自動(dòng)化畢業(yè)論文_(DOC)

1、1畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) （論文）（論文）說說 明明 書書 設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)題目：數(shù)控技術(shù)在礦井提升機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用數(shù)控技術(shù)在礦井提升機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用 專業(yè)專業(yè) 函函 授授 站：站： 新汶礦業(yè)職工大學(xué)新汶礦業(yè)職工大學(xué) 班級(jí)：班級(jí)： 10 自動(dòng)化控制專業(yè)自動(dòng)化控制專業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 人：人： 李昆侖李昆侖 山東科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院山東科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院年年 月月 日日2山山 東東 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)繼續(xù)教育畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書繼續(xù)教育畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 發(fā)給 自動(dòng)化控制 專業(yè) 10 級(jí) 班學(xué)生 李昆侖 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)題目： 數(shù)控技術(shù)在礦井提升機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用 二、設(shè) 計(jì) 專 題： 數(shù)控提升機(jī)的電控系統(tǒng) 三、設(shè)計(jì)

2、原始資料： SIMATIC STEP7 系統(tǒng)編程軟件和 6RA70 調(diào)試軟件 提升機(jī)的控制模型 四、設(shè)計(jì)應(yīng)解決下列各主要問題: 1、建立了提升機(jī)的控制模型 2、對(duì)提升機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制及應(yīng)用 五、設(shè)計(jì)說明書應(yīng)附有下列圖紙： 1、 副井高壓配電圖 2、副井液壓站原理圖 六、命題發(fā)出日期： 設(shè)計(jì)應(yīng)完成日期： 設(shè)計(jì)指導(dǎo)人（簽章）： 系 主 任（簽章）： 院 長（簽章）： 3指導(dǎo)教師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的評(píng)語指導(dǎo)教師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的評(píng)語 指導(dǎo)教師（簽章：） 年 月 日4特特 邀邀 評(píng)評(píng) 閱閱 人人 意意 見見 評(píng)閱人（簽章：） 職 稱（簽章：） 年 月 日5答辯（考試）委員會(huì)鑒定意見答辯（考試）委員會(huì)鑒定意見答辯（考

3、試）成績(jī)： 鑒 定 意 見： 主 任（簽章：） 副主任（簽章：） 年 月 日6摘 要本文在分析礦井提升直流傳動(dòng)全數(shù)字控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，建立了提升機(jī)的控制模型，確定了直流提升系統(tǒng)的整體控制方案，進(jìn)一步研究了部分子系統(tǒng)的功能開發(fā)，設(shè)計(jì)了整套硬件電路，開發(fā)了整套控制系統(tǒng)軟件，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用狀況條件進(jìn)行了運(yùn)行調(diào)試。重點(diǎn)對(duì)提升控制工藝的研究開發(fā)，使用 SIMATIC STEP7 系統(tǒng)編程軟件和 6RA70 調(diào)試軟件，運(yùn)用提升系統(tǒng)控制基本原理，建立了實(shí)驗(yàn)開發(fā)模型，達(dá)到了對(duì)提升機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制及應(yīng)用。研究、開發(fā)一套由高壓開關(guān)柜、整流變壓器、電樞整流柜、司機(jī)控制臺(tái)、PLC 柜、輔助柜、低壓配電柜、上位監(jiān)視機(jī)、高速

4、直流電動(dòng)機(jī)組成的 TSA 型全數(shù)字自動(dòng)化副井提升電控系統(tǒng)。數(shù)控提升機(jī)的電控系統(tǒng)主要包括主控、驅(qū)動(dòng)控制、監(jiān)控、井筒信號(hào)、制動(dòng)控制、人機(jī)對(duì)話、顯示、硬件安全回路及其它子系統(tǒng)等硬件和軟件。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞： 數(shù)字化 ；現(xiàn)場(chǎng)總線 ；提升機(jī) ；電控系統(tǒng) ；直流傳動(dòng)7目錄目錄1 緒論8 1.1 礦井提升直流傳動(dòng)全數(shù)字控制技術(shù)研究的必要性和研究意義 81.2 礦井提升直流傳動(dòng)全數(shù)字控制技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景81.3 本文主要研究?jī)?nèi)容92 礦井提升直流傳動(dòng)理論分析102.1 直流傳動(dòng)系統(tǒng)概述102.2 直流傳動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)速方案112.3 礦井提升機(jī)電氣傳動(dòng)裝置112.4 電氣傳動(dòng)的計(jì)算機(jī)控制133 數(shù)控化提升機(jī)系

5、統(tǒng)開發(fā)設(shè)8計(jì)143.1 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)143.2 硬件總體設(shè)計(jì)213.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)234 數(shù)控化提升機(jī)電控系統(tǒng)在煤礦的運(yùn)用274.1 副井概述274.2 改造研發(fā)內(nèi)容274.3 主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)、項(xiàng)目最終目標(biāo)304.4 研究、開發(fā)或?qū)嵤┘夹g(shù)路線305 數(shù)控化提升機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行效果32致致 謝謝93333參參 考考 文文 獻(xiàn)獻(xiàn)34341 緒論1.1 礦井提升直流傳動(dòng)全數(shù)字控制技術(shù)研究的必要性和研究意義 目前我國提升機(jī)設(shè)備的制造和技術(shù)水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于世界提升機(jī)的發(fā)展水平，無論在硬件還是軟件上都有較大差距。國內(nèi)提升機(jī)電控系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)水平較國外還有較大差距。數(shù)字化電控設(shè)備雖然已有部分產(chǎn)品，但尚未實(shí)現(xiàn)系列化

6、、系統(tǒng)化、規(guī)?；Ｔ谔嵘龣C(jī)數(shù)控技術(shù)上仍處于學(xué)習(xí)發(fā)展階段，多為消化吸收國外的成熟技術(shù)，技術(shù)相對(duì)較簡(jiǎn)單的軟硬件已能夠設(shè)計(jì)編制，但一些關(guān)鍵軟件技術(shù)如驅(qū)動(dòng)控制等尚未有較大突破若使用還需購買，生產(chǎn)的較高檔電控設(shè)備的硬件多為國外公司的成熟產(chǎn)品。國內(nèi)產(chǎn)品尚未達(dá)到國外八十年代末的技術(shù)水平。德國 SIEMENS（西門子）公司和瑞典 ABB 公司是世界提升機(jī)電控設(shè)備生產(chǎn)領(lǐng)域的兩大主要公司，代表了提升機(jī)電控技術(shù)和裝備的世界先進(jìn)水平。他們均生產(chǎn)系列化的提升機(jī)直流和交流驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)化電控設(shè)備，德國 SIEMENS（西門子）公司的代表產(chǎn)品為 SIMATIC S5 系列（用于主控、制動(dòng)控制、井筒信號(hào)等）和 SIMADYN D

