煤矿提升机控制系统设计_毕业设计(编辑修改稿)

煤矿提升机控制系统设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

第一 是 脉冲输出单元，以及高速计数单元和位置控制单元，脉冲输出单元可以输出的脉冲频率是可调整的，并且它的输出频率 范围 为 45Hz〜 5kHz 的。 频率调整需要特殊指令（ SPD0），并创建一个参数表 来实现。 该 功能 用于结合与高速计数器功能 使用 ，可控制步进电机的速度和移动物体 的 位置。 参数的脉冲化 (1)距离的脉冲化 ①如系统速度控制图所示原始资料设置如下： 井筒斜长 :LT=482m。 井口车场的长度 :LK=30m。 井底车场的长度 :LD=30m。 提升机滚筒直径 :D=。 ②与提升运动相关的计算 初加速段 : t01=vO/aO1=1/=(s) L01=1/2V0t01=1/21=(m) 等速运行阶段 : L02=LDL01==(m) T02=L02/V0=(s) 井底车场运行总时间 : TD=t01+t02=+=(s) : 加减速运行阶段 : t1=t2=(vmvD)/a1=(31)/=4(s) L1=L2=1/2(vm+v0)/t=(3+1)/28 =16(m) 等速运行阶段 : 第 11 页 共 42 页 L3=L(LD+LK+L2+L2)=5282(30+16)=420(m) t3=L3/vm=420/5=84(s) 车组在井口车场运行阶段 : LK=LD=30(m) tK=tD=(s) 一次提升循环时间 : T=(tD+tK+t1+t2+t3)+θ=2(t D+t1)+t3+θ =2(+4)+140+25 =(s) ③脉冲数的计算 : 滚筒的周长为 LG=л D== (m). 按滚筒每转一圈发出 n0=2020 个脉冲计算，一次提升的长度为 512m,应转的圈数为 N=512/= 圈 ， 一 次 提 升 应 发 出 的 总 脉 冲 数 为nS=Nn0=2020=130440。 初加速段 : n01=L01/LDn0=2020=420 个 等速运 行段 : n0=L02/LGn0=2020=7223 个 加减速运行段 : n1=n2=L1/LGn0=16/  2020=4076 个 等速运行段 : n3=L3/LG  n0=420/  2020=107006 个 与井底运行的脉冲数相同 nK1=420 个， nK2=7223 个 (2)速度的脉冲化 将速度值转化成脉冲数为 : f0=0 f1=v0/LGn0=1/2020=255 个 f2=vm/LG n1=3/2020=675 个 第 12 页 共 42 页 f3=f1=255 个 f4=f0=0 (3)加速度的脉冲化 与井底车场初加速及与井口车场减速对应的脉冲数 : na01= na02=V0/t01=255/=77 个 与井筒运行段的加、减速度对应的脉冲数 : na1=na2=vm/t1=675/4=169 个 与加速度对应的脉冲单元 2的脉冲输出频率 : f01=77 f02=159 可以通过脉冲输出单元的 Y23 进行脉冲输出频率的切换控制， Y23 OFF 时输出为低档，当 Y23 ON 时为高档。 脉冲单元面板上主要端子的功能 DELAY:延时时间设定调节螺钉，进行高、低档频率切换的时候，可设定切换延时时间。 该时间可在 100～ 500ms 之间任意可调； 和 :高、低档频率细调调节螺钉； C=P, CP:经过值、预置值比较输出端。 C 为经过值， P 为预置值。 当 C=P时和 CP时相应的端子输出为高电平； RST:脉冲单元复位输入端。 该输入端开关接通时，脉冲单元复位，即停止输出脉冲，并将经过值和预置值寄存器清零； :脉冲频率控制 输入端。 当该端输入高电平时，脉冲频率切换为高档，反之切换为低档 OUT0 和 OUT1:脉冲输出端； ZERO 和 SUB:原点到位信号输入端和近原点到位信号输入端。 