畢業(yè)設(shè)計(jì)---基于PLC的礦井提升機(jī)后備保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc

本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）基于PLC的礦井提升機(jī)后備保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué) 院（系）： 機(jī)電信息工程學(xué)院 專 業(yè)： 電子信息工程 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 06021629 指 導(dǎo) 教 師： 評(píng) 閱 教 師： 完 成 日 期： 2010-6-4 基于PLC的礦井提升機(jī)后備保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要礦井提升機(jī)是礦山的大型固定設(shè)備之一。主要提升煤炭、矸石、升降人員、下放物料和設(shè)備等，它連通礦井上、下的樞紐。它能否正常運(yùn)行，對(duì)礦井的煤炭生產(chǎn)及井下礦工的生命安全起著重要的作用。因此，礦井提升機(jī)要求配備良好的控制設(shè)備和保護(hù)裝置。通過(guò)分析監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)及需求，采用西門子公司的S7-200系列的最高級(jí)型號(hào)CPU226 PLC作為系統(tǒng)的主控裝置，還采用了與處理器配套的擴(kuò)展模塊。系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)功能為：通過(guò)編碼器進(jìn)行行程與速度的監(jiān)測(cè)；為提升機(jī)整個(gè)運(yùn)行過(guò)程提供超速保護(hù)；提供過(guò)卷、松繩、提升錯(cuò)向等多個(gè)保護(hù)；可以實(shí)現(xiàn)誤差校正；在安全制動(dòng)時(shí)可以實(shí)現(xiàn)恒減速制動(dòng)文中著重對(duì)綜合后備保護(hù)裝置的硬件和軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析和說(shuō)明，其中軟件設(shè)計(jì)是該裝置的核心部分。該套基于PLC技術(shù)的礦井提升機(jī)綜合后備保護(hù)裝置，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明完全達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求，且操作界面直觀而友善，擴(kuò)展性強(qiáng)，為礦井提升機(jī)的安全有效運(yùn)行提供了可靠的保障。關(guān)鍵詞：PLC 提升機(jī) 后備保護(hù) - I -基于PLC的礦井提升機(jī)后備保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)The Design of the Backup Protective System of Mine Hoist Based on PLCAbstractMine hoister is one of the big equipmentIt mainly lifts coal mineral lifts people and puts matter and equipmentIt connects the crossing of mine If it can work well ，It is importan t to the producing of coal and the safety of workersSo it asks good equipment and protecting equipment.The hard core of this equipment is the design of softwareThis paper first introduced the composition of the mine hoist and the requirements of the electric control system.Then we analyze the characteristics and needs of mine hoist monitoring system.Based on the requirements of the project we choose CPU226 PLC which is the most senior model of Siemens S7-200 series as the main system control device,and select the extended modules which support the processors expansion.Aiming at the deficiency of monitor strategy and protecting function of domestic monitoring devices,this system adds some new protection functions and creates a new method by changing the position of Speed-Reducing Point to control the hoisters speed.At the same time,combining the powerful functions of the processor as well as the convenience to directly collect field signal.This integrated backup protective equipment for PLC which is based on virtual instrument has been proved by experiment to achieve the requirement of design.The equipment,which has a clear and amicable interface and great expansibility,provides the operation ofmine hoister with safeguardKeyword: PLC hoister backup- IV -目 錄摘 要IAbstractII1.