7、系列（用于驅(qū)動(dòng)控制和監(jiān)控） ；瑞典 ABB 公司代表產(chǎn)品為 MASTER PIECE 系列（用于主控和監(jiān)控） 、PRIDE 系列（用于直流驅(qū)動(dòng)控制）和 TCDC 系列（用于交交變頻交流驅(qū)動(dòng)控制） 。對(duì)應(yīng)于硬件設(shè)備，兩公司開發(fā)了適應(yīng)不同系統(tǒng)要求的模塊化、系列化、易讀、易編的專用程序軟件。該系統(tǒng)不僅可用于煤炭、冶金行業(yè)的提升機(jī)系統(tǒng)，還可廣泛應(yīng)用于有驅(qū)動(dòng)控制的領(lǐng)域及許多過程控制需要的場(chǎng)合，不僅可以成套使用，還可以根據(jù)實(shí)際情況使用某些系統(tǒng)，前景十分廣闊，國外進(jìn)口設(shè)備不僅價(jià)格高，而且技術(shù)服務(wù)和配件購置不方便；國內(nèi)數(shù)控設(shè)備有取代國外數(shù)控設(shè)備的趨勢(shì)。對(duì)提高我國提升機(jī)等領(lǐng)域的技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。1

8、01.2 礦井提升直流傳動(dòng)全數(shù)字控制技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景提升機(jī)是承擔(dān)礦山人員和物料提升任務(wù)的關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備，是礦山井上下聯(lián)系的咽喉，是礦井中技術(shù)含量最高的設(shè)備之一，也是實(shí)現(xiàn)礦井生產(chǎn)和效益目標(biāo)的保證。80 年代 PLC 在工業(yè)領(lǐng)域已成熟使用，數(shù)字化驅(qū)動(dòng)技術(shù)在 80 年代末 90 年代初形成，隨著數(shù)控技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展，以及 PLC 產(chǎn)品在提升機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用。世界先進(jìn)的提升機(jī)已實(shí)現(xiàn)電控系統(tǒng)的全數(shù)字化控制，硬件和軟件都有成熟的、系列化的產(chǎn)品。如美國 GE 公司。提升機(jī)的主控系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、制動(dòng)控制系統(tǒng)、井筒信號(hào)系統(tǒng)、定量控制、井筒通訊等已完全實(shí)現(xiàn)數(shù)控化。德國 SIEMENS（西門子）公司和

9、瑞典 ABB 公司是世界提升機(jī)電控設(shè)備生產(chǎn)領(lǐng)域的兩大主要公司，代表了提升機(jī)電控技術(shù)和裝備的世界先進(jìn)水平。我國提升機(jī)大部分使用模擬控制，模擬提升機(jī)的主控系統(tǒng)采用繼電器控制，觸點(diǎn)多，接線復(fù)雜，故障率高，維護(hù)困難；驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)采用直流發(fā)電機(jī)組拖動(dòng)，無功電耗較大；保護(hù)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等的信號(hào)采集采用機(jī)械傳動(dòng)、分離元件處理。隨著數(shù)控技術(shù)進(jìn)入中國，中國也進(jìn)行了數(shù)控化的產(chǎn)品開發(fā)研制，并且逐漸的應(yīng)用到了提升機(jī)領(lǐng)域，國內(nèi)如大中院校、企業(yè)院所正在做數(shù)字化提升機(jī)電控系統(tǒng)的集成開發(fā)嘗試。但由于資金投入少，人力、技術(shù)力量不強(qiáng)，并且由于國際礦山領(lǐng)域經(jīng)濟(jì)的不景氣，整個(gè)系統(tǒng)的成熟性沒有再上一個(gè)臺(tái)階，目前應(yīng)用在提升機(jī)領(lǐng)域的國內(nèi)的

10、數(shù)控產(chǎn)品存在下列問題：1） 、驅(qū)動(dòng)控制產(chǎn)品不成熟，功能不夠強(qiáng)大，可靠性還需要提高；2） 、對(duì)提升控制工藝沒有深入的研究，缺乏提升控制與維護(hù)的經(jīng)驗(yàn)，產(chǎn)品適應(yīng)性不強(qiáng)；3)、在硬件配置上，存在安全性差，系統(tǒng)可靠性需要探討，不能完全滿足提升控制的需要?？紤]當(dāng)今數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，緊密結(jié)合提升機(jī)控制工藝的需要，我們認(rèn)為當(dāng)今先進(jìn)的數(shù)字化提升機(jī)應(yīng)具有以下特點(diǎn)：1)、在驅(qū)動(dòng)控制上，礦井提升機(jī)直流拖動(dòng)與交流拖動(dòng)相比，調(diào)速性能好，不需附加其它拖動(dòng)裝置，隨著驅(qū)動(dòng)控制產(chǎn)品的成熟，完全能夠?qū)崿F(xiàn)全數(shù)字化控制，大大增加了系統(tǒng)的可靠性與控制精度。與此相比，交流控制產(chǎn)品不夠成熟，存在造價(jià)高、不易維護(hù)的特點(diǎn)；2） 、在整個(gè)系統(tǒng)的配置

11、上，應(yīng)采用現(xiàn)在比較成熟的網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)，既減少了現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)的工作量，增加了系統(tǒng)的可靠性，又減少了現(xiàn)場(chǎng)施工的工作量，減低了系統(tǒng)的整體成本；3） 、數(shù)控化的系統(tǒng)要有友好的人機(jī)界面，實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)的各種信息，具有故障智能11診斷功能，增加維護(hù)的方便性，減少系統(tǒng)的故障處理時(shí)間；4） 、隨著基礎(chǔ)技術(shù)的不斷進(jìn)步，各元器件的可靠性大大提高，在提升機(jī)控制系統(tǒng)中，應(yīng)選用高可靠性的器件。1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容1） 、數(shù)字化提升機(jī)電控系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)；2） 、提升機(jī)主控系統(tǒng)的選型和開發(fā)；3） 、提升機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的選型和開發(fā)；4） 、提升機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的選型和開發(fā)；5） 、工業(yè)總線網(wǎng)絡(luò)的選擇與開發(fā)；6） 、提升機(jī)上位監(jiān)控系統(tǒng)

12、的開發(fā)和調(diào)試；7） 、提升機(jī)制動(dòng)控制系統(tǒng)的開發(fā)和實(shí)驗(yàn)；8） 、數(shù)字化提升機(jī)電控系統(tǒng)的調(diào)試；122 礦井提升直流傳動(dòng)理論分析2.1 直流傳動(dòng)系統(tǒng)概述礦井直流提升機(jī)全數(shù)字調(diào)速電控系統(tǒng)有如下特點(diǎn)：硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故障點(diǎn)少，可靠性高全數(shù)字調(diào)速電控系統(tǒng)的硬件電路均采用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路，元器件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故障點(diǎn)少，可靠性高；模擬調(diào)速電控系統(tǒng)的硬件電路則以分立元件為主，元器件多，線路復(fù)雜，故障點(diǎn)多，可靠性差。（1）可控精度高，工作穩(wěn)定性好全數(shù)字調(diào)速電控系統(tǒng)設(shè)有微處理器，整個(gè)控制功能與調(diào)速算法均由軟件完成，控制參數(shù)一經(jīng)確定，就不會(huì)發(fā)生改變，所以控制精度高，工作穩(wěn)定性好；而模擬調(diào)速電控系統(tǒng)的控制功能與調(diào)

