PLC用于矿井提升的行程控制.pdf

， 侵载 诮锉 j 三 塑 荃 爱国 中国矿业大学， 徐州， 2 2 1 0 0 8 [ 摘要] 提出了矿井提升的P l ￡ 行程控制中经常遇到的两个问题， 即提升机 的位 置控 制和速度 控制 ， 并对此进行 了简要的原理分析 ， 给 出 j相 应的 编程 框 图， 这 对干提升机行程控 制的编程 和优化 ， 有一定的指导作用 [ 关键词] P L C 矿井提升 行程控制 由于 P I ￡ 系统相对于继电器一接触器 系统在硬件接线、 可靠性等方面的优越性 ， 在 控制系统中得到了广泛运用 在矿井提升系 统中， 许多有成效的工作已经完成或者正在 进行。 在国外， 它已越来越广泛地运用于矿井 提升实践 ； 在我国， 也对这种新型控制技术给 予了越来越多的注意 。而在矿井提升的行程 控制中， 对每个编程技术人员而言． 不可避免 地要遇到如下两个问题 位置控制 ； 速 度控 制。 本文就这两个问题展开讨论 ， 以求在实际 的提升系统中， 获得最优的软件行程控制 1 位置控制 在提升机的行程控制中， 什么时候减速， 什么时候解除二级制动， 什么时候停车等， 都 涉及到位置控制。 我们总希望在指定的时刻， 将提升容器的位置调节到预先设定的位置 上， 调节后的位置与给定值之差保持在允许 的误差范围内。这种控制即所谓的自动定位 控 制 A u t o ma t i c P o s i t io n C o n t r o l ， 简 称 APC 。 1 _ 1 基本原理 自动定位控制一般 采用负反馈 闭环 控 制 ． 根据提升机的位置偏差信号的大小和极 性决定控制输出信号的大小和极性 并满足 下列关系式 Uf AS f L r 埘 A S ≥ AS0 ，。 一△s 。 AS △ 。 L U～ AS ≤ 一△S 。 在提升机的行程控制过程中 ， 就是按照 上述关系式发出控制量 控制原理如图 1 。 给 图 1 位置 控制 原理 1 ， 2 硬件 实现 由图 1 可知， 这种控制主要是通过轴 角 编码器和 P L C来实现的。 其中轴角编码器的 作用在于产生两列旋转脉冲， 完成； ①确定提 升机在井筒中的位置 ； ②判断脉冲列相位差 以确定提升机的方向； ③测量计数脉冲的频 率以确定提升速度。 P I C所涉及的 I ／ O单元通常采用高速 计数单元。 1 ． 3 软件 实现 在编制相应的软件时， 应考虑 ①偏差的 极限和范围； ②确定是否结束； ③输出控制量 的制式转换 ； ④给出定位完成标志。 维普资讯 摹 5期 王正友 等 P L C用于矿井提升的行程控制 2 9 下面给出相应的程序流程图 、 图。 。 2 速度控制 图 2 A I X 子 程序 流程 田 3 A P C子 程序 流程 ． 在矿井提升的行程控制中， 速度的控制 离不开液压制动系统的参与。在控制原理上 与位置控制相似 ， 也是负反馈闭环控制 原理 图略 下面将以减速段为例 ， 谈谈速度控制 的实现 。 在减速段， 速度给定信号是一个仅与提 升容器所 处位置有关 的量 。 在减速过程 中． 轴 角编码器测 出提 升容器实 际运行 的速 度。 P I C对两路输入信号进行 比较 ， 输出相应的 控制量 ， 控制液压机构的投入或切除， 从而保 证实现预定的速度曲线。这实际上就是基于 P I C的数字式行程给定。 下面给出此阶段程 序框图如图 4 。 图 4 减速 段速 度控 制 流程 实际的程序编制中， 应将速度控制与位 置控 制结合起来 。 另外 ， 在矿井提 升的行程控 制中， 特别是在提人系统， 对加速度有一个范 围限制， 基于设备安全考虑 ， 建议将 如／ 出控 制在 0 ． 5 ～O ． 6 m／ s 2 。 