系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)- 1 -1.1 方案背景- 1 -1.2 方案論證- 1 -1.3 課題主要內(nèi)容- 2 -1.4 課題研究的意義- 2 -1.5 礦井提升機(jī)及后備保護(hù)系統(tǒng)概述- 2 -1.5.1 礦井提升系統(tǒng)的分類- 2 -1.5.2 礦井提升機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成- 2 -1.5.3 后備保護(hù)- 3 -2后備保護(hù)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)- 4 -2.1 總體方案- 4 -2.2 可編程控制器CPU226- 4 -2.3 I/O模塊- 6 -2.3.1 數(shù)字模塊- 6 -2.3.2 模擬模塊- 6 -2.4 傳感器- 7 -2.4.1 光電編碼器- 7 -2.4.2 光電編碼器在本系統(tǒng)中的應(yīng)用- 7 -2.4.3 PLC高速計(jì)數(shù)器原理- 8 -2.4.4 高速計(jì)數(shù)器在提升機(jī)速度檢測(cè)中的應(yīng)用- 8 -2.5 觸摸屏- 9 -2.6 液壓油壓力檢測(cè)- 10 -2.7 PLC對(duì)模擬信號(hào)的處理- 10 -2.7.1 模擬量輸入模塊- 10 -2.7.2 PLC對(duì)液壓油壓力的測(cè)量- 11 -2.7.3 PLC對(duì)電動(dòng)機(jī)電樞電流的測(cè)量- 11 -2.8 PLC控制系統(tǒng)硬件連接- 11 -2.8.1 PLC的輸入輸出信號(hào)分析- 14 -3軟件設(shè)計(jì)- 15 -3.1 總體方案- 15 -3.2 計(jì)數(shù)值處理- 17 -3.3 S7-200編程環(huán)境使用方法- 17 -3.4 各模塊程序梯形框圖- 19 -3.4.1 位置計(jì)算- 19 -3.4.2 速度計(jì)算- 19 -結(jié)論- 21 -參考文獻(xiàn)- 22 -附錄A PLC原理圖- 23 -附錄B 程序梯形圖- 24 -致謝- 26 -1.系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)1.1 方案背景礦井提升機(jī)是礦山生產(chǎn)過(guò)程中的大型關(guān)鍵設(shè)備，其任務(wù)是用于升降人員和設(shè)備、提升礦石以及下放材料等。礦井提升機(jī)的工作特點(diǎn)是在一定的距離內(nèi)，以較高的速度往復(fù)運(yùn)行，完成提升或下放任務(wù)。因此，礦山提升設(shè)備應(yīng)具有良好的機(jī)械特性、先進(jìn)的控制設(shè)備和晚上的保護(hù)裝置。它的性能和安全性之際營(yíng)銷采礦生和工人生命安全，工作過(guò)程中一旦發(fā)生機(jī)械或電氣故障，就會(huì)嚴(yán)重地威脅礦井的安全。損害設(shè)備，影響生產(chǎn)，甚至造成人身傷亡事故。雖然礦井提升機(jī)本身有一些保護(hù)措施，但由于采礦作業(yè)的復(fù)雜性，環(huán)境的惡劣性和研究的局限性，有些保護(hù)措施未達(dá)到預(yù)期效果，致使煤礦生產(chǎn)中仍有 不少由于提升系統(tǒng)造成的重大人員傷亡和設(shè)備損壞事故的發(fā)生，因此，素有“礦山咽喉”之稱。隨著技術(shù)的進(jìn)步?，F(xiàn)代話礦井的建設(shè)和對(duì)人生命的重視，人們對(duì)礦井提升機(jī)的安全可靠性提出了更高的要求。在我國(guó)，礦井提升機(jī)及其控制技術(shù)的安全性問(wèn)題，雖然一直被作為第一原則強(qiáng)調(diào)，然而在很長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，由于在理論研究上的差距，許多方面缺乏具體的技術(shù)措施，因而安全性得不到根本性的保障1。1.2 方案論證提升機(jī)后備保護(hù)器是確保煤礦安全生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備之一，它起到了運(yùn)行監(jiān)控保護(hù)作用。提升機(jī)后備保護(hù)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)中有兩種可行方案。這兩種方案分別是：方案一是以單片機(jī)為核心的控制系統(tǒng)，目前大多數(shù)企業(yè)均采用都是以MCS系列單片機(jī)為核心，裝置由8031單片計(jì)算機(jī)、固化控制程序和擴(kuò)展輸入/輸出口、傳感器、顯示部分、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電源等部分組成，能獨(dú)立于原提升系統(tǒng)，增加了多項(xiàng)后備保護(hù)功能。方案二是以PLC為核心的控制系統(tǒng)，這種由PLC（可編程序控制器）構(gòu)成的提升機(jī)后備保護(hù)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是：可高精度地實(shí)現(xiàn)對(duì)提升過(guò)程的程序控制；可實(shí)現(xiàn)對(duì)速度、電流矢量的數(shù)字變化，對(duì)提升機(jī)進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)；可實(shí)現(xiàn)行程、速度等重要參數(shù)及提升狀態(tài)的監(jiān)視；提高了系統(tǒng)的安全可靠性，降低了電力消耗2。與單片機(jī)相比PLC的功能完善，擴(kuò)展性能良好，易更新，且抗干擾能力強(qiáng)。正因?yàn)镻LC可靠性高，控制功能強(qiáng)，適用于惡劣的工業(yè)環(huán)境，并且維護(hù)方便，功能更改靈活，編程方便易學(xué)，本設(shè)計(jì)采用方案二。1.3 課題主要內(nèi)容本次設(shè)計(jì)的PLC采用西門子公司生產(chǎn)的SIMATIC S7-200系列，S7-200系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域?；赑LC的礦井提升機(jī)后備保護(hù)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)主要有以下幾部分組成：主控PLC單元，軸編碼器，壓力互感器，軟件設(shè)計(jì)當(dāng)面實(shí)現(xiàn)速度及行程監(jiān)控并顯示出數(shù)據(jù)，并采用PLC語(yǔ)言進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)了對(duì)提升機(jī)容器實(shí)時(shí)位置、運(yùn)行速度、提升法相、抱閘間隙等參數(shù)的監(jiān)控，并可將故障記錄分類存儲(chǔ)到專用數(shù)據(jù)庫(kù)中。1.4 課題研究的意義目前國(guó)外研制的后備保護(hù)裝置雖然性能好，不過(guò)價(jià)格上卻是一般煤礦企業(yè)所難以承受的。擁有這門技術(shù)的企業(yè)少之又少，鑒于東北地區(qū)僅有一家企業(yè)制造礦井提升機(jī)及其后備保護(hù)裝置，由此可見掌握這門技術(shù)是必不可少的。