網絡技術發(fā)展起來的一種通用工業(yè)自動控制裝置。它面向控制過程、面向用戶、適應工業(yè)環(huán)境、操作方便、可靠性高，成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱（PLC、機器人和CAD/CAM）之一。</p><p>　　基本結構：PLC實質是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相同，如圖3－1所示： </p&g

51、t;<p>　　圖3－1 PLC的基本結構圖</p><p>　　工作原理：整個掃描過程分為內部處理、通信操作、程序輸入處理、程序執(zhí)行、程序輸出幾個階段，全過程掃描一次所需要的時間稱為掃描周期。內部處理階段，PLC檢查CPU模塊的硬件是否正常，復位監(jiān)視定時器等。在通信服務階段，PLC與一些智能模塊通信、響應編程器鍵入的命令、更新編程器的顯示內容等。當PLC處于停止(STOP)狀態(tài)時，只進行內部處理和

52、通信操作服務等內容。在PLC處于運行(RUN)狀態(tài)時，從內部處理、通信操作、程序輸入、程序執(zhí)行、程序輸出，一直循環(huán)掃描工作。</p><p>　　3.1 PLC的選型與端口分配</p><p>　　德國西門子（SIEMENS）公司生產的可編程序控制器在我國的應用相當廣泛，在冶金、化工、印刷生產線等領域都有應用。西門子（SIEMENS）公司的PLC產品包括LOGO，S7-200，S7-300

53、，S7-400，工業(yè)網絡，HMI人機界面，工業(yè)軟件等。西門子S7系列PLC體積小、速度快、標準化，具有網絡通信能力，功能更強，可靠性更高。</p><p>　?。?）SIMATIC S7-200 PLC</p><p>　　S7-200 PLC是超小型化的PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場合中的自動檢測、監(jiān)測及控制等。</p><p>　?。?）SIMATIC S7-

54、300 PLC</p><p>　　S7-300是模塊化中小型PLC系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應用。與S7-200 PLC比較，S7-300 PLC采用模塊化結構，具備高速（0.6~0.1μs）的指令運算速度；用浮點數運算比較有效地實現(xiàn)了更為復雜的算術運算；一個帶標準用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進行參數賦值；方便的人機界面服務已經集成在S7-300操作系統(tǒng)內，人機對話的編程要求大大減少。S7-300操作系

55、統(tǒng)自動地處理數據的傳送；CPU的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯誤和特殊系統(tǒng)事件（例如：超時，模塊更換，等等）；多級口令保護可以使用戶高度、有效地保護其技術機密，防止未經允許的復制和修改；具備強大的通信功能，S7-300 PLC可通過編程軟件Step 7的用戶界面提供通信組態(tài)功能，這使得組態(tài)非常容易、簡單。S7-300 PLC具有多種不同的通信接口，并通過多種通信處理器來連接AS-I總線接口和工業(yè)以太網總線系統(tǒng)；串行通

56、信處理器用來連接點到點的通信系統(tǒng)；多點接口（MPI）集成在CPU中，用于同時連接編程器、PC機、人機界面系統(tǒng)及其他SIMATIC S7/M7/C7等自動化控制系統(tǒng)。</p><p>　?。?）SIMATIC S7-400 PLC</p><p>　　S7-400 PLC是用于中、高檔性能范圍的可編程序控制器。適用于對可靠性要求極高的大型復雜的控制系統(tǒng)。</p><p&g

57、t;　　本設計選用SIMATIC（西門子）S7-300 PLC。</p><p>　　3.1.1西門子S7-300型PLC</p><p>　　西門子S7-300屬于模塊式PLC，主要由機架、電源模塊（PS）、中央處理單元（CPU）、信號模塊（SM）、通信處理器（CP）、功能模塊（FM）、接口模塊（IM）組成。</p><p>　　圖3-2 S7-300基本結構圖&

58、lt;/p><p>　　S7-300 PLC具有以下顯著的特點：</p><p>　?。?）循環(huán)周期短、處理速度高</p><p>　?。?）指令集功能強大、可用于復雜功能</p><p>　?。?）產品設計緊湊、可用于空間有限的場合</p><p>　?。?）模塊化結構、適合密集安裝</p><p&g