输入、输出工作指示灯。 I/O 单元插座（ 50）芯。 工作方式选择 DIP 开关。 第 13 页 共 42 页 脉冲单元工作方式选择开关的设置 下表列出了 FP3 型脉冲单元工作方式选择开关的具体设定的方法。 表 ，脉冲单元方式选择开关 ON OFF 本系统中的选择 SW1 输出保持方式 Oneshot 输出方式 OFF SW2 中断使能 中断不使能 ON SW3 C=P 方式 C=0 方式 ON SW4 单脉冲输出方式 双脉冲输出方式 ON SW5~SW8 未用 未用 未用 脉冲单元共享存储器的内容设置 FP3 脉冲单元共享存储分配表如下表所示 表 ，脉冲单元共享存储器表 读数据 写数据 K0 经过值（低 16位） 初始值（低 16位） K1 经过值（高 8位带符号数） 初始值（高 8位带 符号数） K2 不能读 预置值（低 16位） K3 不能读 预置值（高 8位带符号数） 表 32补充说明：在这个系统中，第一个脉冲单元： KO后可以阅读这里写的初始值 216。 ， K2 只能写 130440。 2号脉冲单元系统的预设值： KO能读取经过值、写初始值此时为 0， K2 只写了之前系统的预设值设定为 255，可以经过修改。 占用 I/O 点及 I/O 的分配 该系统可以将 1号脉冲单元可以安装在插槽 0， 2号脉冲单元安装在插槽 1。 它的脉冲单元分配如下两表所示。 第 14 页 共 42 页 表 ,1号脉冲单元分配表 输入 说明 输出 说明 X0 C=P 标志位 Y5 紧急停车输出控制 X1 C〉 P标志位 Y6 脉冲输出开始 X2 上下溢出标志位 Y7 正反转输出控制 X3 未用 Y8 脉冲输出频率控制 X4 原点返回操作标志位 Y9 原点返回操作控制 表 ,2号脉冲单元分配表 输入 说明 输出 说明 X0 C=P 标志位 Y5 紧急停车输出控制 X1 C〉 P标志位 Y6 脉冲输出开始 X2 上下溢出标志位 Y7 正反转输出控 制 X3 未用 Y8 脉冲输出频率控制 X4 原点返回操作标志位 Y9 原点返回操作控制 上表补充说明：表中 C 表示的是经过值， P 表示的是预置值。 当 C=P 时 X0处在 ON；当 C〉 P时 X1 处在 ON。 表中 X2表示的是溢出标志位， X2 处在 ON 时表示发生溢出。 脉冲单元中存在经过值计数器和预置值计数器，他们两者之间最大计数范围 16777216～ +16777215，当超过这个范围的时候会发生溢出。 脉冲单元在本设计中的工作过程 1号脉冲单元：初始值，设定值写入脉冲单元适用于 CPU 单元的数据区中 被初始化为准备下一个脉冲单元初始化的十进制记数法中的脉冲单元的脉冲的数目初始值和预先设定的值写入脉冲单元的共享存储器，增强的信号在同一时间开始按钮被按下时，上升沿连接到 Y6， 1 号脉冲单元的脉冲输出。 根据所设置的参数表中的脉冲输入到高速计数器（ HSC） XO 的高速计数器 HSC 工作结束。 2号 脉冲单元：第一初始值和脉冲单元的设定值写入到 CPU 单元的数据区是十进制记数法中的脉冲单元的脉冲数进行初始化，以备下一个脉冲单元初始化，即将初始 值和预先设定的值写入脉冲单元的共享存储器，增强的信号在同一时间开始按钮被按下 时， Y16 的上升沿导通时，所述第二脉冲单元在选定的频率的脉 第 15 页 共 42 页 冲输出和 频率 切换。 根据设置的参数，工作在高速计数器板，高速计数板的输入端送入脉冲。 高速计数单元的设置与整定 高速计数器的设置 (1) 高速计数器共有四种工作方式，他们分别为单路加计数、单路减计数、两路单相与双相输入方式，在此次设计中采用两路单相输入方式，这种计数方式计数范围是 8388608～ 8388607，工作方式选择为 X0— 加计数、 X1— 减计数，其中最大的计数频率为 5KHZ。 (2)应用的 I/0 端子 :X0、 X1 为其脉冲输入端，复位端为 X2， HSC的软件复位用指令通过 [FO（ MV） H8 DT9052]实现，也可通过外部复位开关进行复位操作。 (3)采用内部寄存器 :HSC 的经过值存在 DT9044 与 DT9045 中， 目标值放在DT9046 和 DT9047 中， 放在低 16 位为 DT9044 和 DT9046， DT9045 和 DT9047 存放在高 16位。 特殊继电器 R903A要求为 HSC标志寄存器，当继电器 HSC计数“ ON”，“ OFF”时停止计数。 (4)高速计数器所应用到的指令有以下几种 : ① [FO(MV) S D]:16 位数据传输指令， S为被传送原数据（地址）， D是传送数据的目的地址， S→ D指令，该指令是用来向高速计数器传输数据。 ② [F1(DMV) S D]:32 位数据传输指令， S 为被传送原数据（地址）， D为传送数据的目的地址，（ S， S+1）→（ D， D+1）这条指令，它的功能是读出或修改高速计数器的经过值。 ③ [F162(HCOS) S Yn]: S 为存高速计数器经过值的首地址，他设定的范围为 K8388608～ K8388607， D为系统指定的外部输出继电器（ Y0～ Y7），（ DT9044，DT9045） =（ S， S+1）→ Yn=ON 时，执行条件是 R903A=OFF(n=0～ 7)。 其功能是将一个外部继电器规定为高速计数器的输出。 高速计数器的经过值与规定目标值一致时，则认为外部输出继电器接通并保持。 ④ [F163(HCOR) S Yn]: S 为存储高速计数器经过值的首地址，设置范围：K8388608～ K8388607， D：指定的外部输出继电器（ Y0～ Y7），当（ DT9044， DT9045） 第 16 页 共 42 页 =（ S， S+1）→ Yn=ON,执行条件是 R903A=OFF(n=0～ 7)。 其功能是规定一个外部继电器为高速计数器 的输出，当高速计数器的经过值与规定目标值一致时，则认为外部输出继电器断开。 ⑤ [F164(SPDO) S]: S 为存控制数据的首地址，其功能是根据高速计数器的经过值确定其输出的控制条件。 可用脉冲输出控制方式和波形输出控制方式这两种控制方式，在本次设计中采用的是波形输出控制方式。 用 F164(SPDO)指令实现位置控制的方式 本次设计中用 HSC 的 XO 端接收 1 号脉冲单元发出的脉冲，其工作方式按表 参数表所示，来实现速度及位置的及时控制。 当有提升信号传来时，可编程控制器按照 pattern 参数表所规定的工作方式工作。 由下表表 可知，控制过程可分为七个部分，其中输出点分别是 Y0, Y1, Y2, Y3，这些点是速度切换控制信号， Y4 则是停车信号。 按上表初始波形输出0OOO1H，即当 YO 为高电平， Y Y Y Y1 为低电平时，这时候电机转速较低，为井底平车场的初加速运行。 当电机转速达到目标值 M1时，输出为 OOO1OH，这时候 Y Y Y YO 为低电， Y1为高电，这时候是井底平车场的等速运行工作，当电机转速达到预计值 M2 时，输出切换为 OOl00H，此时 Y4, Y3, Y1, YO为低电平， Y2 为高电平，进行的是井筒加速运行工作，当电机转速达到预定值M3 时，输出变换到 O1OOOH，此时 Y4, Y2, Y1, YO 为低电平， Y3 为高电平，进行的是井筒等速运行工作，当电机转速达到预定值 M4 时，输出再一次变换为OOl00H,此时 Y4, Y3, Y1, YO 为低电平， Y2 为高电平，进行的是井筒减速运行，当电机转速达到目标值 M5时，输出再一次切换为 OOO1OH，此时 Y4, Y3, Y2, YO为低电平， Y1 为高电平，进行的是井口平车场等速运行，当电 机转速达到目标值 M6 时，输出再一次切换为 0OOO1H，此时 Y4, Y3, Y2, Y1 为低电平， Y0 为高电平，进行的是井口平车场减速运。