以PLC為核心的礦井提升機(jī)采用PLC語(yǔ)言來(lái)編寫的后備保護(hù)裝置，抗干擾能力強(qiáng)，性能穩(wěn)定，而且開發(fā)周期短，成本低，且靈活性能好，裝置保密性能強(qiáng)，人機(jī)界面采用觸摸鍵的形式，監(jiān)測(cè)保護(hù)功能完善，因此本文才用PLC作為核心來(lái)設(shè)計(jì)開發(fā)新型的提升機(jī)后備保護(hù)裝置。 1.5 礦井提升機(jī)及后備保護(hù)系統(tǒng)概述1.5.1 礦井提升系統(tǒng)的分類礦井提升設(shè)備的主要組成部分是：提升容器、提升鋼絲繩、提升機(jī)及拖動(dòng)控制系統(tǒng)、井架、天倫及裝載設(shè)備等3。由于提升容器及提升機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理不同，礦井提升設(shè)備可構(gòu)成不同提升系統(tǒng)，常見的提升系統(tǒng)有：主井箕斗提升系統(tǒng)、副井箕斗提升系統(tǒng)、多繩摩擦提升系統(tǒng)、斜井串車提升系統(tǒng)、斜井箕斗提升系統(tǒng)。1.5.2 礦井提升機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成礦井提升機(jī)的系統(tǒng)并非只是相面所示的提升機(jī)部分，還包括潤(rùn)滑系統(tǒng)、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、觀測(cè)和操縱系統(tǒng)、拖動(dòng)控制和自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)以及制動(dòng)系統(tǒng)等。1）潤(rùn)滑系統(tǒng)：再提升機(jī)運(yùn)行過(guò)程中不間斷的給軸承以及齒輪嚙合面壓送潤(rùn)滑油，保證軸承和齒輪的正常工作。2）機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)：由減速器和連軸承器組成。減速器用來(lái)減速并傳遞動(dòng)力；聯(lián)軸器用來(lái)連接提升機(jī)3）的旋轉(zhuǎn)部分，并向其傳遞動(dòng)力。4）觀測(cè)與操縱系統(tǒng)：包括操作臺(tái)、深度指示器等裝置。其中深度指示器可以顯示提升容器的所處的深度位置。5）拖動(dòng)控制和自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)：包括主拖動(dòng)電機(jī)和微拖動(dòng)電機(jī)、電器控制系統(tǒng)以及由PLC控制的保護(hù)系統(tǒng)。6）制動(dòng)系統(tǒng)：一般都是液壓制動(dòng)系統(tǒng)，包括制動(dòng)器和液壓傳動(dòng)裝置兩部分。制動(dòng)系統(tǒng)的功能就是使提升機(jī)卷筒剎車，停止提升機(jī)的運(yùn)行，它的可靠性直接關(guān)系到提升機(jī)的安全運(yùn)行4。制動(dòng)系統(tǒng)不但需要提升機(jī)停車時(shí)牢固的閘住提升機(jī)卷筒，還需要參與提升機(jī)的速度控制，保持提升運(yùn)行的速度不偏離預(yù)設(shè)的數(shù)值，同時(shí)在雙滾筒提升機(jī)中，制動(dòng)系統(tǒng)還被用來(lái)調(diào)節(jié)鋼絲繩的長(zhǎng)度5。1.5.3 后備保護(hù)礦井提升機(jī)本身帶有一些保護(hù)裝置，但由于監(jiān)控方法和手段的局限性以及礦井中相對(duì)惡劣的環(huán)境，常使這些保護(hù)裝置失效，人們?yōu)榱嗽鰪?qiáng)對(duì)提升機(jī)的保護(hù)，做出了許多嘗試，經(jīng)理論與實(shí)踐的證明，為提升機(jī)增加一套后備保護(hù)裝置是提高其安全性的非常有效的方法6。國(guó)內(nèi)外的后備保護(hù)裝置產(chǎn)品有許多種，但其都具備以下的后備保護(hù)功能：1）顯示功能提升容器位置(深度、斜坡長(zhǎng))顯示對(duì)容器在井筒中運(yùn)行位置進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示。速度顯示一動(dòng)態(tài)顯示提升容器在整個(gè)過(guò)程中的瞬時(shí)速度。提升次數(shù)顯示自動(dòng)記錄顯示提升機(jī)次數(shù)。2）保護(hù)功能等速段超速保護(hù)在等速段的瞬時(shí)速度超過(guò)最大提升速度15時(shí)，保護(hù)儀發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，并發(fā)出制動(dòng)信號(hào)。自動(dòng)減速容器到達(dá)減速點(diǎn)時(shí)，保護(hù)裝置發(fā)出自動(dòng)減速控制信號(hào)并有聲光提示。減速段保護(hù)在減速段對(duì)提升機(jī)瞬時(shí)速度實(shí)行包絡(luò)線保護(hù)，近井口實(shí)現(xiàn)限速保護(hù)。深度指示器失效保護(hù)深度指示器失效后，保護(hù)裝置發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，并且在接近井口時(shí)發(fā)出制動(dòng)信號(hào)。卡箕斗保護(hù)當(dāng)提升箕斗卡阻時(shí)發(fā)出保護(hù)控制信號(hào)，并伴有聲光報(bào)警。過(guò)卷保護(hù)當(dāng)提升容器超過(guò)正常終端位置的O5米時(shí)，發(fā)出制動(dòng)信號(hào)并有聲光信號(hào)提示。2后備保護(hù)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2.1 總體方案在工業(yè)控制中，PLC其應(yīng)用范圍廣、功能強(qiáng)大、使用方便。后備保護(hù)系統(tǒng)由PLC做主控制器，可編程控制器是有各模塊組成，這樣就可使后備保護(hù)系統(tǒng)的硬件組成模塊化，通過(guò)增加或減少模塊來(lái)滿足設(shè)計(jì)要求。礦井提升機(jī)后備保護(hù)系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。在本次設(shè)計(jì)提升系統(tǒng)后備保護(hù)裝置中，根據(jù)工程及性價(jià)比的要求，確定選用西門子公司生產(chǎn)的SIMATIC S7-200系列PLC。S7-200系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的肩帶控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。