59、t;　?。?）有不同檔次的CPU、各種各樣的功能</p><p>　?。?）模塊和I/O模塊可供選擇</p><p>　?。?）無需電池備份，免維護，可在惡劣氣候條件下露天使用的模塊類型。</p><p>　　由于礦井提升機系統(tǒng)的復雜性和對安全可靠性的嚴格要求，并考慮到經濟成本問題，本設計采用CPU 315-2DP，其技術參數如表3-1所示。</p>

60、<p>　　表3-1 CPU 315-2DP技術參數</p><p>　　表3-2 SM321數字量輸入模塊技術參數</p><p>　　表3-3 SM322數字量輸出模塊技術參數</p><p>　　表3-4 SM331模擬量輸入模塊技術參數</p><p>　　表3-5 SM332模擬量輸出模塊技術參數</p>&

61、lt;p>　　高速計數模塊FM350-1的特點：</p><p>　?。?）計數通道數為1</p><p>　?。?）支持的信號：5V增量、24V增量、24V脈沖帶方向、24V脈沖和內部1MHz脈沖</p><p>　?。?）比較值個數：2個，DO點個數：2個</p><p>　?。?）支持的最高脈沖頻率可選，24V脈沖最高為200kH

62、z，5V差分信號是500kHz</p><p>　?。?）比較DO輸出支持“死區(qū)”功能</p><p>　?。?）支持鎖存(Latch)功能</p><p>　?。?）支持鎖存觸發(fā)(Latch/Retrigger)功能</p><p>　　（8）支持過程中斷和診斷中斷</p><p>　　表3-6 FM350-1接線

63、管腳定義</p><p>　　3.1.2 PLC的端口分配</p><p>　　圖3-3 S7-300模塊圖</p><p>　　S7-300的信號模塊的字節(jié)地址與模塊所在的機架號和槽號有關，位地址與信號線接在模塊上的哪一個端子有關。對于數字量模塊，從0號機架的4號槽開始,每個槽位分配4B（4個字節(jié)）的地址，相當于32個I/O點。最多可能有32個數字量模塊，共占用3

64、2*4B=128B。模擬量模塊以通道為單位，一個通道占一個字地址，或兩個字節(jié)地址。S7-300為模擬量模塊保留了專用的地址區(qū)域，字節(jié)地址范圍為IB256—767?？梢杂醚b載指令和傳送指令訪問模擬量模塊。一個模擬量模塊最多有8個通道，從256開始，給每一個模擬量模塊分配16B（8個字）的I/O模塊的字節(jié)地址。</p><p>　　表3-7 S7-300模塊地址</p><p>　　表3-8

65、PLC端口分配</p><p>　　3.2 PLC的布線</p><p>　　圖3-4 PLC的外圍接線圖</p><p>　　3.3信號檢測及顯示電路設計</p><p>　　3.3.1指示電路設計</p><p>　　本設計采用了AD16-22系列指示燈，AD16-22系列指示燈采用高亮度純色LED發(fā)光芯片為光源，

66、壽命長，耗能低，體積小，重量輕，頭部風格多樣，亮度高，可靠性好，造型美觀。為了更好的表示各種狀態(tài)，所涉及的指示如表3-9所示：</p><p><b>　　表3-9 指示說明</b></p><p>　　AD16-22B/R23和AD16-22B/G23指示燈的主要技術指標如下：</p><p>　　工頻耐壓：2.5KV(交流有效值 )，1mi

67、n。</p><p><b>　　絕緣電阻≥2MΩ。</b></p><p>　　交流指示燈允許電壓波動±20%。</p><p>　　連續(xù)工作壽命≥30000H。</p><p>　　光亮度≥100cd/㎡。</p><p>　　相比漏電起痕指數CTI≥100。</p>

68、<p>　　頭部防護等級IP65，可定制IP67。</p><p>　　使用頻率AC50～60Hz。</p><p>　　燈電壓AC.DC 24V。</p><p>　　圖3-5 指示電路原理圖 </p><p>　　3.3.2編碼器借口電路設計</p><p>　　為了顯示提升容器的運行速度和距離，我們需要

69、進行速度測量，本設計采用了歐姆龍公司生產的E6B2-CWZ6C型編碼器，與高速計數模塊FM350-1的連線圖如圖3-6所示。</p><p>　　圖3-6 編碼器接口電路原理圖</p><p>　　接線時，根據顏色進行區(qū)分。各顏色含義如表3-10所示。</p><p>　　表3-10 旋轉編碼器的端子分配</p><p>　　表3-11 E6

