pc—可編程序控制器在礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)中應(yīng)用的研究

1、第 l 3 卷 第 4 期 山東礦 業(yè) 學(xué) 院 學(xué) 報(bào) 19 9 4 年 1 2 月J OURNALOFS HANDONG M 1 NI NG I NS TI TUTEV 0 1 ． 1 3N o - 4De c ． 1 9 9 4P C一可 編 程 序 控 制 器 在 礦 井 提 升 機(jī) 控 制 系統(tǒng) 中應(yīng) 用 的 研 究 ! 蘭 ! —傅 桂 興 7、／ ， 7． ． — ——一 一，’‘ 。／ 一( 機(jī) 電 子 工 程

2、未)摘 要 本文介 紹 了礦 井提 升 機(jī) 采用 P C 控 制 的優(yōu) 越性 ， 采 用 P C 控制 的提 升 系嬈 ， P C選 型 ， 梯 形囤設(shè) 計(jì) ． I ／ 0 騎 八、 轉(zhuǎn) 出接 口電路 等。關(guān)鍵詞 程 序控 制 j程 序設(shè) 計(jì) F過(guò)程 控 制 j提 升設(shè) 奮 自 由訶 樣 囤中圉 分類 號(hào) T P 2 7 3．1 問(wèn) 題 的提 出 ．搠 機(jī) 礦井提升機(jī)是 聯(lián)系井下與地面 的重 要工具 。 礦井提 升機(jī)起 動(dòng)頻 繁 ． 負(fù)

3、荷變 化大 ， 運(yùn)行 速度 要求 嚴(yán)格 ， 這就 必須 配備具 有良好性 能的控制設(shè)備和保護(hù)裝置 。交 流 提 升 機(jī) 在 運(yùn) 行 中 ， 較 難 解 決 的 問(wèn) 題 是 電動(dòng) 機(jī) 轉(zhuǎn) 子 電阻 的 串入 和 切 除 的 控制 電 動(dòng) 機(jī) 在 啟動(dòng)時(shí)串入 電阻 ， 隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的提高 ． 串入電阻要逐步 切除 ， 正常運(yùn)行 時(shí)全 部切 除 。 要求每 一 段 的切除必須合理 、 準(zhǔn)確 ． 否則將不能正常運(yùn)行 ， 嚴(yán)重時(shí)將停機(jī)或 因電流

4、過(guò)大而燒壞 電機(jī) 在接觸器控制 系統(tǒng) 中 ， 電阻的切除 由時(shí)間繼 電器控 制 ， 而 時(shí)間繼 電器的計(jì) 時(shí) ， 往 往不能做 到十 分準(zhǔn)確 ． 即有一定 的誤差 范 圍。 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(jī)的 正常 運(yùn)行帶來(lái) 了許 多困難 。提升機(jī)在運(yùn)行 中 ， 另外 一個(gè)難 解決的問(wèn)題 是 ， 對(duì) 提升機(jī)機(jī)械 設(shè) 備故 障的及早 檢測(cè)和 報(bào)警 。例如 ， 鋼絲繩 的斷裂 及兩

5、條鋼絲 繩長(zhǎng)度 的不一致等 這些問(wèn)題若 不能 及早發(fā) 現(xiàn) ， 均會(huì)造 成很 大的 事故 。 對(duì)于過(guò)卷 、 蹴罐等故障的防止和處理 ， 目前有許多種方法 ， 但這些方法 的講不是十 分 完 美 的 。 這些 安全 保 護(hù) 中存 在 的 問(wèn)題 ， 都 不 同 程 度 的 影 響 著 生 產(chǎn) ， 需要 盡 快 加 解 決 2 采 用 P C控 制 的優(yōu) 越 性 P C可編 程序控制器是一種采 用微 電腦技術(shù) 的控 制裝置 ， 專為 工業(yè) 環(huán)

6、境 中應(yīng)用而 設(shè)計(jì)的 。它采 用可編程序的存貯器 ， 用 以存 貯邏 輯運(yùn)算 、 順 序控 制 、 定 時(shí) 、 計(jì) 數(shù)和算術(shù) 運(yùn)算等操 作指令 。幔 稿 日期 ： 1 帥3 —1 0 —2 8維普資訊 http://www.cqvip.com ●斗 翥 第4 期 陳 新 華 等 ： P c一 可 編 程 序控 制 器 在 礦 井 提 升 機(jī) 控 制 束統(tǒng) 中應(yīng) 用 的研 究 4 0 54 采 用 P C控 制 4 ． 1 控 制 方

7、式 上述 提升機(jī) 控制 系統(tǒng) ， 若采用 P C控 制 ， 可以采用兩 種控制 方式 。 一是 半 自動(dòng)化 的控制 系 統(tǒng) ， 該系統(tǒng) 保 留原 來(lái)繼 電接觸 器 控制 的手動(dòng)主 令控 制器 部分 ， 以原 來(lái)的 電氣 控制 線路 圖 為基 礎(chǔ) ， 改進(jìn) 成 為 P C 的梯 形 圖而設(shè)置 的控制 。 保 留原來(lái) 的電流 延時(shí)控制 功能 ， 其 電流 延時(shí)功能 為 自動(dòng) 控制 。 這種控制 方式 ， 適 合于下放特別 負(fù)荷 的重物 ，