圖2.1 提升機(jī)后備保護(hù)系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖2.2 可編程控制器CPU226可編程控制器PLC(Programmable Logic Contrller)是專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的一種以微處理器為基礎(chǔ)，帶有指令存儲(chǔ)器和輸入輸出接口，綜合了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)的工業(yè)控制裝置，用于邏輯控制具有運(yùn)算功能強(qiáng)、控制精度高、擴(kuò)展容易、體積小、安裝調(diào)試方便等一系列優(yōu)點(diǎn)。S7-200系列是一種可編程序邏輯控制器（Micro PLCs）。它能夠控制各種設(shè)備以滿足自動(dòng)化控制需求。S7-200的用戶程序中包括了位邏輯、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、復(fù)雜數(shù)學(xué)運(yùn)算以及與其它智能模塊通訊等指令內(nèi)容，從而使它能夠監(jiān)視輸入狀態(tài)，改變輸出狀態(tài)以達(dá)到控制目的，CPU226是200系列中的最高系列，它包含有如下特性：1）它的指令集中提供了立即讀寫物理I/O點(diǎn)的指令。盡管通常情況下我們使用映像寄存器作為源地址和目的地址來(lái)訪問(wèn)I/O，但這些立即I/O指令卻允許我們直接訪問(wèn)真正的輸入、輸出點(diǎn)。2）如果使用了中斷，與中斷事件相關(guān)的中斷服務(wù)程序作為程序的一部分被保存。中斷程序并不作為正常掃描周期的一部分來(lái)執(zhí)行，而是當(dāng)中斷事件發(fā)生時(shí)才執(zhí)行（可能在掃描周期的任意點(diǎn)）。3）可以設(shè)定一個(gè)掃描周期的百分比用來(lái)處理運(yùn)行模式編輯或執(zhí)行狀態(tài)相關(guān)的通訊請(qǐng)求。4）它的輸出表允許您選擇STOP模式下的輸出狀態(tài)，是將已知值傳送到數(shù)字量輸出點(diǎn)，還是使輸出保持STOP模式之前的狀態(tài)。5）模擬量輸出表可以用來(lái)設(shè)置模擬量輸出點(diǎn)，指明在從運(yùn)行模式進(jìn)入停止模式后，是將已知值傳送至模擬量輸出點(diǎn)，還是使輸出保持停止模式之前的狀態(tài)。6）在掉電后仍然保持存儲(chǔ)區(qū)中的數(shù)據(jù)，您可以定義最多六個(gè)掉電保持區(qū)的地址范圍。7）為某些或者全部本機(jī)數(shù)字量輸入點(diǎn)選擇輸入濾波器，并為濾波器定義延遲時(shí)間（從0.2ms到12.8ms可選）。這一延遲時(shí)間有助于濾除輸入雜波，從而減小了輸入狀態(tài)發(fā)生意外改變的可能。8）為每個(gè)本機(jī)數(shù)字量輸入提供脈沖捕捉功能。脈沖捕捉功能允許PLC捕捉到持續(xù)時(shí)間很短的高電平脈沖或者低電平脈沖。9）提供了一個(gè)可以發(fā)紅光（系統(tǒng)故障LED）或黃光（診斷LED）的LED（SF/DIAG）。在用戶程序的控制下，或在某些特定情況下，診斷LED都能點(diǎn)亮，這些情況包括：I/O點(diǎn)或數(shù)據(jù)值被強(qiáng)制，或模塊發(fā)生I/O錯(cuò)誤。10）保留一份關(guān)于主要CPU事件的歷史歸檔，該歸檔帶有時(shí)間標(biāo)記，所歸檔的內(nèi)容包括：何時(shí)上電、CPU何時(shí)進(jìn)入運(yùn)行模式，以及何時(shí)出現(xiàn)致命錯(cuò)誤。在設(shè)置了實(shí)時(shí)時(shí)鐘之后，歸檔條目就會(huì)帶有正確的時(shí)間和日期。11）提供密碼保護(hù)功能，用以限制對(duì)特殊功能的訪問(wèn)。12）提供模擬電位器，模擬電位器位于模塊前蓋下面。您可以調(diào)節(jié)這些電位器來(lái)增加或者減小存于特殊存儲(chǔ)器中的值（SMB）。這些只讀值在程序中可用作很多功能，如更新定時(shí)器或計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值，輸入或修改預(yù)置值、限定值等。13）具有集成的高速計(jì)數(shù)功能，它能夠?qū)ν獠扛咚偈录?jì)數(shù)而不影響性能，支持高速脈沖輸出功能，其輸出點(diǎn)Q0.0和Q0.1可形成高速脈沖串輸出（PTO）或脈寬調(diào)制（PWM）。允許最大擴(kuò)展7個(gè)I/O模塊，有兩2個(gè)RS-485接口，緊湊的結(jié)構(gòu)、靈活的配置和強(qiáng)大的指令集使S7-200成為各種控制應(yīng)用的理想解決方案7。2.3 I/O模塊2.3.1 數(shù)字模塊本系統(tǒng)選用西門子EM223系列的數(shù)字量模塊作為輸入/輸出數(shù)字量模塊，此系列有多個(gè)型號(hào)，根據(jù)設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的一般思路，要為系統(tǒng)的輸入和輸出留出一定得余量，所以本系統(tǒng)選用EM 223的16輸入/16輸出數(shù)字量混合模塊。EM223數(shù)字量輸入/輸出模塊主要功能包括：最大連續(xù)電壓30DC，浪涌電壓35V DC時(shí)0.5秒；數(shù)字量輸入采用光電隔離，避免各通道間的互相干擾；采用非屏蔽電纜時(shí)傳輸長(zhǎng)度可以達(dá)到300m；采用屏蔽電纜時(shí)傳輸長(zhǎng)度可以達(dá)到500m；邏輯0信號(hào)最大5V DC，1mA；邏輯1信號(hào)最小15V DC，2.5mA；2線接近傳感器的連接最大1mA等。2.3.2 模擬模塊CPU226允許最大7個(gè)擴(kuò)展模塊的連接，為了滿足項(xiàng)目的實(shí)際需求，在實(shí)際應(yīng)用中總是數(shù)據(jù)的采集量多于輸出的控制量，所以選用模擬量通道數(shù)最多的輸入/輸出混合模塊EM235，它含有4個(gè)輸入通道和1個(gè)輸出通道。此模塊的輸入屬于高速12位模擬量輸入，它可以在149us內(nèi)將模擬信號(hào)輸入轉(zhuǎn)換成其對(duì)應(yīng)的數(shù)字量值。EM235提供一個(gè)未經(jīng)處理的數(shù)字值（未經(jīng)線性化或?yàn)V波），它對(duì)應(yīng)于模擬量輸入端處出現(xiàn)的模擬量電壓或電流8。由于這種模塊是高速模塊，它們可以跟蹤模擬量信號(hào)中的快速變化（包括內(nèi)部和外部噪聲）。對(duì)一個(gè)恒定或緩慢變化的模擬量輸入，由噪聲引起的信號(hào)讀數(shù)之間的差異，可通過(guò)對(duì)讀數(shù)值取平均值的方法使其影響為最小。但由于計(jì)算平均值而增加讀取信號(hào)的次數(shù)（即采樣次數(shù)），會(huì)相應(yīng)地降低對(duì)外部輸入信號(hào)的響應(yīng)速度。2.4 傳感器2.4.1 光電編碼器光電編碼器是一種新型的住宿及定位控制傳感器，它通過(guò)光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量，是目前應(yīng)用最多的傳感器9。