13、速算法均由硬件實(shí)現(xiàn)，控制參數(shù)離散性大，控制精度低，工作穩(wěn)定性差。（2）容易實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的控制算法隨著控制對(duì)象的多樣化和復(fù)雜化，傳統(tǒng)的 PID 控制算法愈來愈沒滿足不了控制對(duì)象的要求，某些控制對(duì)象必須要求采用先進(jìn)的控制算法如自適應(yīng)控制、模糊控制、智能控制等才能達(dá)到控制精度，而這些先進(jìn)的控制算法只有全數(shù)字調(diào)速電控系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)，這是模擬調(diào)速電控系統(tǒng)望塵莫及的，模擬系統(tǒng)只能完成一些諸如 PID 的簡(jiǎn)單控制算法。（3）故障自診斷能力強(qiáng)，大大降低使用維護(hù)成本全數(shù)字調(diào)速電控系統(tǒng)中，硬件工作狀態(tài)可以通過軟件來反映，軟件運(yùn)行情況也可以通過硬件來監(jiān)視，這樣硬、軟件故障可以通過指示直接反映出來，維護(hù)方便，模擬調(diào)速系統(tǒng)線

14、路復(fù)雜，一旦發(fā)生故障，很難查找，維護(hù)極為不便。（4）具有較高的可構(gòu)置性，擴(kuò)展方便，運(yùn)行靈活性高全數(shù)字電控系統(tǒng)硬件采用以總線聯(lián)系的模塊化結(jié)構(gòu)，控制算法和系統(tǒng)控制采用軟件完成，具有較高的可構(gòu)置性，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)投入運(yùn)行以后，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和系統(tǒng)要求的提高，可以進(jìn)行功能擴(kuò)展，具有較高的運(yùn)行靈活性；而模擬電控系統(tǒng)一經(jīng)設(shè)計(jì)完成，就無法進(jìn)行功能擴(kuò)展，具有功能單一，運(yùn)行靈活性差的特點(diǎn)。（5）可與其它系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理全數(shù)字調(diào)速電控系統(tǒng)容易實(shí)現(xiàn)數(shù)字通訊，并與其它系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，它可將系統(tǒng)中的運(yùn)行參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)傳遞到網(wǎng)絡(luò)上，便于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理，而模擬調(diào)速電控系統(tǒng)就很難實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能。（6）性能價(jià)格比高一方面，隨著

15、電子技術(shù)的發(fā)展，集成器件的成本越來越低，這樣全數(shù)字調(diào)速電控系13統(tǒng)的成本將越來越低；另一方面，全數(shù)字調(diào)速電控系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)、可靠性高、功能強(qiáng)大，因此具有很高的性能價(jià)格比。進(jìn)一步來說，全數(shù)字調(diào)速電控系統(tǒng)在技術(shù)上已經(jīng)發(fā)展成熟，因此在傳動(dòng)領(lǐng)域采用全數(shù)字調(diào)速電控系統(tǒng)并大力發(fā)展是一種必然趨勢(shì)，它終將取代模擬調(diào)速電控系統(tǒng)。2.2 直流傳動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)速方案2.2.1 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速的分類與技術(shù)指標(biāo)2.2.2 直流調(diào)速系統(tǒng)的方案選擇當(dāng)改變電樞電壓時(shí)，理想空載轉(zhuǎn)速也將改變，而機(jī)械特性的斜率不變。其特性曲線是一族以 U 為參數(shù)的平行直線。由此可知，在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)均有較大的硬度，在允許的轉(zhuǎn)速變化率范圍內(nèi)可以獲得較低的

16、穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，故此種方法的調(diào)速范圍較寬，一般可達(dá)1012。如采用各種反饋或穩(wěn)速控制系統(tǒng)，調(diào)速范圍可達(dá)幾百至幾千。改變電樞電壓調(diào)速方式屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，并在空載或負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)也能得到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，通過電壓正反相變化，使電機(jī)能平滑的啟動(dòng)和工作在四個(gè)象限，能實(shí)現(xiàn)回饋制動(dòng)，而且控制功率較小，效率較高，配上各種調(diào)節(jié)器可組成性能指標(biāo)較高的調(diào)速系統(tǒng)，因此在工業(yè)中得到廣泛采用。改變電動(dòng)機(jī)的電樞電壓，需要有獨(dú)立的可變電壓的電源，一般采用的有直流發(fā)電機(jī)、電機(jī)擴(kuò)大機(jī)、磁放大器、汞弧整流器等。2.2.3 12 相晶閘管供電可逆?zhèn)鲃?dòng)系統(tǒng)采用雙變流器組成 12 相整流線路的傳動(dòng)系統(tǒng)。對(duì)于供電給大容量直流電動(dòng)機(jī)的可控整流裝置,為了減輕

17、對(duì)電網(wǎng)的干擾,特別是減少高次諧波分量,可以將兩組三相整流橋進(jìn)行并聯(lián),組成 12 相整流線路對(duì)電動(dòng)機(jī)供電.一般采用并聯(lián)方案。用一臺(tái)三繞組變壓器，一次繞阻接成三角形或星形；二次繞組中的一個(gè)接成星形，另一個(gè)接成三角形，則此兩繞組相位差 30 度。兩個(gè)二次繞組分別供電給兩個(gè)三相整流橋，此兩個(gè)整流電路的輸出，通過平衡電抗器進(jìn)行并聯(lián)后向直流發(fā)電機(jī)供電。為了使兩組整流橋的輸出電壓相等，三角形連接的變壓器繞組相電壓應(yīng)比星形連接的饒組相電壓大 1.73倍。對(duì)于多臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)的場(chǎng)合，為減少高次諧波對(duì)電網(wǎng)的影響，每臺(tái)電動(dòng)機(jī)可采用三相整流電路，但每臺(tái)變壓器的一次繞組可采用三角形或星形聯(lián)結(jié)并采用移相變壓器，已形成對(duì)