8、或 者在 空載 時(shí)采用 手動(dòng)與 自動(dòng)相結(jié) 合 的方式 ， 即半 自動(dòng)化控制方式進(jìn) 行。 二是全 自動(dòng)化 控制 系統(tǒng) ， 該系統(tǒng)去掉 了手 動(dòng)主令控制器 ， 采 用全 自動(dòng)的 控制方式 ， 其特點(diǎn)是 自動(dòng)化 程度 高 ， 使 用方便 。 其進(jìn) 出線方式保持不變 ( 與半 自動(dòng)化 相同 ) ， 只需用 自動(dòng)控制 和半 自動(dòng) 控制的轉(zhuǎn)換 開(kāi)關(guān) S B， 并通過(guò) P C內(nèi)部程 序的 改變 ， 使 其控制 功 能 改 變 罷 了 。在提 升機(jī) 控

9、制系統(tǒng) 中 ， 事關(guān)重要 的是保 護(hù)系 統(tǒng) ． 采 用 P C控制 ， 將會(huì) 更 加安 全可靠 。 例如 ，可以利用 超聲波或 霍爾元件傳 感器 把提 升機(jī) 中鋼絲繩 的斷裂 檢測(cè) 出來(lái) ， 把 這些 信號(hào)經(jīng) 過(guò)處理 送 給 P C的 A／ D輸 入模塊 ， 經(jīng)過(guò) P C的軟件處 理 ， 再給 P C的 D ／ A輸 出模塊 ， 通過(guò)一定 的 電路 顯示出來(lái) ， 并 對(duì)提 升機(jī)發(fā) 出相應(yīng) 的控制命令 該 系統(tǒng) 除 了保 留原來(lái)的繼 電

10、接觸控制 系統(tǒng) 的控制 保 護(hù)功能外 ， 還 利用 了 P C得天獨(dú)厚 的特點(diǎn)—— 具有輔 助特殊功 能的 內(nèi)部繼 電器 。 如前 面所 述 的 異常 事故的禁止輸 出輔 助繼 電器 ， 在緊急 狀態(tài)下 ， 使 P C全部輸 出禁止 ， 實(shí) 現(xiàn)了故 障保護(hù) 。 另 外 ， 還利用停 電記憶 功能的輔助繼 電器 ， 保證 在 電源恢 復(fù) 時(shí)接 著原 來(lái)的程 序往下運(yùn)行 ， 這樣就 使提升 機(jī)運(yùn) 行效率大 大提 高 ， 安 全系數(shù)也 相應(yīng)提

11、高 。 這 些都是 其他控制所不 能 比的 。4 ． 2P C類 型 的 選 擇 目前 P C 的 種 類 很 多 ， 按 其 輸 入 輸 出 方 式 分 有 直 流 和 交 流 兩 種 輸 入 方 式 ； 有 繼 電 器 輸 出( R) ， 晶 體管 輸 出( T) ， 雙 向可控硅輸 出 ( s ) 三種輸 出方 式 。 按 其功能 又分 為低檔 、 中檔 、 高檔 三 種 按接 點(diǎn)數(shù) 多少 又分 為小 型 、 _ 中型 、 大

12、型三種 。 一般 小型低 檔 的 P C僅能 實(shí)現(xiàn) 對(duì) 開(kāi)關(guān)量 的控 制 ， 中檔和高 檔 、 中型 和大型的 P C才能實(shí)現(xiàn)對(duì) 模擬量 的控制 ， 并且 具有聯(lián) 網(wǎng)通 訊 ， 各種運(yùn) 算 ，高級(jí)語(yǔ)言等 多種功能 。具體在提升機(jī) 中選用那種型號(hào) 的 P C， 要 視控制系統(tǒng)的情 況及經(jīng)濟(jì) 實(shí) 力而定 。我 們選用 的是蘇 州 電子計(jì)算機(jī) 廠生產(chǎn)的 Yz —P cl O 型模塊式 可編 程序控制器 ， 交 流輸 入 方式 ， 輸入 電壓

13、為1 l O 一2 2 0， 繼 電器輸 出方式輸 出 ． 電壓 為2 2 0 V交 流 ， 選 用 了5 塊模塊 ， 共 4 0個(gè)接 點(diǎn) 。這種類型的 P C與 國(guó)外 同類型的 P C性能類 同 ． 它 可 以完成開(kāi)關(guān)量 的邏 輯運(yùn)算和控 制 ， 有 計(jì)時(shí) 、 計(jì)數(shù) 、 移位寄存器 、 主控制器 、 步控 制器 、 鎖存器 及在線監(jiān)視等功能 。 它采用繼 電器梯形 圖 和符 號(hào)表語(yǔ) 句編 程 ． 而且 其性 能／ 價(jià)格 比高 ， 在小

14、 型提 升機(jī)的控 制 系統(tǒng) 中能起到 很好 的控制作 用 ， 既經(jīng)濟(jì)又實(shí) 用， 因此這種選 擇方 案是 非常可行的 。4 ． 3P C控制 的 I ／ O 硬件 電路 的設(shè) 計(jì) 由于 實(shí) 際的控 制 系統(tǒng) 的輸 入接 點(diǎn)有 l 5 個(gè) ． 輸 出接 點(diǎn) 有7 個(gè) ， 共有 2 3 個(gè)接 點(diǎn) 。 現(xiàn)選 用 Yz — P C 1 0 型 P C， 5 個(gè)模塊 ， 其 接點(diǎn)為4 0 個(gè) 。 這 臺(tái) P C輸入 16 個(gè)點(diǎn) ， 輸 出為2 4