光電編碼器是有光電碼盤和光電檢測(cè)裝置組成，光電碼盤是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個(gè)方形或圓形孔，發(fā)光元件和光敏元件 分置在光電碼盤兩側(cè)，而這組成的光電檢測(cè)裝置。光電編碼器結(jié)構(gòu)示意圖2.2所示：圖2.2 光電編碼器結(jié)構(gòu)示意圖光電碼盤與電動(dòng)機(jī)軸，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)光電A盤與電動(dòng)機(jī)同速旋轉(zhuǎn)，發(fā)光二極管發(fā)出的光時(shí)通過(guò)小孔照到光敏元件上，時(shí)而被圓盤阻擋，這樣光敏檢測(cè)元件就輸出若干脈沖波形的信號(hào)，經(jīng)放大、整形，通過(guò)高速計(jì)數(shù)器的對(duì)脈沖個(gè)數(shù)的監(jiān)測(cè)，計(jì)算出轉(zhuǎn)速及唯一。通過(guò)測(cè)量單位時(shí)間內(nèi)光電編碼器輸出脈沖的個(gè)數(shù)就能算出當(dāng)前電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，測(cè)量光電編碼器輸出脈沖的總數(shù)就能得到電機(jī)帶動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)的行程。此外，為判斷選裝方向，碼盤還可以提供香味900的兩路脈沖信號(hào)裝置，兩臺(tái)光電裝置產(chǎn)生的脈沖相位有一定的差別，這也就是產(chǎn)生了方向信號(hào)，如A裝置產(chǎn)生脈沖相位超前于B相時(shí)時(shí)正轉(zhuǎn)的話，反轉(zhuǎn)時(shí)，B裝置產(chǎn)生的脈沖相位就會(huì)超前于A裝置產(chǎn)生的脈沖相位10。光電編碼器的工作原理如圖2.3所示。根據(jù)光電編碼器刻度方法及信號(hào)輸出形式，可分為增量式、絕對(duì)式以及混合式三種。2.4.2 光電編碼器在本系統(tǒng)中的應(yīng)用在本系統(tǒng)中，光電編碼器主要應(yīng)用在測(cè)速、定位等方面，使用增量式編碼器就可以滿足要求。在本系統(tǒng)中增量式光電編碼器用于行程及速度的監(jiān)測(cè)。選用PIE系列PIE一512一G05E型編碼器，光電編碼器與拽引機(jī)同軸旋轉(zhuǎn)，拽引機(jī)直徑1.85m，拽引機(jī)旋轉(zhuǎn)一周罐籠運(yùn)行5.812m，光電編碼器旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生512個(gè)脈沖，一個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)罐籠運(yùn)行 0.01135m。2.4.3 PLC高速計(jì)數(shù)器原理計(jì)數(shù)器是PLC的編程軟元件，有普通和高速之分。普通計(jì)數(shù)器的過(guò)程與掃描工作方式有關(guān)，CPU通過(guò)每一掃描周期讀取一次被測(cè)信號(hào)的方法來(lái)捕捉被測(cè)信號(hào)的上演，被測(cè)信號(hào)的頻率較高時(shí)，會(huì)對(duì)視技術(shù)脈沖，因此普通計(jì)數(shù)器的工作效率很低，一般僅有幾十赫茲。高數(shù)計(jì)數(shù)器不受CPU掃描周期的影響，可以對(duì)普通計(jì)數(shù)器無(wú)能為力的高速脈沖進(jìn)行技術(shù)，工作頻率可以達(dá)到上萬(wàn)赫茲，因此常用于頻率高于內(nèi)CPU掃描頻率的機(jī)外計(jì)數(shù)器。圖2.3 光電編碼器判斷旋轉(zhuǎn)方向工作原理高速計(jì)數(shù)器與增量式編碼器一起使用，后者安裝在卷筒的轉(zhuǎn)軸上，編碼器沒(méi)權(quán)發(fā)出一定數(shù)量的計(jì)數(shù)始終脈沖和一個(gè)復(fù)位脈沖，作為高數(shù)計(jì)數(shù)器的輸入。高數(shù)計(jì)數(shù)器有一組預(yù)置值，開始運(yùn)行裝入第一個(gè)預(yù)置值，當(dāng)前計(jì)數(shù)值效益當(dāng)前預(yù)置值時(shí)，設(shè)置的輸出有效。當(dāng)前計(jì)數(shù)值等于預(yù)置值時(shí)，產(chǎn)生中斷。在當(dāng)前計(jì)數(shù)值等于預(yù)置值的中斷程序中，裝載入新的預(yù)置值，并設(shè)置下一階段的輸出。在復(fù)位中段發(fā)生時(shí)，設(shè)置第一個(gè)預(yù)置值和第一個(gè)輸出狀態(tài)，循環(huán)又重新開始11。PLC的高速計(jì)數(shù)器都是可編程的。S7-200系列的PLC高速計(jì)數(shù)器有12中不同的工作模式共4大類。結(jié)合對(duì)提升機(jī)的控制，選用高速計(jì)數(shù)器HSC1作為提升機(jī)罐籠的定位計(jì)數(shù)器。配置為A/B相正交計(jì)數(shù)器，工作模式11。光電編碼器的A相及B相計(jì)數(shù)信號(hào)分別接入PLC的I0.6及I0.7，外部復(fù)位信號(hào)I1.0，外部啟動(dòng)信號(hào)接入I1.1。2.4.4 高速計(jì)數(shù)器在提升機(jī)速度檢測(cè)中的應(yīng)用在礦井提升機(jī)的安全生產(chǎn)中，對(duì)提升機(jī)速度的要求很高，如果速度過(guò)快，有可能造成抱閘失靈，發(fā)生沖頂?shù)陌踩鹿?。因此，選擇合理精確的測(cè)速方式非常重要。在測(cè)速環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)中，我們選用光電編碼器和高速計(jì)數(shù)器結(jié)合的方式12。設(shè)計(jì)每20ms讀取一次高數(shù)計(jì)數(shù)器，設(shè)20ms輸出脈沖數(shù)為N，光電編碼器旋轉(zhuǎn)一種的脈沖數(shù)Z=512，則卷筒轉(zhuǎn)速n與20ms輸出脈沖數(shù)N的關(guān)系為：n=60N1000/(Z20)=5.86N將卷筒轉(zhuǎn)速n轉(zhuǎn)換為罐籠的提升速度v：v=Dn/60=3.141.855.86N/60=0.567N，式中，D為卷筒直徑，單位：m；為卷筒轉(zhuǎn)速，單位為：r/min；v為罐籠速度，單位：m/s。2.5 觸摸屏 觸摸顯示是目前國(guó)際上較流行的一種集控制與顯示于一體的專用計(jì)算機(jī)產(chǎn)品，被稱為可編程序控制器的臉面。它是替代傳統(tǒng)控制面板和鍵盤的智能化操作顯示器。它負(fù)責(zé)處理現(xiàn)場(chǎng)與運(yùn)行操作有關(guān)的人機(jī)界面，使操作員通過(guò)觸摸屏實(shí)時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀態(tài)，各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)的當(dāng)前值以及是否有觸摸屏中具有內(nèi)部編程指令（宏命令），可以減輕PLC的編程負(fù)擔(dān)，甚至有些簡(jiǎn)單的設(shè)備中可以取代PLC，由觸摸屏編程直接和其它設(shè)備通訊。