18、電網(wǎng)大于 6 相脈動(dòng)的負(fù)載電流。對(duì)于電動(dòng)機(jī)容量較大，電網(wǎng)容量相對(duì)較小，而又要經(jīng)常工作在低速的系統(tǒng)，變流裝置經(jīng)常要運(yùn)行在深控場(chǎng)合，即控制角 a 大，直流電壓低，相依的功率因數(shù)將變得很低。此時(shí)，可采用兩組可控整流裝置串聯(lián)不對(duì)稱控制的方法。為了降低低速運(yùn)行時(shí)的無功功率，對(duì)兩套整流裝置采用不對(duì)稱控制，其原理是將一組整流器的控制角固定在最大或最小，先控制另一組的相位，帶接近極限控制角后再控制原來被固定控制角的那一組的相位。因?yàn)閮山M變流器是并聯(lián)的，所以在啟動(dòng)與電流斷續(xù)時(shí)，所有應(yīng)導(dǎo)通的晶閘管應(yīng)在同一個(gè)時(shí)間觸發(fā)，故最好采用寬脈沖觸發(fā)形式。2.3 礦井提升機(jī)電氣傳動(dòng)裝置2.3.1 概述礦井提升機(jī)也叫礦井卷揚(yáng)機(jī)，

19、是礦井的關(guān)鍵設(shè)備之一。作為井上與井下的唯一輸送通道，是礦井的咽喉部位。不難想象，礦井提升機(jī)運(yùn)行性能的優(yōu)劣，不僅直接影響到礦山的正常生產(chǎn)與產(chǎn)品產(chǎn)量，而且還與設(shè)備及人身安全密切相關(guān)。礦井提升機(jī)種類繁多，按照井道結(jié)構(gòu)，有立井與斜井之分；按照拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)，有交流14拖動(dòng)與直流拖動(dòng)提升機(jī)；按容器功能，則有箕斗與罐籠，箕斗又分為單箕斗和雙箕斗，罐籠也有單罐籠和雙罐籠，還有單層罐籠和雙層罐籠之區(qū)別。按鋼絲繩結(jié)構(gòu)方式，則有單繩圓柱滾筒提升機(jī)和多繩摩擦輪提升機(jī)，按照速度圖形式，則有三階段，五階段和六階段速度的提升機(jī)。在 1894 年 AEG 公司曾為西格蘭德礦井提供了第一套配有直流發(fā)電機(jī)-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的礦井提升機(jī)，

20、直到 1965 年，世界各地要求較高或容量較大的礦井提升機(jī)都一直沿用這類系統(tǒng)。此后，由于電力半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展。特別是晶閘管的出現(xiàn)，對(duì)要求較高或多水平開采的礦井，其提升機(jī)幾乎都采用了晶閘管變流裝置供電的直流傳動(dòng)系統(tǒng)。以交流電動(dòng)機(jī)組成的交流傳動(dòng)系統(tǒng)，亦大量地應(yīng)用于提升機(jī)。但就我國目前情況看，國產(chǎn)的交流傳動(dòng)礦機(jī)提升極大部分仍采用較老的控制方式，它是在線繞轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子回路，串入多級(jí)電阻(也有用水電組的),逐漸切除電阻,實(shí)現(xiàn)分級(jí)調(diào)速;減速制動(dòng)多采用能耗制動(dòng)的方式；至于停車前的爬行段,常需另外增加一套附加裝置,它可以是小容量異步電動(dòng)機(jī)或低頻(5Hz)電源。不過，這類系統(tǒng)的控制性能均不夠理想，而且消

21、耗大量的電能，從節(jié)能的觀點(diǎn)出發(fā)，是不利的。這類系統(tǒng)一般僅用于容量不大，控制要求不高的單水平礦井提升機(jī)。從技術(shù)發(fā)展的角度看，由于電力半導(dǎo)體器件機(jī)微電子技術(shù)的發(fā)展，近年來變頻調(diào)速技術(shù)迅速發(fā)展，使它有可能應(yīng)用到提升機(jī)。國外已將交-交變頻調(diào)速系統(tǒng)用于礦井提升機(jī)，我國也以引進(jìn)這方面的技術(shù)，可望在短期內(nèi)有較快的發(fā)展，但前主要還是成本偏高，故在復(fù)雜的要求較高的多水平大容量的提升機(jī)中，占主導(dǎo)地位的仍屬于直流傳動(dòng)系統(tǒng)。2.3.2 提升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)2.3.3 提升機(jī)的安全保護(hù)對(duì)礦井提升機(jī)來說，由于其所處的關(guān)鍵地位，其可靠運(yùn)行的重要性是可想而知的。除了轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行可靠外，整個(gè)系統(tǒng)中的有關(guān)參量檢測(cè)，監(jiān)視機(jī)保護(hù)措施的完

22、整也是至關(guān)重要的。提升機(jī)的有關(guān)需要保護(hù)的參量不下數(shù)十種，下面按期事故的嚴(yán)重程度加以分類。1） 、重事故所謂重事故就是要求緊急停車的故障。提升機(jī)在運(yùn)行中，凡遇到作用于緊急停車回路的事故信號(hào)，不論處于何種運(yùn)行狀態(tài)，如高速、低速、電動(dòng)或發(fā)電制動(dòng)，都要立即報(bào)閘制動(dòng)，主要有：(1)制動(dòng)油壓故障,開車時(shí)油壓過低,停車時(shí)油壓過高;(2)錯(cuò)向開車;(3)高壓進(jìn)線油斷路器跳閘;(4)控制電源段電機(jī)三相交流電源斷相;(5)深度發(fā)送裝置與主機(jī)的連接斷開或松動(dòng);(6)測(cè)速發(fā)電機(jī)與主機(jī)連接斷開;(7)提升機(jī)過卷或超速;15(8)提升機(jī)到上下兩端的減速點(diǎn)之后不減速或速度超過給定值;(9)電樞回路過流或電樞堵轉(zhuǎn)過流超度一定

23、時(shí)間;(10)電樞供電和勵(lì)磁供電變流回路的快熔熔斷(直流傳動(dòng),對(duì)于多并聯(lián)場(chǎng)和,每個(gè)橋臂中有兩個(gè)以上的快熔熔斷,才作為緊急停車信號(hào))；(11)開車時(shí)井口的搖臺(tái)動(dòng)作;(12)制動(dòng)油泵失電;(13)勵(lì)磁回路因重大故障引起勵(lì)磁電源與開關(guān)動(dòng)作;2） 、輕故障凡屬下列故障則稱為輕故障，即事故發(fā)生后，允許提升機(jī)繼續(xù)完成事故前所要求的運(yùn)行繼續(xù)按原有速度圖運(yùn)行到正常停車，停車后就不得再開車，必須等待故障妥善處理之后，才允許重新投入運(yùn)行。屬于輕故障的有：(1)主回路電樞接地及勵(lì)磁回路接地；(2)各變流柜的冷卻風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)；(3)電動(dòng)機(jī)軸承過熱；(4)潤滑油油量不足；(5)油壓制動(dòng)閘回路的油溫過高。3） 、閃光報(bào)警凡屬