70、B2-CWZ6C型編碼器技術參數</p><p>　　3.3.3位置信號檢測電路設計</p><p>　　在提升機運行的過程中，由于要實現(xiàn)變速，需要檢測下過卷、啟動加速、勻速、一次減速、爬行勻速、二次減速制動、上過卷信號。本設計采用TCK－1型磁開關來檢測這些信號。TCK－1型磁開關，又稱單點磁性開關。當外界有磁場作用于傳感器時，開關動作。用于多繩和單繩提升機作磁性井筒開關，也適用于其他機

71、械設備作磁性接近開關。它使用了先進的弱磁傳感器和微電子器件，具有高的磁靈敏度、高的分辨率和寬的反應頻率。電路設計采用了高抗干擾技術。輸出有交流固體開關和電磁繼電器觸點兩種方式。輸出開關容量大。系統(tǒng)設計采用了高可靠技術。每種功能都設置了兩套電路，并聯(lián)連接。只要不是相同功能的兩電路同時失效，開關可以正常工作。產品有通用型和防爆型兩類，適用于各種礦井。 TCK磁性開關由于綜合采用了一系列先進技術，所以取得了較高的技術指標和性能，能在礦井井筒中

72、不用維修、安全可靠地工作。TCK磁性開關是保護提升機安全運行的一種新型井筒開關。</p><p>　　表3-12 TCK－1主要技術參數</p><p>　　永磁鐵磁場源使用方法:把專用永磁鐵固定在提升容器側壁上,磁性開關安裝在井筒罐道梁、井口或井架定點位置上，使開關端面?zhèn)鞲衅鲗χ盆F上下運行軌道空間。提升過程中，容器上的磁鐵運行到達磁性開關位置時，開關動作，發(fā)出減速、停車等位置信號。這種

73、用法磁場源是永磁鐵，作為動件，磁性開關作為靜件,和機械式碰撞開關作用一樣,但無機械接觸,而是靠磁場作用。 永磁鐵磁場法動作距離大，能達到500mm，定位精度高，位置重復誤差小于5mm，而且與提升速度無關。這種做法配套使用TS型和TNS型專用永磁鐵，要求不同動作距離，請按表3-13配套選用相應的永磁鐵。</p><p>　　表3-13永磁鐵的選型</p><p>　　一般應用只要一塊永磁鐵，

74、在一個定點位置安裝一臺磁開關，使用多個開關可以得到準確的多點位置信號。</p><p>　　位置信號檢測電路的原理圖如圖3-7所示。</p><p>　　圖3-7 位置信號檢測電路原理圖</p><p>　　4變頻器控制電路設計</p><p>　　變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將電壓和頻率恒定的工頻電源變換為電壓和頻率可調的變頻電源。

75、通用變頻器主要采用交－直－交方式，先把工頻交流電源通過整流器轉換成直流電源，然后再把直流電源轉換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機。通用變頻器通常都是由主回路和控制回路兩部分組成。主回路包括整流部分、直流環(huán)節(jié)、逆變環(huán)節(jié)、制動或回饋環(huán)節(jié)等部分；控制回路主要處理變頻器的核心軟件算法、電流電壓信號檢測傳感、控制信號的輸入/輸出、電路驅動和電路保護。</p><p>　　圖4-1 變頻器的基本結構

76、 </p><p>　　變頻器按中間直流環(huán)節(jié)方式分類：</p><p><b>　　(1)電流型變頻器</b></p><p>　　當交－直－交變壓變頻裝置的中間直流環(huán)節(jié)采用大電感濾波時，直流電流波形比較平直，因而電源內阻抗很大，對負載來說基本上是一個電流源，輸出交流電流是矩形波或階梯波，這類變頻裝置

77、叫做電流源型變頻器。</p><p><b>　　(2)電壓型變頻器</b></p><p>　　在交－直－交變壓變頻裝置中，當中間直流環(huán)節(jié)采用大電容濾波時，直流電壓波形比較平直，在理想情況下是一個內阻抗為零的恒壓源，輸出交流電壓是矩形波或階梯波，這類變頻裝置叫做電壓源型變頻器。</p><p>　　4.1變頻器的基本原理</p>