本系統(tǒng)采用西門子4行觸摸屏TD400C系列，秉承TD200的有點(diǎn)，四行中文文本顯示，與S7-200PLC通過(guò)高速PPI通訊，速率可達(dá)187.5kbaud.堅(jiān)固耐用，性能可靠并且具有多種保護(hù)功能。圖2.4 西門子觸摸屏TD400C2.6 液壓油壓力檢測(cè)在礦井生產(chǎn)過(guò)程中，液壓站主要為制動(dòng)提供不同油壓值，使得制動(dòng)器生產(chǎn)不同的制動(dòng)力矩，保證提升機(jī)在提升過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)過(guò)卷、過(guò)速運(yùn)行等不安全因素13。在現(xiàn)代控制系統(tǒng)中，對(duì)油壓的監(jiān)測(cè)應(yīng)經(jīng)非常普遍，常用的是選用液壓傳感器。利用液壓傳感器檢測(cè)液壓軸壓力的工作原理如下：油壓傳感器中由四個(gè)電阻應(yīng)變片構(gòu)成電橋電路，電阻應(yīng)變片受力產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，其阻值隨之產(chǎn)生變化，繼而電橋電路輸出電壓發(fā)生改變14。輸出電壓為模擬量，輸入至PLC的模擬量輸入模塊中，經(jīng)過(guò)PLC北部計(jì)算，檢測(cè)出油壓壓力值。2.7 PLC對(duì)模擬信號(hào)的處理在提升機(jī)系統(tǒng)中，輸入量是模擬量，這些模擬量首先被互感器和傳感器轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)量程的直流電流和電壓，PLC用A/D轉(zhuǎn)換器將他們轉(zhuǎn)換成數(shù)字量15。2.7.1 模擬量輸入模塊S7-200有3種模擬量輸入模塊，本系統(tǒng)中PLC只對(duì)模擬量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，因此選用只有4路模擬量輸入的EM231即可。模擬量輸入模塊有多種單極性、雙極性直流電流、電壓輸入量，量程模塊上的DIP開關(guān)來(lái)設(shè)置16。模擬量輸入模塊范圍對(duì)應(yīng)的數(shù)字輸出為-32000+32000,電壓輸入時(shí)輸入電阻大于等于10M，電流輸入時(shí)（0-20mA）輸入電阻為250。模擬量轉(zhuǎn)換后得到的12位有效數(shù)字存放在16位的字中，有效數(shù)字是左對(duì)齊的，最高位為符號(hào)，0表示證書。在單極性格式中，最低位是3個(gè)連續(xù)的，相當(dāng)于A/D轉(zhuǎn)換值被乘以8。在雙極性格式中，最低位是4個(gè)連續(xù)的0 ，相當(dāng)于A/D轉(zhuǎn)換值被乘以16。模擬量輸入數(shù)據(jù)字的格式如圖2.5所示。圖2.5 模擬量輸入數(shù)據(jù)字的格式2.7.2 PLC對(duì)液壓油壓力的測(cè)量Js一2型濺射薄膜壓力傳感器的測(cè)量范圍為O-10MPa，輸出范圍為0.5一10V。EM231模塊的DIP開關(guān)設(shè)置為單極性量程。EM231模塊將0一10V轉(zhuǎn)換為0一32000的數(shù)字，0.5一10V的輸出范圍對(duì)應(yīng)于數(shù)字1600一32000。設(shè)A/D轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字為N，則壓力P的計(jì)算公式應(yīng)為:P=(10-0)/(32000-1600)*(N-1600)(Mpa)電壓模擬信號(hào)被EM231模塊采集后 ，模擬量轉(zhuǎn)化為整形數(shù)字AIWO（AIWO=N）根據(jù)公式可以得到壓力值，其中壓力值為VD30。2.7.3 PLC對(duì)電動(dòng)機(jī)電樞電流的測(cè)量電樞電流經(jīng)過(guò)兩級(jí)互感輸出0-5mA的輸出范圍對(duì)應(yīng)與于數(shù)字08000。設(shè)A/D轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字為N，則電樞電流P的計(jì)算公式應(yīng)為：P=(5-0)/(8000-0)*N*10 (A)電流模擬信號(hào)被EM231模塊采集后，模擬量轉(zhuǎn)化為整形數(shù)字AIW2（AIW2=N）根據(jù)公式可以得到壓力值，其中壓力值為VD50。2.8 PLC控制系統(tǒng)硬件連接圖2.6 PLC輸入部分圖2.7 PLC輸入（IN1-IN8）圖2.8 PLC輸入（IN9-IN14）圖2.9 PLC輸出部分圖2.10 PLC輸出（OUT1-OUT7）圖2.11 PLC輸出（OUT8-OUT10）2.8.1 PLC的輸入輸出信號(hào)分析在PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，確定輸入、輸出吸納后的點(diǎn)數(shù)非常重要。輸入到PLC的信號(hào)主要有：終端信號(hào)、同步信號(hào)、深指示檢測(cè)、故障復(fù)位、過(guò)卷信號(hào)、停車、松繩、滿倉(cāng)、扎故障。PLC的 輸出信號(hào)為：安全回路、安全停車、超速警告、故障警示、深指示故障測(cè)速、故障減速、減速警告、減速回路、禁提回路、禁放回路。3軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)是礦井提升機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的另一個(gè)重要組成部分，是控制策略和方法應(yīng)用的載體，系統(tǒng)運(yùn)行和性能的優(yōu)劣主要取決于軟件設(shè)計(jì)的應(yīng)用。礦井提升機(jī)后備保護(hù)器的軟件部分主要為PLC程序。3.1 總體方案本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要為PLC編程，系統(tǒng)能否很好的運(yùn)行，一方面要看其硬件設(shè)計(jì)的合理性和可靠性，另一方面要看其軟件系統(tǒng)是否能夠可靠運(yùn)行，能否滿足用戶的需要。PLC程序的功能主要是完成信號(hào)的采集，提升速度、行程的實(shí)時(shí)計(jì)算，初始參數(shù)的設(shè)置，故障的判斷，輸出控制，它包括主程序和若干個(gè)子程序。首要的設(shè)計(jì)重點(diǎn)是如何有效地實(shí)行速度保護(hù)（特別是減速段），要保證這一點(diǎn)，需要做好兩方面的工作：一是對(duì)提升速度、行程的準(zhǔn)確測(cè)量，二是限速包絡(luò)線的合理選擇。其次是在某些特殊情況下要采用減速點(diǎn)變化的場(chǎng)合，要有專門的模塊處理在每一次提升或下放要得到一個(gè)唯一確定的減速點(diǎn)。