24、下列故障，允許提升機(jī)繼續(xù)正常運(yùn)行，而只給操做司機(jī)或現(xiàn)場(chǎng)維修人員發(fā)出燈光信號(hào)或音響報(bào)警信號(hào)。(1)閘瓦磨損(損壞程度較嚴(yán)重的應(yīng)按重事故處理);(2)電動(dòng)機(jī)油泵溫度過高;(3)直流傳動(dòng)中變流橋交流側(cè)或直流側(cè)阻容保護(hù)故障;(4)變流橋的多并聯(lián)橋臂中有一只快熔斷。2.4 電氣傳動(dòng)的計(jì)算機(jī)控制2.4.12.4.1 可編程序控制器PLC 的硬件結(jié)構(gòu)主要由五個(gè)部分組成：中央處理器(CPU)、輸入模塊、輸出模塊、電源、編程器及外部設(shè)備。來自現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的輸入信號(hào)如開關(guān)、按鈕、儀表信號(hào)等經(jīng)輸入模塊(對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換及隔離)讀入 CPU，由用戶程序(在系統(tǒng)程序管理下)解讀，這些程序由一系列的指令組成。包括邏輯運(yùn)

25、算、算術(shù)運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、比較、數(shù)據(jù)傳送、存取、及轉(zhuǎn)換等。完成用戶程序中所規(guī)定的控制任務(wù)，并按照輸入和輸出信號(hào)進(jìn)行邏輯判斷，用其結(jié)果來驅(qū)動(dòng)輸出模塊(對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行電壓和電流轉(zhuǎn)換及隔離)控制繼電器、電磁閥或電動(dòng)機(jī)等，完成生產(chǎn)過程及工藝流程的控制。2.4.2 控制系統(tǒng)的工業(yè)總線整套通訊系統(tǒng)分成兩個(gè)層次，三個(gè)部分。即：由 S7-400、S7-300 和上位工控機(jī)組成16最高層次的通訊網(wǎng)絡(luò)，S7-400、S7-300 分別與各自的遠(yuǎn)程 I/O 組成最基礎(chǔ)的通訊網(wǎng)絡(luò)?；A(chǔ)通訊網(wǎng)絡(luò)完成系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集、處理及功能的輸出，最高層次的通訊網(wǎng)絡(luò)完成系統(tǒng)的人機(jī)界面。 173 數(shù)控化提升機(jī)系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)本章包括系統(tǒng)功能

26、設(shè)計(jì)、硬件總體設(shè)計(jì)、計(jì)算和軟件總體設(shè)計(jì)三部分。3.1 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)根據(jù)數(shù)控化提升機(jī)理論分析可知，對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)根據(jù)中央處理器（CPU）及其處理的功能范圍來講，把整個(gè)提升機(jī)電氣控制系統(tǒng)分為主控系統(tǒng)、監(jiān)視控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、上位監(jiān)視系統(tǒng)、制動(dòng)控制系統(tǒng)等。西門子S7系列的PLC是西門子S5系列的PLC的升級(jí)產(chǎn)品，不論在性能、運(yùn)算速度、使用范圍等上具有較優(yōu)的性能。其中S7系列的PLC可分為S7-200PLC、S7-300PLC、S7-400PLC。其價(jià)格、性能、運(yùn)算速度、I/O點(diǎn)數(shù)逐步提高。S7-200PLC具有緊湊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、良好的擴(kuò)展性能、低廉的價(jià)格以及較全的指令，使得S7-200PLC滿足小

27、規(guī)模的控制要求，再解決用戶的自動(dòng)化問題時(shí)，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。SIMATIC S7-300 可編程序控制器是模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。各種單獨(dú)的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合以用于擴(kuò)展。系統(tǒng)組成：中央處理單元 (CPU)；各種 CPU 有各種不同的性能，例如，有的 CPU 上集成有輸入/輸出點(diǎn)，有的 CPU 上集成有 PROFIBUS-DP 通訊接口等。信號(hào)模塊 (SM)用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出，通訊處理器 （CP）用于連接網(wǎng)絡(luò)和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，功能模塊 (FM)用于高速計(jì)數(shù)，定位操作 (開環(huán)或閉環(huán)控制) 和閉環(huán)控制。根據(jù)客戶要求，還可以提供以下設(shè)備：負(fù)載電源模塊 (PS)用于將 SIMATIC S7-300 連

28、接到 120/230 伏交流電源。接口模塊 (IM)用于多機(jī)架配置時(shí)連接主機(jī)架(CR) 和擴(kuò)展機(jī)架 (ER)。S7-300通過分布式的主機(jī)架 (CR) 和 3個(gè)擴(kuò)展機(jī)架 (ER)，可以操作多達(dá) 32 個(gè)模塊。運(yùn)行時(shí)無需風(fēng)扇。SIMATIC S7-300 適用于通用領(lǐng)域：高電磁兼容性和強(qiáng)抗振動(dòng)、沖擊性，使其具有很高的工業(yè)環(huán)境適應(yīng)性。3.1.1 主控系統(tǒng)設(shè)計(jì)主控部分 S7-400 主要功能是執(zhí)行操作程序，從提升機(jī)控制功能上可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、手動(dòng)、檢查、閉鎖等運(yùn)行方式。主控部分采用 S7-400 系列的 PLC 完成速度S曲線的給定、位置閉環(huán)控制和整個(gè)系統(tǒng)的報(bào)警保護(hù)控制；并實(shí)現(xiàn)各種故障保護(hù)及閉鎖。來自系

29、統(tǒng)各部分的信號(hào)經(jīng)過隔離或直接引入到 PLC 中，PLC 將其處理后進(jìn)行操作、控制、顯示、制動(dòng)、故障和報(bào)警等，同時(shí)形成主要的軟件安全回路。1） 、 行程控制：PLC 通過編碼器檢測(cè)的脈沖，計(jì)算速度、行程，根據(jù)行程來進(jìn)行速度給定。提升機(jī)控制的核心問題是行程控制，也就是運(yùn)動(dòng)設(shè)備在規(guī)定的范圍內(nèi)往復(fù)循環(huán)移動(dòng)，并在行程兩端達(dá)到自動(dòng)減速、停止的速度給定。根據(jù)行程控制的原則，對(duì) PLC 編程進(jìn)行突破性研究，完成行程控制。由公式：Vt- VO=at 和 S = VOt +(1/2)at2 可知 Vt2- VO2=2As 根據(jù) v 和 S的關(guān)系（如圖 31） ，保證減速點(diǎn)后 PLC 計(jì)算的速度給定會(huì)自動(dòng)減小。18