78、<p>　　交流調速系統(tǒng)的控制量最基本上是轉矩、速度、位置，根據不同的用途適當組合可構成各種閉環(huán)系統(tǒng)。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，在電機氣隙內會產生一個旋轉磁場，其旋轉速度為同步轉速</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中——定子繞組電源頻率;</p><p><b&g

79、t;　　P—電機磁極對數。</b></p><p><b>　　異步電動機轉差率</b></p><p><b>　　（4-2）</b></p><p><b>　　則異步電動機轉速</b></p><p><b>　?。?-3）</b><

80、;/p><p>　　由上式可知，異步電動機調速方法有如下幾種</p><p>　　a.變同步轉速:變極p、變頻、</p><p>　　b.變轉差率s:定子調壓、轉子串電阻、電磁轉差離合器、串極調速。</p><p>　　在變頻調速領域，異步電機的控制方式多種多樣，但從轉矩的響應性和過渡特性來看，變頻調速的控制方式分為以下幾種:</p>

81、<p><b>　　①U/F控制</b></p><p>　　U/F控制是交流電機最簡單的一種控制方法，通過控制過程中始終保持U/F為常數，來保證轉子磁通的恒定。然而U/F控制是一種開環(huán)的控制方式，速度動態(tài)特性較差，電機轉矩利用率低，控制參數(如加/減速度等)還需要根據負載的不同來進行相應的調整，特別是低速時由于定子電阻和逆變器等器件開關延時的存在，系統(tǒng)可能會發(fā)生不穩(wěn)定現(xiàn)象。這

82、種控制方式多用于調速精度不高的場所。</p><p><b>　?、谵D差頻率控制</b></p><p>　　轉差頻率控制是檢測異步電動機的轉速，對轉差頻率采取閉環(huán)控制。與U/F控制相比，調速精度要求較高，且系統(tǒng)容易穩(wěn)定，即能在寬廣的調速范圍內，將電動機的轉矩、功率因數及效率控制在最佳狀態(tài)。但是采用此法的電動機調速系統(tǒng)只能是單機運行，同時轉差頻率控制未能實施對電機瞬時

83、轉矩的閉環(huán)控制，盡管這種系統(tǒng)的靜態(tài)精度較高，但由于快速性較差，故適用于對響應的快速性要求不高的系統(tǒng)。</p><p><b>　　③矢量控制</b></p><p>　　矢量控制是一種建立在轉子磁鏈定向的基礎上，通過一系列的坐標變換，實現(xiàn)電機定子電流轉矩分量和磁通分量的解藕的控制方法，可以將作為控制對象的感應電機當作直流電機來進行控制，實現(xiàn)對瞬時轉矩的控制。目前，實用

84、中多采用轉差頻率矢量控制，由于其沒有實現(xiàn)直接磁通的閉環(huán)控制，無需檢測出磁通，因而容易實現(xiàn)。但是其控制器的設計在某種程度上依賴于電機的參數，為了減少控制上對電機參數的敏感性，已經提出了許多參數辨識、參數補償和參數自適應方案，收到了較好的效果。</p><p><b>　?、苤苯愚D矩控制</b></p><p>　　直接轉矩控制(DTC)也是一種轉矩閉環(huán)控制方法，其克服了

85、坐標變換和解禍運算的復雜性，直接對轉矩進行控制，通過轉矩誤差、磁通控制誤差，按一定的原則選擇逆變器開關狀態(tài)，控制施加在定子端的三相電壓，調節(jié)電機的轉速和輸出功率，達到控制電機轉速的目的。由于DTC直接著眼于轉矩控制，對轉子參數變化表現(xiàn)為狀態(tài)干擾而非參數干擾，DTC方法比矢量控制方法具有較高的魯棒性。但是DTC也存在不足之處，其最大的困難就在于低速性能不理想。</p><p>　　4.2變頻器的選型及外圍電路設計&

86、lt;/p><p>　　4.2.1西門子MM440變頻器</p><p>　　MICROMASTER 440變頻器適用于各種變速驅動裝置。由于它具有高度的靈活性因而可以在廣泛的領域得到應用。它尤其適合用于吊車和起重系統(tǒng)、立體倉儲系統(tǒng)、食品、飲料和煙草工業(yè)以及包裝工業(yè)的定位系統(tǒng)。</p><p><b>　　主要特征：</b></p>