再次是如何有效的控制好液壓制動(dòng)系統(tǒng)，要專門為它編輯好專用的智能控制模塊。在編程過(guò)程中采用模塊化的編程技術(shù)，對(duì)所有項(xiàng)目分模塊完成后，再進(jìn)行整體調(diào)試，完成系統(tǒng)的標(biāo)定功能。PLC程序設(shè)計(jì)的模塊劃分如下：(1)主程序：完成PLC主程序循環(huán)調(diào)用其他應(yīng)用程序；(2)初始化：用于系統(tǒng)程序運(yùn)行之前完成系統(tǒng)功能參數(shù)的初始化；(3)參數(shù)設(shè)置：完成用戶參數(shù)的設(shè)定；(4)故障處理：綜合所有故障檢測(cè)并形成監(jiān)控系統(tǒng)的總安全回路；(5)數(shù)據(jù)處理及轉(zhuǎn)換：完成所有必要數(shù)據(jù)的處理，主要包括必須的中間變量值和不同量綱之間的轉(zhuǎn)換，以便于程序隨時(shí)使用；(6)計(jì)數(shù)值處理：將脈沖計(jì)數(shù)值轉(zhuǎn)換成速度、高度等值，供其他程序使用；(7)開關(guān)量處理：處理所有輸入/輸出開關(guān)量；(8)模擬量處理：處理所有輸入/輸出模擬量；(9)同步比較及校正：完成數(shù)字監(jiān)控器自身的同步比較及校正任務(wù)；(10)速度保護(hù)曲線形成：根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)(如高度、最大速度、加減速距離、加減速度等等)形成速度保護(hù)曲線，完成PLC與觸摸屏之間的數(shù)據(jù)交流及數(shù)據(jù)處理，包括從觸摸屏收取數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)及給觸摸屏發(fā)送必要的顯示數(shù)據(jù)；(11)軟行程點(diǎn)形成：主要完成行程開關(guān)點(diǎn)的形成。各點(diǎn)距離可通過(guò)觸摸屏由用戶自由設(shè)置，用戶不必直接接觸PLC程序；(12)工藝操作控制：完成數(shù)字監(jiān)控器對(duì)提升機(jī)的所有工藝控制，形成數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)各工況下條件的判斷。(13)減速點(diǎn)判斷：程序通過(guò)讀取編好的模糊查詢表得到實(shí)際減速點(diǎn)；(14)恒減速制動(dòng)控制：根據(jù)實(shí)際測(cè)量值讀音取模糊查詢表得到實(shí)際輸出值；(15)串行通訊：與深度批示器進(jìn)行通訊；(16)以太網(wǎng)通訊：將本機(jī)設(shè)置成服務(wù)器端供系統(tǒng)外部裝置進(jìn)行通信。循環(huán)主程序如下圖3.1所示：圖3.1 PLC控制系統(tǒng)主程序流程圖3.2 計(jì)數(shù)值處理前面已經(jīng)分析了提升機(jī)行程值如何進(jìn)行記算，只要得到計(jì)數(shù)值就能經(jīng)過(guò)運(yùn)算得出容器在井底深度，所以主要研究如何得到計(jì)數(shù)值和速度，采用旋轉(zhuǎn)編碼器的數(shù)字測(cè)速方法有三種：M法、T法和M/T法。M法測(cè)速前面已經(jīng)分心了提升機(jī)行程值如何計(jì)算，只要得到技術(shù)值就能經(jīng)過(guò)運(yùn)算得出容器再井底深度，所以主要研究如何得帶計(jì)數(shù)值和速度，采用光電編碼器的數(shù)字測(cè)速方法有三種：M法、T法和M/T法。M法測(cè)速適合高速段，T法測(cè)速使用一低速段，采用M/T法測(cè)速時(shí)，應(yīng)保證高頻時(shí)鐘脈沖計(jì)數(shù)器與旋轉(zhuǎn)編碼器輸出脈沖計(jì)數(shù)器同時(shí)開啟與關(guān)閉，以減小誤差，只有等到編碼器輸出脈沖前沿到達(dá)時(shí)，兩個(gè)計(jì)數(shù)器才同時(shí)允許開始或停止計(jì)數(shù)。由于M/T法的計(jì)數(shù)值M1和M2都隨著轉(zhuǎn)速的變化而變化，高速時(shí)，相當(dāng)于M法測(cè)速，最低速時(shí)，M=1，自動(dòng)進(jìn)入T法測(cè)速。因此，M/T法測(cè)速能適用的轉(zhuǎn)速范圍明顯大于前兩種，是目前廣泛應(yīng)用的一種測(cè)速方法。圖3.2 M/T法測(cè)速3.3 S7-200編程環(huán)境使用方法STEP7一Micro/WIN是專門為57一200設(shè)計(jì)的、在個(gè)人計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的編程軟件，它的功能強(qiáng)大、使用方便、簡(jiǎn)單易學(xué)。本設(shè)計(jì)使用的是V4.O中文版。編程軟件界面如圖3.3所示:圖3.3 STEP7一Micro/WIN的界面用計(jì)算機(jī)編程時(shí)，用間隔較便宜的PC/PPI電纜將計(jì)算機(jī)和PLC鏈接起來(lái)。為了實(shí)現(xiàn)PLC和計(jì)算機(jī)的通信，還需要完成下列設(shè)置：1）雙擊左側(cè)指令樹中的“設(shè)置PG/PC接口”圖標(biāo)，在“PC/PPI”選項(xiàng)打開的對(duì)話空中設(shè)置編程軟件的通信參數(shù)。2）與PLC通信成功后，雙擊左側(cè)指令樹“系統(tǒng)塊”中的“通信端口”圖標(biāo)，修改PLC通信接口的參數(shù)。3）用PPI電纜上的DIP開關(guān)設(shè)置PPI電纜的參數(shù)。使DIP 設(shè)置的波特率與編程軟件和PLC的波特率一致。完成以上設(shè)置后，就可以在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行軟件編程了，當(dāng)軟件完成編譯成功后，由計(jì)算機(jī)下載到PLC中去。具體操作如下：?jiǎn)螕艄ぞ邫诘摹跋螺d”按鈕，或執(zhí)行菜單命令“文件”一“下載”，出現(xiàn)下載對(duì)話框，用戶選擇是否下載程序塊、數(shù)據(jù)塊和系統(tǒng)塊等，單擊“下載”按鈕，開始下載數(shù)據(jù)。S7-200的通訊端口為RS一485接口，RS一485接口為半雙工接口，因此，編寫PLC程序的關(guān)鍵是避免在通訊端口上同時(shí)發(fā)送和接收。自由口通訊程序可以有效的避免因同時(shí)發(fā)送和接收造成的通訊沖突，從而保證程序的正常運(yùn)行。3.4 各模塊程序梯形框圖速度、行程的監(jiān)控在礦井提升機(jī)后備保護(hù)系統(tǒng)中居于核心地位，只有實(shí)時(shí)監(jiān)控出行程、速度才能準(zhǔn)確的判斷此時(shí)是否需要執(zhí)行相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作，因此本次設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)位置行程計(jì)算以及速度測(cè)量。