30、圖圖 3 31 1 V-SV-S 曲線圖曲線圖2） 、速度控制：根據(jù)提升機(jī)行程控制的要求，由 PLC 完成系統(tǒng)的速度曲線與保護(hù)曲線運(yùn)算，綜合成為速度的給定輸出。速度閉環(huán)控制由 6RA70 裝置完成，速度拐點(diǎn)處設(shè)置圓形過渡，減少機(jī)械沖擊。以獨(dú)立的每轉(zhuǎn) 5000 脈沖的編碼器完成速度反饋。3） 、安全保護(hù)控制PLC 通過采集的現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)、設(shè)備信息，結(jié)合定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、功能塊實(shí)現(xiàn)邏輯保護(hù)，PLC 也通過編碼器檢測(cè)的脈沖，計(jì)算速度、行程來實(shí)現(xiàn)過速、過卷、速度逐點(diǎn)保護(hù)功能。各種保護(hù)可歸類為提升系統(tǒng)保護(hù)和設(shè)備保護(hù)。根據(jù)其危害程度，可分為報(bào)警和故障緊停，報(bào)警只是閉鎖提升機(jī)，而故障要實(shí)施緊停。在數(shù)控提升機(jī)控制系

31、統(tǒng)中，提升機(jī)故障的檢測(cè)與判斷絕大部分是由 PLC 軟件控制完成。4） 、傳動(dòng)系統(tǒng)控制：PLC 實(shí)現(xiàn)行程控制，使提升機(jī)在規(guī)定的行程范圍內(nèi)循環(huán)移動(dòng)，同時(shí)要實(shí)現(xiàn)速度的給定。由 6RA70 主站完成對(duì)速度、電流控制的響應(yīng)，PLC 通過通訊方式把 6RA70 速度、電流閉環(huán)的信息參數(shù)傳到 CPU 中，PLC 完成速度、電流閉環(huán)的控制監(jiān)視。行程、速度、電流控制的關(guān)系（如圖 32） 給定行程反饋行程控制S7-4006RA70速度控制rrefVf6RA70電流控制IrefIf19 圖圖 3 32 2 行程速度電流控制關(guān)系行程速度電流控制關(guān)系3.1.2 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)由一套西門子的 S7-300 可編程控

32、制器和相應(yīng)的控制程序組成。S7-300 監(jiān)控系統(tǒng)主要包含 CPU、計(jì)數(shù)模塊、通訊模塊、重要信息輸入模塊、保護(hù)輸出模塊。該部分的主要功能是根據(jù)系統(tǒng)要求，實(shí)現(xiàn)提升機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視，完成速度、行程包絡(luò)線的生成。同時(shí)完成行程、速度監(jiān)控。3.1.3 驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)全數(shù)字直流調(diào)速電控系統(tǒng)的主驅(qū)動(dòng)部分變流裝置采用西門子 6RA70，兩套并聯(lián)，完成12 脈動(dòng)變流，減少對(duì)電網(wǎng)的危害。采用電樞可逆、恒定勵(lì)磁方式。勵(lì)磁部分采用西門子的 6RA70 系列的整流裝置，實(shí)現(xiàn)恒定勵(lì)磁。SIMOREG 6RA70 系列整流裝置為三相交流電源直接供電的全數(shù)字控制裝置，其結(jié)構(gòu)緊湊，用于可調(diào)速直流電機(jī)電樞和勵(lì)磁供電，該裝置所有的

33、控制、調(diào)節(jié)、監(jiān)視及附加功能都由雙微處理器來實(shí)現(xiàn);裝置內(nèi)有調(diào)節(jié)板和用于擴(kuò)展、通訊接口的附加板。兩臺(tái)高效能的微處理器(C163 和 C167)承擔(dān)電樞和勵(lì)磁回路所有的調(diào)節(jié)和傳動(dòng)控制功能。調(diào)節(jié)功能在軟件中通過參數(shù)構(gòu)成的程序模塊來實(shí)現(xiàn)。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器將轉(zhuǎn)速給定值與實(shí)際值進(jìn)行比較。根據(jù)它們之間的差值輸出相應(yīng)的電流給定值送電流調(diào)節(jié)器(原理：帶有電流內(nèi)環(huán)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié))。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器是帶有可選擇的 D-部分的 PI 調(diào)節(jié)器。此外尚有可參數(shù)設(shè)置的可接通速度軟化。調(diào)節(jié)器的所有識(shí)別量都可分別設(shè)定。Kp 值(放大系數(shù))同一個(gè)連接器信號(hào)(外部或內(nèi)部)相適配。同時(shí)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的 P-放大系數(shù)要與轉(zhuǎn)速實(shí)際值，電流實(shí)際值，給定值-實(shí)

34、際值的差值或卷徑相匹配。為了獲得更好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)在速度調(diào)節(jié)回路有預(yù)控器，這可以通過例如在速度調(diào)節(jié)器輸出附加一個(gè)轉(zhuǎn)矩給定值來實(shí)現(xiàn)，該附加給定值與傳動(dòng)系統(tǒng)的摩擦及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量有關(guān)，解決了起動(dòng)大載荷的問題，使得提升機(jī)在起動(dòng)過程中平穩(wěn)起動(dòng)?？赏ㄟ^一個(gè)自動(dòng)優(yōu)化過程確定摩擦和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的補(bǔ)償。在調(diào)節(jié)器鎖零放開后，速度調(diào)節(jié)器輸出量的大小可以通過參數(shù)直接調(diào)整。通過參數(shù)設(shè)定可以旁路轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，整流裝置作為轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)或電流調(diào)節(jié)的系統(tǒng)運(yùn)行。此外，在運(yùn)行過程中可通過選擇功能“主動(dòng)/隨動(dòng)轉(zhuǎn)換”來切換轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)/轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)。這個(gè)功能是作為通過開關(guān)量可設(shè)置端子或一個(gè)串行接口的開關(guān)量連接器來選擇。轉(zhuǎn)矩給定值的輸入可以通過可選擇連接器實(shí)現(xiàn)也

35、可由模擬量可設(shè)置端子輸入口或串行接口輸入。在“從動(dòng)狀態(tài)”下(轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)或電流調(diào)節(jié))一個(gè)極限調(diào)節(jié)器投入運(yùn)行。為了避免系統(tǒng)加速過快，通過一個(gè)參數(shù)可調(diào)的轉(zhuǎn)速限幅對(duì)限幅調(diào)節(jié)器進(jìn)行干預(yù)。但傳動(dòng)裝置被限制于一個(gè)可調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)速誤差。電流調(diào)節(jié)器是具有相互獨(dú)立設(shè)定的 P-放大值和調(diào)節(jié)時(shí)間的 PI-調(diào)節(jié)器。P 或 I 部分可被切斷(純粹的 P-調(diào)節(jié)器或 I-調(diào)節(jié)器)。電流實(shí)際值通過三相交流側(cè)的電流互感器檢測(cè)，經(jīng)負(fù)載電阻，整流，再經(jīng)模擬、數(shù)字變換后送電流調(diào)節(jié)器。分辨率是裝置額定電流的 10 位。電流限幅器的輸出作為電流給定值。電流調(diào)節(jié)器的輸出形成觸發(fā)裝置的控制角，同時(shí)作用于觸發(fā)裝置的還有預(yù)控制器。電流調(diào)節(jié)回路的預(yù)控制器