87、<p>　　①調試簡單；②模塊化的結構，因而其配置具有最大的靈活性；③6個可編程，帶隔離的數字輸入；④2個可標定的模擬輸入(0V至10V, 0mA至20mA)，它們也可作為第7和第8個數字輸入；⑤2個可編程的模擬輸出(0mA 至 20mA)；⑥3個完全可編程的繼電器輸出 (30V 直流/5A ，阻性負載；250V交流 /2A，感性負載)；⑦當使用較高的開關頻率時，電機可以低噪音運行(在開關頻率較高的情況下，要降格使用)；⑧完

88、善的變頻器和電動機保護功能</p><p><b>　　保護功能：</b></p><p>　　①過載能力；②過壓/ 欠壓保護；③變頻器過溫保護；④使用PTC 通過數字輸入實現(xiàn)電動機過熱保護；⑤接地故障保護；⑥短路保護；⑦電動機過熱保護；⑧閉鎖電動機保護；⑨防止電動機失速；⑩參數聯(lián)鎖</p><p>　　表4-1 MICROMASTER 440

89、 變頻器的技術數據</p><p>　　4.2.2變頻器的外圍電路設計</p><p>　　圖4-2 變頻器的外圍電路設計</p><p>　　4.3變頻器的參數設置</p><p>　　通常一臺新的MM440變頻器一般經過如下三個步驟進行調試:</p><p>　　參數復位，是將變頻器參數恢復到出廠狀態(tài)下的默認值的操

90、作。一般在變頻器出廠和參數出現(xiàn)混亂的時候進行此操作。</p><p>　　快速調試狀態(tài)，需要用戶輸入電機相關的參數和一些基本驅動控制參數，使變頻器可以良好的驅動電機運轉。一般在復位操作后，或者更換電機后需要進行此操作。</p><p>　　功能調試，指用戶按照具體生產工藝的需要進行的設置操作。這一部分的調試工作比較復雜，常常需要在現(xiàn)場多次調試。</p><p>　　

91、（1）參數復位：如圖4-3所示。</p><p><b>　　圖4-3 參數復位</b></p><p>　　（2）快速調試：指通過設置電機參數和變頻器的命令源及頻率給定源，從而達到簡單快速運轉電機的一種操作模式。如表4-2所示。</p><p><b>　　表4-2 參數設置</b></p><p&g

92、t;　?。?）功能調試：根據需要設置控制的方式和各種工藝參數。</p><p><b>　　①開關量輸入功能</b></p><p>　　MM440包含了六個數字開關量的輸入端子，每個端子都有一個對應的參數用來設定該端子的功能。</p><p>　　表4-3 開關量輸入參數設置</p><p><b>　　說明

93、：</b></p><p>　　1. 開關量的輸入邏輯可以通過P0725 改變</p><p>　　2. 開關量輸入狀態(tài)由參數r0722 監(jiān)控，開關閉合時相應筆劃點亮</p><p><b>　　②開關量輸出功能</b></p><p>　　可以將變頻器當前的狀態(tài)以開關量的形式用繼電器輸出，方便用戶通過輸出繼

94、電器的狀態(tài)來監(jiān)控變頻器的內部狀態(tài)量。而且每個輸出邏輯是可以進行取反操作，即通過操作P0748 的每一位更改。</p><p>　　表4-4 開關量輸出參數設置</p><p><b>　?、勰M量輸入功能</b></p><p>　　MM440變頻器有兩路模擬量輸入，相關參數以in000 和in001 區(qū)分，可以通過P0756 分別設置每個通道

95、屬性。</p><p>　　表4-5 模擬量輸入參數設置</p><p>　　說明：帶“監(jiān)控”是指模擬通道具有監(jiān)控功能，當斷線或信號超限，報故障F0080。</p><p><b>　?、苣M量輸出功能</b></p><p>　　MM440變頻器有兩路模擬量輸出，出廠值為0~20mA 輸出，可以標定為4~20mA 輸出

96、（P0778 ＝4 ），如果需要電壓信號可以在相應端子并聯(lián)一支500 歐姆電阻。需要輸出的物理量可以通過P0771 設置。輸出信號標定為0~50 Hz 輸出4~20mA。</p><p>　　表4-6 模擬量輸出參數設置</p><p><b>　?、荻喽嗡俟δ?lt;/b></p><p>　　多段速功能，也稱作固定頻率，就是設置參數P1000=3