3.4.1 位置計(jì)算圖3.4 位置計(jì)算梯形圖3.4.2 速度計(jì)算圖3.5 速度測(cè)量梯形圖（1）圖3.6 速度測(cè)量梯形圖（2）圖3.7 速度測(cè)量梯形圖（3）圖3.8 速度測(cè)量梯形圖（4）結(jié)論礦井提升機(jī)作為監(jiān)控系統(tǒng)的一部分，特別對(duì)設(shè)備改造有極大的使用價(jià)值，針對(duì)這種情況，通過(guò)大量的研究前人的成果以及跟蹤當(dāng)今技術(shù)的發(fā)展，專門針對(duì)礦井提升機(jī)的監(jiān)控設(shè)計(jì)了整套裝置，系統(tǒng)設(shè)計(jì)是基于專門用于工業(yè)環(huán)境使用的高可靠性的可編程控制器（PLC）。采用PLC組成提升機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，是現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，保證提高這類裝置的安全可靠性，是十分必要的。監(jiān)控系統(tǒng)作為行程監(jiān)測(cè)及綜合后備保護(hù)裝置，在其主控器PLC內(nèi)，將部分操作信號(hào)、部分保護(hù)信號(hào)以及設(shè)定的一些行程參數(shù)與軸編碼器信號(hào)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行邏輯運(yùn)算處理，自動(dòng)產(chǎn)生提升機(jī)所需的速度給定信號(hào)（即運(yùn)行曲線）。本系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的功能為：1）對(duì)提升行程、提升速度、加速度的全程動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，對(duì)速度的動(dòng)態(tài)跟蹤顯示，對(duì)過(guò)速、過(guò)卷、錯(cuò)向、加速度過(guò)大等故障進(jìn)行預(yù)測(cè)和保護(hù)。2）保護(hù)系統(tǒng)硬件部分實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用PLC作為中央控制器，系統(tǒng)簡(jiǎn)單方便易于工業(yè)生產(chǎn)。保護(hù)系統(tǒng)軟件部分用PLC語(yǔ)言編程，此種語(yǔ)言的有點(diǎn)是運(yùn)行效率高，程序占用空間小，控制過(guò)程簡(jiǎn)潔。2）控制算法的研究針對(duì)礦山生產(chǎn)過(guò)程中，提升機(jī)所承受的載荷不同及提升機(jī)的行程，提升的方式不同，牽引提升機(jī)的鋼絲繩的拉伸所產(chǎn)生的變形也有很大不同，所以對(duì)軟件在糾正運(yùn)行中系統(tǒng)行程、速度的偏差要求極高，本文采用多種控制算法來(lái)提高控制精度，提高控制性能，改善控制品質(zhì)。參考文獻(xiàn)1劉冠華提升機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用研究：碩士學(xué)位論文吉林：吉林大學(xué)，20072陳有兵于Internet的提升機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)虛擬儀器技術(shù)研究：碩士學(xué)位論文西：太原理工大學(xué)，20083裴九芳基于LabVIEW的礦井提升機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)：碩士學(xué)位論文安徽：安徽理工大學(xué)，20054戰(zhàn)仕發(fā)基于雙PLC的提升機(jī)容錯(cuò)操作保護(hù)系統(tǒng)技術(shù)研究：碩士學(xué)位論文山東：山東科技大學(xué)，20065徐春風(fēng)松礦3號(hào)豎井提升機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)研究：碩士學(xué)位論文云南：昆明理工大學(xué)，20086曾大勇提升機(jī)后備保護(hù)系統(tǒng)的研究：碩士學(xué)位論文吉林：吉林大學(xué)，20047徐惠勇、王崇理可編程控制器在提升機(jī)電控中的應(yīng)用及前景陜西煤炭技術(shù)，1999.78李敬兆，王清靈礦井提升機(jī)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)煤炭科學(xué)技術(shù)，2000.10，469陳為信，姜華，魏永平，劉竟雄礦井提升機(jī)行程-速度全數(shù)字監(jiān)控器的研制工礦自動(dòng)化，2002.4，434510季海明，戰(zhàn)仕發(fā)，廖玉波礦井提升機(jī)智能數(shù)字監(jiān)控器的設(shè)計(jì)煤礦機(jī)電，2007.3，252711曹姣賽使用PLC計(jì)數(shù)比較功能實(shí)現(xiàn)提升絞車的松繩保護(hù)科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2006.12，26026112曹喜生數(shù)字式提升機(jī)監(jiān)控器的設(shè)計(jì)思路電氣傳動(dòng)自動(dòng)化，2004.4，242613趙立新，丁筱玲提升機(jī)后備保護(hù)中PLC的應(yīng)用農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2006.4，16416614Jerome T M. Automatic rapid transit system. Canada Vancouver: The Greater Vancouver Transportation Authority，199315 He Wanku. An improvement on safety braking Performance of mine hoisting system. Colliery Mechanism，2003，37(l):60一6216 J. Harley. The Linear Transformer Tree. IEEE Transactions on Computers，1968，17(8):85一89附錄A PLC原理圖附錄B 程序梯形圖致謝本論文是在*老師的悉心指導(dǎo)下完成的。*老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和諄諄教誨，就是一盞明燈，照亮我前進(jìn)的方向，讓我逐漸成長(zhǎng)起來(lái)。值此論文完成之際，向恩師致以最深的感謝。對(duì)所有在我求學(xué)歷程中培養(yǎng)和教導(dǎo)過(guò)我的老師、幫助過(guò)我的同窗和朋友們、多年來(lái)一直默默支持我的親友們深表謝意。對(duì)評(píng)審論文的各位老師表示衷心的感謝- 27 -