36、用于改善調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，電流調(diào)節(jié)電路中的允許上升時(shí)間范圍為 6-9 ms 。預(yù)控制與電流給定值和電機(jī)的 EMF 有關(guān)，并確保在電流連續(xù)和斷續(xù)狀態(tài)或轉(zhuǎn)矩改變符號(hào)時(shí)所要求的觸發(fā)角的20快速變化。3.1.4 工業(yè)總線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)化的設(shè)計(jì)，主控 PLC 選用西門子功能最強(qiáng)大的 S7-400 產(chǎn)品，行程監(jiān)控采用西門子 S7-300PLC，兩者與上位機(jī)一起通過 PROFIBUS-FMS 總線構(gòu)成系統(tǒng)的上級(jí)網(wǎng)絡(luò)。此外，S7-400 通過 PROFIBUS DP 網(wǎng)絡(luò)下掛操作臺(tái) ET200M、低壓柜 2 ET200M 和由三個(gè) 6RA70 驅(qū)動(dòng)裝置組成的 DP 分站。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電樞回路采用兩臺(tái)西

37、門子 6RA70 裝置，兩臺(tái)西門子 6RA70 裝置采用主從方式通過點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)電流的控制和平衡，完成系統(tǒng)的十二脈動(dòng)供電以及故障互鎖。具體結(jié)構(gòu)見系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖，如圖 32IBM laser printerPROFIBUS-FMSET200M操作臺(tái)ET200M低壓柜2CBP變流柜PROFIBUS-DP主控S7-400行程控制S7-300上位機(jī)編程器PG740打印機(jī)CBP變流柜ET200MCBP變流柜低壓柜2圖圖 3 33 3 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖3.1.5 上位監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)計(jì)操作臺(tái)配備工控機(jī)與 PLC 建立網(wǎng)絡(luò)通訊，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控。實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)狀態(tài)信息及系統(tǒng)故障（如圖 34） 。上位工控機(jī)

38、監(jiān)視器可實(shí)現(xiàn)人-機(jī)對(duì)話。上位監(jiān)視程序，采用支持 Visual Basic 的 iFIX 監(jiān)控軟件包。iFIX 是強(qiáng)大的 HMI/SCADA 系統(tǒng)，可以進(jìn)行過程的圖形化監(jiān)視，數(shù)據(jù)采集和管理，監(jiān)督控制。能顯示高壓配電回路、低壓配電回路、提升系統(tǒng)圖、液壓制動(dòng)系統(tǒng)圖、裝卸載系統(tǒng)圖、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)圖、運(yùn)行曲線、生產(chǎn)報(bào)表和故障信息等畫面，反映提升機(jī)所有的運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)以及故障類型和故障發(fā)生時(shí)間，監(jiān)視器能使司機(jī)對(duì)提升機(jī)的運(yùn)行狀況一目了然，若發(fā)生故障，司機(jī)能及時(shí)從監(jiān)視器上了解到故障類型及位置，能及時(shí)通知維修人員排除故障，從而縮短排除故障時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。21圖圖 3 34 4 上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)3

39、.1.6 制動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)利用主控 PLC 的控制功能實(shí)現(xiàn)對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)的控制，對(duì)于主井制動(dòng)控制采用恒力矩控制制動(dòng)，并實(shí)現(xiàn)二級(jí)制動(dòng)，制動(dòng)性能有計(jì)算校核，PLC 完成工作制動(dòng)的給定和發(fā)出緊停制動(dòng)信號(hào)，時(shí)間繼電器完成二級(jí)制動(dòng)的延時(shí)控制。3.1.7 主回路設(shè)計(jì)提升機(jī) 6kV 系統(tǒng)兩路電源引自 35kV 變電所，一路運(yùn)行一路備用，兩臺(tái)進(jìn)線開關(guān)為就地操作。一臺(tái) 6kV 饋出線柜，連接一臺(tái) 1000kVA 的整流變壓器。操作方式：就地操作和遠(yuǎn)控操作，設(shè)有短路和過流保護(hù)，整流變壓器設(shè)有溫度保護(hù)。主回路采用電樞電流換向（電樞可逆） ，磁場(chǎng)電流單向（磁場(chǎng)恒定）的方式；可控硅整流系統(tǒng)，主要有一臺(tái) 1000kVA 的整

40、流變壓器和一臺(tái)整流柜組成。四象限工作的整流器通過兩個(gè)三相全控橋(B6)A(B6)C 無環(huán)流直接反并聯(lián)。在閉環(huán)控制系統(tǒng)的控制下，根據(jù)系統(tǒng)的需要通過整流方向及電壓的變化，實(shí)現(xiàn)提升機(jī)的正、反轉(zhuǎn)和速度的調(diào)節(jié)。電機(jī)直流主回路中，有一臺(tái)平波電抗器，用于均流；一臺(tái)直流快速斷路器，用于電機(jī)保護(hù)。3.1.8 安全保護(hù)功能設(shè)計(jì)在安全回路設(shè)計(jì)方面，充分考慮提升機(jī)的關(guān)鍵性保護(hù)，將其納入硬件安全回路，如：過卷保護(hù)、極限過卷保護(hù)、延時(shí)過流保護(hù)、瞬動(dòng)過流保護(hù)、超速保護(hù)以及驅(qū)動(dòng)裝置故障等。同時(shí)也將高壓柜、快開的輔助觸點(diǎn)納入其中，確保供電設(shè)備均處于正常合閘狀態(tài)時(shí)才能送上硬件安全回路；系統(tǒng)中設(shè)置兩套獨(dú)立的 PLC 控制系統(tǒng)，分別

41、形成各自的軟件安全回路，這兩套軟件安全回路均和硬件安全回路串聯(lián)形成提升機(jī)總的安全回路，三者任何一方檢測(cè)到提升機(jī)有故障存在都無法啟動(dòng)提升機(jī)。系統(tǒng)設(shè)有 S7-400 軟安全回路，S7-300 軟安全回路，以及一套繼電器直動(dòng)的硬件安全22回路。S7-400 安全回路完成系統(tǒng)所有的保護(hù)，主要有設(shè)備狀態(tài)保護(hù)和系統(tǒng)保護(hù)。S7-300安全回路完成系統(tǒng)的行程、速度保護(hù)。繼電器安全回路完成系統(tǒng)重要的一些保護(hù)并實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)。軟安全回路與硬安全回路互相冗余，完全滿足煤礦安全規(guī)程中不少于兩條安全回路的要求，并且超出了煤礦安全規(guī)程要求。其保護(hù)方式結(jié)構(gòu)（如圖 35） 。給定行程反饋行程控制S7-4006RA70速度控制r