97、的條件下，用開關量端子選擇固定頻率的組合，實現(xiàn)電機多段速度運行。通過二進制編碼選擇 + ON 命令（P0704 - P0706 = 17 ）方法實現(xiàn)。使用這種方法最多可以選擇7個固定頻率。本設計采用五段速即5個固定頻率，各個固定頻率的數值如表4-7所示。</p><p>　　表4-7 多段速功能參數設置</p><p>　?、尥＼嚭椭苿樱和＼囍傅氖菍㈦姍C的轉速降到零速的操作。</p

98、><p>　　表4-8 停車和制動參數設置</p><p>　?、咦詣釉倨饎雍筒蹲皆倨饎?lt;/p><p>　　自動再起動：變頻器在主電源跳閘或故障后重新起動的功能。需要啟動命令在數字輸入并且保持常ON才能進行自動再啟動。</p><p>　　捕捉再起動：變頻器快速地改變輸出頻率，去搜尋正在自由旋轉的電機的實際速度。一旦捕捉到電機的速度實際值，使電

99、機按常規(guī)斜坡函數曲線升速運行到頻率的設定值。</p><p>　　表4-9 變頻器再啟動參數設置</p><p><b>　　4.4制動控制回路</b></p><p>　　礦井提升機制動裝置是礦井提升機的重要保護裝置。制動裝置的作用可歸納為：</p><p>　?、僭谔嵘K了或提升機不工作時，可靠地閘住提升機；<

100、/p><p>　?、谧鳛榘踩珯C構，在發(fā)生緊急事故時，對提升系統(tǒng)進行保護；</p><p>　?、蹖﹄p卷筒提升機，在打開調繩離合器，更換水平、調節(jié)繩長時，能閘住活卷筒、松開死卷筒，以便進行調繩操作。</p><p>　　現(xiàn)在礦井提升機的制動裝置多為盤式閘制動系統(tǒng)，它主要由制動器和液壓站組成。盤形制動器是應用于礦井提升機剎車系統(tǒng)的液壓執(zhí)行機構，準確的名稱應為：常閉式后置油

101、缸盤形制動器，目前采用較多的是后置式油缸，在提升機啟動時，液壓站輸出壓力油打開制動器，提升機開始工作，工作制動時，液壓站根據工況升高或降低壓力，制動器就會提供與之相反的制動力，在事故狀態(tài)下，液壓站壓力回到殘壓，制動器以最大制動力在最短時間內讓提升機停車．盤形制動器是礦井提升機制動系統(tǒng)的重要部件，用于工作制動和安全制動。</p><p>　　表4-10 YZ型液壓制動器技術參數表</p><p&

102、gt;　　液壓站主要由油箱、電接點壓力溫度計、網式過濾器、電動機、紙質濾油器、壓力表、電液調壓裝置、電磁閥、溢流閥、減壓閥、彈簧蓄力器等部件組成。</p><p>　　液壓站主要用于控制盤形制動器，其主要作用是：</p><p>　?、倏梢詾楸P形制動器提供不同油壓值的壓力油，以獲得不同的制動力矩。</p><p>　?、谠谑鹿薁顟B(tài)下，可以使制動器的油壓迅速降到預先調

103、定的某一值，經過延時后，制動器的全部油壓迅速回到零，使制動器達到全制動狀態(tài)。</p><p>　　③用于單繩雙筒提升機的液壓站供給控制提升機調繩裝置所需要的壓力油。</p><p>　　本設計采用RH-6.3型提升機盤式制動器高可靠性液壓站。</p><p>　　圖4-4 液壓站系統(tǒng)配置圖</p><p>　　圖4-5 液壓站系統(tǒng)原理圖<

104、;/p><p>　　1 電動機 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 電接點壓力表 11 單向節(jié)流閥 12 蓄能器 13 制動器油缸 G1—G7 二位二通電磁閥 G8、G9三位四通電磁閥</p><p>　　表4-11 液壓站各電磁閥工作狀況</p><p>　　液壓站的工

105、作過程主要包括兩方面的內容：工作制動和安全制動。液壓站采用可編程控制器（PLC）控制，其工作原理根據液壓站動作過程進行編程，電磁閥的動作狀態(tài)如表4-11所示。</p><p><b>　?。?）正常工作制動</b></p><p>　　當提升機開車時，給液壓站的電動機1供電，油泵2啟動，液壓站中的電磁閥由可編程控制器（PLC）控制，G1、G2、G3、G4、G6、G7通