3 结论 矿井提升的行 程控制， 本质说来还是一 种位置控制。 自动定位的实现， 可以保证提升 行程所要求的位置精度。 而对 、 的控制， 一 方面是为 了满足工艺要求， 另一方面也是为 了减 少 对钢 丝 绳和 设 备 的动 态 冲 击 使 用 P I ￡ 对矿 井提升的行 程控制 下转 第 j O而 维普资讯 5 0 煤 1 9 9 6年 第 5卷 定时指令、 计数指令和联锁指令外， 还具有数 值计 数指 令 。例如加法 、 减 法、 比较 、 移位等 ， 能适应较为复杂的开关量控制。 其中 0 0 0 0 0 0 1 5为各种开 关及传感器 信号的输入 ， 0 5 0 0 0 5 1 1 为驱动执行元件的输 出信号 P C根据输入信号完成逻辑运算后 ， 把鼎终结 果进到输出点上。 0 0 0 0代表电动机操纵手柄零位 ； 0 0 0 1 代 表安全制动手柄； 0 0 0 2代表速度保护， 包括 测逮 回路断线检视、 减速过速保护和等透过 速保护； 0 0 0 3代表过卷保护 ； 0 0 0 4代表 闸瓦 磨损保护； 0 0 0 5代表失流保护、 动力制动失 压保护和油开关保护 ； 0 0 0 6代表润滑油和制 动油的压力和温度保护； 0 0 0 7 代表可调闸工 作 制 动 ； 0 0 0 8代表 速 度 偏 差 制 动 ； 0 0 1 0和 0 0 1 j代表压力传感器 0 5 0 1 0 5 0 4 代表阀 1 至闽 4 ； 0 5 0 6代表油泵 0 5 0 9代表可谓溢流 阀 9 ； 0 5 1 0代表蓄压器 1 O ； 安全制动 的梯形 简图如图 3 。 由图 3可以看 出， 由软件编制的“ 软触 点” 取代了原电气控制回路中的“ 硬触点” ， 减 少了系统的故障源， 减少了工作量。 更由于可 编程序控棚器能够输入、 输出信号状态， 能够 监视运行情况 ， 缩短 了故障 的排除时 间。 另外 ， 还编 制 了滤波 防干扰 程序 及匀减 速工作制动程序， 使工作制动无冲击停止之 现象 。 收稿日期 1 9 9 6 - o 6 - o 8 责任编辑郝建国 囤 安 全制 动梯形 参考文献 l 周东武， 等 ．提 升机液压 制 动系统状 态测定技 术 ． 煤矿现代化 1 9 9 4 ． 3 2 耿文学， 华熔编 ．微机可编程序控制器原理、 使用及应用实侧 ．北京 电子工业出版社， 1 9 9 o 3 陈龙 民． 郭卫 ． 用 P L C对提升机电气控制 系 统的改造 ． 煤矿机械 ， 1 9 9 6 ． 1 作者简介 程安 宁 ， 男， 1 9 4 9年 l O月生 、 讲师 1 9 8 1年毕 业 于 中国矿 业学院 机械 末， 1 9 8 8年 获西安 矿 业 学院 硕 士 学位 ， 现从 事矿 山机1槭 教学 。 王 忠义 ， 男， 1 9 5 4年 5月生 ， 剐 教授 。l 9 g 2年毕 业 于 广州 中 山大 学敷 理 系， 1 9 8 7年 于 西安 矿 业学 院 获硕士学位 ， 现从事计算机教学。 上接 第 2 9页 时， 这部分软件的质量好坏， 将对整个生产过程产生重大影响， 因此， 不能 不引起足够的重视。 收稿 日期 1 9 9 6 0 3 0 9 责任编辑李月成 参考文献 1 王安山， 等 ．矿井提升电气控制系统的发展 ． 煤 矿自动化， 1 9 9 2 ， 2 2 陈春雨， 李景学 ． 可编程序控制器应用软件设计 方法与技巧 北京 电子工业 出版社 ， 1 9 9 2 ， l O 作者简介 王正友 ， 男， 1 9 7 2年生 ． 1 9 9 4年，毕 业于 中国矿 业 大 学矿 山机械 工程 系， 现 为 中 国矿 业 大 学矿 山机械 工程 系项士研 究生 从事 机 电一 体化 的科研 工砟 维普资讯