矿用提升机电控说明书(3)

程序Y安全回路正常N闸逻辑Y读闸给定数据处理闸输出N闸赋零 结束 可调闸控制程序框图

3.3.8 二级制动控制

二级制动是指当提升机发生事故进行紧急制动时，使制动油压很快降到预先调定的某一数值，经过延时后，制动器的油压迅速回到零，使提升系统处于全制动状态，即停车状态。当提升容器接近井口（或井底）某一位置时，若发生安全事故，提升机只能实行一级制动，使制动器的油压迅速回到零，提升系统立即处于全制动状态。解除二级制动是根据提升容器的位置而设定的。二级制动解除距离可以通过调整井筒开关位置而定 。

在我们配置的主机中若配置的液压站为414A液压站时，二级制动的控制与解除主要是控制液压站上的2个电磁阀就可以了。

程序框图如下：

程序NAC正常Y解除二级制动Y一级制动控制结束 二级制动程序框图

3.3.9位置闭环控制

根据提升机控制工艺要求，我们在PLC操作系统中应用了位置闭环控制技术，组成了一个完整的提升机过程控制网络，实现对矿井提升机的运行过程控制、安全联锁保护和上位机监视功能，提高提升机电控系统的系统化、自动化、智能化控制水平。

N二级制动延时控制位置闭环控制主要是指提升机数字式深度控制。

提升机数字式深度控制的功能与机械式监控器类似，主要是指示提升容器在井筒中的实际位置，并根据容器位置发出相应的控制指令。其优点是指示精度高、控制水平数多，调整方便，可靠性高。

数字式深度控制系统主要由如下各部分组成： 1）、位置检测传感元件－－光电编码器； 2）、高速计数模块(或PLC内部高速计数器)； 3）、位置计数校正元件－－井筒开关；

4）、运行状态及深度显示部件－－高精度彩色人机界面； 3.3.9.1光电编码器

光电编码器与提升机减速箱相连。卷筒旋转一周，光电编码器根据速比也旋转N周,产生固定数量的脉冲列。共有4路脉冲信号：A、A-、B、B-。其中一组A,B脉冲信号作为提升机深度控制的输入信号。

对光电编码器输出脉冲计数可产生下列功能： 1）、通过旋转脉冲的累加值可确定提升容器在井筒中的行程。 2）、脉冲A,B之间相差90°电角度，通过判断其相位差的正负，可确定提升机滚筒的旋转方向。 3）、通过测量旋转计数脉冲的频率，可确定实际提升速度。

3.3.9.2井筒效正开关

井筒校正开关用于对位置信号进行校正。

在两个提升容器上分别装上撞块，在井筒接近减速区域的位置上装上行程开关。对于单水平提升的情况，正反向减速点相对于两个提升容器是在同一标高上的。

当容器1或容器2向上通过各自井筒行程开关时，发出深度指示同步信号，对脉冲计数值各进行一次校正即用预置数取代计数模块中原有的计数脉冲累加值，使减速段的计数值更加准确可靠。

3.3.9.3运行状态及深度指示器

高精度彩色人机界面装在司机操作台上，显示提升机运行状态及容器所处的位置。人机界面具有四象限深度指示功能，即：井口停车点为±０，停车点以上为＋，表示过卷距离。停车点以下为－，表示容器在井筒中的位置。

深度指示的分辨率为0.01米，最大指示为±1999.99米。

3.3.9.4位置信号发送

通过软件编程，PLC将计数值同预置值进行比较，从而设置各种位置点，如减速点、二级制动解除点、2m/s限速点、各水平停车点等。在提升机的运行过程中，PLC发出不同的位置信号，并根据提升工艺完成相应的操作控制。

3.3.9.5控制程序

深度控制应用程序主要完成如下功能： a、运行方向判别 b、计算提升速度

c、根据计数的结果发出位置信号 1）、方向判别

计数模块对位置脉冲的计数值代表了容器在井筒中的位置，不同时刻测得的脉冲差值即为位置变量△Ｓ。判断单位时间内测得的脉冲差值的正、负号，就可以确定提升机实际运行方向。

2）、测速程序

在传统的提升机控制系统中，速度信号的获得都来源于测速发电机， 为模拟量信号。在PLC控制系统中为了增强系统的保护功能，我们通过计数模块计算提升机运行速度。我

们知道计数模块对位置脉冲的计数值代表了容器在井筒中的位置。不同时刻测得的脉冲差值即为位置变量△Ｓ。而△Ｓ与时刻的变量△Ｔ之比△Ｓ／△Ｔ（行程变量与时间变量之比）即为速度。基于这一原理，我们将其演变为单位时间内走过的行程即为速度。利用PLC具有的软件可设置中断功能，通过中断程序来测速。

程序框图如图所示：

设置单位时间起动计数器读计数值计数值暂存结束

该速度信号可以和测速机信号进行比较实现测速断线保护，也可以用作速度显示。

四、监控系统原理及应用（工控机用户选配）

4.1 简介

随着电子计算机技术的发展以及PLC功能的增强和网络技术的发展，越来越多的需要得到提升机系统运行的实际参数、工作状态、运行故障显示等具体、直观的表现形式，因此出现了不同种类的人机交互设备。如触摸屏、工业控制计算机、管理计算机等，集中管理系统运营数据，在工程上称为工程管理计算机站，简称上位机监控。

4.2 监控系统配置与组成 提升机上位机监控系统，选用触摸屏或工控机与PLC进行网络通讯；利用组态监控软件，实现实时多画面监控，以达到监控设备运行状态的目的。

1）、在电控系统内配置通讯单元，用通讯电缆将其连接到工控机的通讯端口上。 2）、在司机操作室内配置工控机，工控机内装入监控软件。 4.3 监控软件简介

4.3.1监控软件的运行环境

1)、IBM PC 586以上的微型机及其兼容机、工控机。 2)、VGA 、SVGA图形卡。 3）、内存大于64M字节，主机主频在400MHZ以上。 4）、具有高速缓存、数字协处理器(扩充时用)和图形协处理器(扩充时用)。 4.3.2监控软件的特点

1)、作图功能完善，图形逼真。

2)、具有数据报警、速率报警和偏差报警等多种报警设施。 3)、具有多种数据类型。

4)、具有实时曲线图、历史趋势曲线图和报警画面。 5)、组态方式灵活。

4.4 主要监控画面介绍

监控系统形成后，可以根据需要，随时切换当前工作画面。主要监控画面有：开机画面、提升机实时运行状态的运行画面、参数修改画面、故障诊断画面、软硬件安全回路检测画面、简易说明画面等等。

1）、开机画面(如图4.1所示)

图4.1 开机画面

打开操作台上的电锁时控制回路通电，PLC以及触摸屏上电，在PLC以及触摸屏自检完成后，触摸屏和PLC之间通讯正常的情况下，触摸屏就显示如图4.1的开机画面。画面上有四个画面切换按钮：运行状况、故障诊断、参数修改、使用说明。如果此时轻按对应切换按钮触摸屏会切换到相应的显示画面。如轻按“运行状况”按钮，画面随之切换到图4.2“运行画面”。

2）、运行画面

运行画面中可以监控提升机的运行状态。如开车信号、绞车的运行速度、绞车所处的深度位置、档位显示等等，在绞车运行时还有绞车运行方向显示及动画显示绞车的移动和位置。

图4.2 运行画面

3）、参数修改画面

图4.3 密码输入画面