106、電（動作狀況見表），司機推動可調閘手柄，提升電控系統(tǒng)發(fā)出一個增大的電壓值，這個電壓進入液壓站電控柜中的放大板，并控制電液比例溢流閥4來調整系統(tǒng)壓力，使系統(tǒng)油壓增大到一定值。壓力油一部分進入A、B管打開提升機制動器，提升機即可開車運行；另一部分壓力油進入蓄能器13，為安全制動儲備壓力能。當提升機停車時，操作人員拉回可調閘手柄，提升電控系統(tǒng)發(fā)出一個減小的電壓值，使系統(tǒng)油壓減小，完全拉回手柄，PLC控制電磁閥G6、G7斷電，系統(tǒng)油壓降為零，制

107、動住提升機，等待下一次提升。</p><p><b>　?。?）安全制動</b></p><p>　　安全制動分為兩種情況：一種是提升容器運行在井筒中時，提升機出現(xiàn)緊急情況時的井中安全制動；另一種是提升容器已經接近井口時，提升機出現(xiàn)緊急情況時的井口安全制動。</p><p>　　①井中安全制動：提升機出現(xiàn)緊急情況時，AC接點信號閉合，為滿足制動

108、減速度的要求，采用二級制動。這時液壓站中電動機1斷電，油泵2停止供油，電磁閥由可編程控制器（PLC）控制，G1、G2、G6、G7斷電（動作狀況見上表），B管中的油壓降為零，由B管控制的一半制動器施閘，產生制動力矩；而控制A管的電磁閥G3、G4依舊通電，G5通電，這時A管和溢流閥9以及蓄能器13相通，使管路產生和溢流閥9相對應的并維持穩(wěn)定的油壓值，由A管控制的另一半制動器也施閘產生相應的制動力矩。兩部分制動力矩之和要滿足制動減速度的要求，

109、這就是第一級制動。G5、G3、G4經可編程控制器（PLC）延時一定時間后斷電，所有制動器全部施閘，使提升機停車，這是第二級制動。</p><p>　?、诰诎踩苿樱禾嵘龣C出現(xiàn)緊急情況時，為了防止惡性事故的發(fā)生而采用井口安全制動。提升容器到位信號已經閉合，AC接點信號閉合，液壓站中電動機1斷電，油泵2停止供油，電磁閥由可編程控制器（PLC）控制，G1、G2、G3、G4、G6、G7斷電（動作狀況見上表），A、B管的

110、油壓迅速降為零，所有制動器全部施閘，制動住提升機。</p><p>　　調繩功能：當提升絞車需要調繩時，打到“離開”按鈕時，這時電動機、電磁閥G8通電，調整可調閘手柄，使系統(tǒng)壓力上升，將離合器打開；打到“調繩”按鈕，此時電磁閥G2、G6、G7通電，調整可調閘手柄，系統(tǒng)壓力上升，固定卷筒的閘打開，可動車進行調繩；調繩完畢，打到“合上”按鈕，此時電磁閥G9通電，其余電磁閥斷電，離合器復位合上。</p>

111、<p>　　（3）電磁閥檢測信號：液壓站中每一個電磁閥都有一個閥芯檢測傳感器，當電磁閥正常工作，而閥芯沒有到位或被卡，檢測傳感器會發(fā)出故障信號，并通過可編程控制器（PLC）報警并在液晶屏上顯示發(fā)生故障的電磁閥，以便對其進行維修。</p><p>　?。?）過壓報警：當液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障，壓力超出系統(tǒng)設定值時，過壓電接點壓力表接點閉合，產生報警信號，對液壓系統(tǒng)及制動裝置起到保護，且便于維修。</p&g

112、t;<p>　　（5）壓差報警信號：當慮油器出現(xiàn)阻塞時會出現(xiàn)進出口壓力差，此時慮油器上的壓差開關動作，在液晶屏上產生故障報警信號，以便對其進行維修。</p><p>　?。?）溫度報警信號：當油箱7中的液壓油溫度過高，溫度報警信號閉合，并通過PLC及液晶屏報警或顯示故障模式。</p><p><b>　　主要技術參數：</b></p>&l

113、t;p>　　最大工作油壓 6.3 MPa</p><p>　　油泵最大供油量 14 L/min</p><p>　　一級制動油壓值 0～5 MPa</p><p>　　二級制動延時時間 0～10