42、refVf6RA70電流控制IrefIf保護(hù)輸出保護(hù)輸出S7-300行程監(jiān)視給定行程反饋保護(hù)輸出硬繼電器安全回路保護(hù)輸出各種保護(hù) 信號(hào)其中重要保護(hù)信號(hào)閘控輸出液壓站安全閘圖圖 3 35 5 提升機(jī)保護(hù)方式結(jié)構(gòu)提升機(jī)保護(hù)方式結(jié)構(gòu)3.1.9 系統(tǒng)功能框圖結(jié)合煤礦安全規(guī)程安全保護(hù)的要求，對(duì)系統(tǒng)保護(hù)內(nèi)容以及完成方式進(jìn)行的設(shè)置與研究，以及對(duì)提升機(jī)與提升系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新性研究。豐富了規(guī)程的要求。系統(tǒng)主要設(shè)有如下保護(hù)如表 31：表表 3 31 1 TS3ATS3A 系統(tǒng)提升保護(hù)設(shè)置一覽表系統(tǒng)提升保護(hù)設(shè)置一覽表序 號(hào)名 稱描 述 提升系統(tǒng)保護(hù)1井筒過卷提升機(jī)緊急制動(dòng)（進(jìn)繼電器安全回路）2井筒極限過卷提升機(jī)緊急制動(dòng)

43、（進(jìn)繼電器安全回路）3計(jì)算機(jī)過卷系統(tǒng)計(jì)算機(jī)計(jì)算 PG 的行程，提升機(jī)緊急制動(dòng)4箕斗在裝載位置箕斗進(jìn)入裝載區(qū)域顯示，該區(qū)域決定于裝載口高度，聯(lián)鎖裝載控制5鋼絲繩長系統(tǒng)計(jì)算機(jī)根據(jù)行程判斷，定值根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)制定，提示維護(hù)人員確認(rèn)狀態(tài)，同時(shí)提升機(jī)自動(dòng)提升方23式被閉鎖6卸載倉滿卸載倉滿，提升機(jī)被閉鎖，裝載被閉鎖（進(jìn)繼電器安全回路）7驅(qū)動(dòng)失敗提升機(jī)運(yùn)行方向、速度與給定不一致，提升機(jī)緊急制動(dòng)8速度超限提升機(jī)運(yùn)行速度超過設(shè)定速度包羅線，提升機(jī)緊急制動(dòng)9提升機(jī)過速提升機(jī)運(yùn)行速度超過最大速度的 15%，提升機(jī)緊急制動(dòng)（進(jìn)繼電器安全回路）10井口速度超限箕斗經(jīng)過井口開關(guān)時(shí)運(yùn)行速度超過限值，提升機(jī)緊急制動(dòng)（進(jìn)繼電器安全

44、回路）11滑繩滾筒速度與導(dǎo)向輪速度誤差超限（1m/s） ，緊急制動(dòng)后提升機(jī)在下次同步之前速度限制在 2ms 之內(nèi)12同步超限箕斗通過同步開關(guān)時(shí)，系統(tǒng)計(jì)算機(jī)行程測(cè)量值與實(shí)際行程誤差超過限定值（定值由鋼絲繩的彈性模量、長度和張力確定） ，緊急制動(dòng)后，提升機(jī)在下次同步之前速度限制在 2ms 之內(nèi)13繩襯磨損超限計(jì)算機(jī)計(jì)算到繩襯磨損超限，閉鎖下次開車，提示維護(hù)人員修正行程參數(shù)和確認(rèn)繩襯磨狀態(tài)后解鎖14行程測(cè)量故障系統(tǒng)計(jì)算機(jī)計(jì)算的 PG 形成誤差超限，提升機(jī)緊急制動(dòng)，速度限制在 2m/s 內(nèi)同步兩次后再次進(jìn)行故障確認(rèn)15裝載系統(tǒng)故障閉鎖自動(dòng)提升16司機(jī)臺(tái)緊急停車提升機(jī)緊急制動(dòng)（進(jìn)繼電器安全回路）17卸載

45、站緊急停車提升機(jī)緊急制動(dòng)（進(jìn)繼電器安全回路）18裝載站緊急停車提升機(jī)緊急制動(dòng)（進(jìn)繼電器安全回路）19箕斗門未關(guān)提升機(jī)閉鎖 提升機(jī)狀態(tài)保護(hù)2420HV2 跳閘提升機(jī)緊急制動(dòng)（進(jìn)繼電器安全回路）21HV3 跳閘提升機(jī)緊急制動(dòng)（進(jìn)繼電器安全回路）22HV4 跳閘提升機(jī)緊急制動(dòng)（進(jìn)繼電器安全回路）23HV2 過流提升機(jī)緊急制動(dòng)24HV3 過流提升機(jī)緊急制動(dòng)25HV4 過流提升機(jī)緊急制動(dòng)26HV2 短路提升機(jī)緊急制動(dòng)27HV3 短路提升機(jī)緊急制動(dòng)28HV4 短路提升機(jī)緊急制動(dòng)29T1 變壓器超溫閉鎖提升機(jī)30T2 變壓器超溫閉鎖提升機(jī)31T3 變壓器超溫閉鎖提升機(jī)32DL1 故障提升機(jī)緊急制動(dòng)33DL2

46、 故障提升機(jī)緊急制動(dòng)34LC 故障提升機(jī)緊急制動(dòng)35直流斷路器跳閘提升機(jī)緊急制動(dòng)（進(jìn)繼電器安全回路）36主電機(jī)溫度報(bào)警閉鎖提升機(jī)37主軸承溫度報(bào)警閉鎖提升機(jī)38制動(dòng)油溫閉鎖提升機(jī)39主冷風(fēng)機(jī)閉鎖提升機(jī)3.2 硬件總體設(shè)計(jì)3.2.1 主回路硬件配置驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電樞回路采用西門子 6RA70 裝置，全數(shù)字調(diào)節(jié)部分主要功能有：1） 、成電樞回路的調(diào)節(jié)功能：（1）設(shè)定轉(zhuǎn)速給定源（2）自由選擇轉(zhuǎn)速實(shí)際值信號(hào)（3）速度自動(dòng)調(diào)節(jié)（4）電樞電流自動(dòng)調(diào)節(jié)（5）斜坡函數(shù)發(fā)生器（6）轉(zhuǎn)矩限幅25（7）電流限幅（8）預(yù)控制器（9）觸發(fā)裝置2） 、成勵(lì)磁回路的調(diào)節(jié)功能：（1）反電勢(shì)調(diào)節(jié)器（2）勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)器（3）觸發(fā)裝置3

47、） 、現(xiàn)電樞回路和磁場(chǎng)回路的各種監(jiān)控與診斷：（1）運(yùn)行數(shù)據(jù)的顯示（2）掃描功能（3）故障信號(hào)（4）警告（5）緊急安全斷電（E-STOP）3.2.2 硬件抗干擾措施輸入信號(hào)通過繼電器隔離，利用專用的計(jì)算機(jī)通訊屏蔽電纜，動(dòng)力、控制、計(jì)算機(jī)等系統(tǒng)分設(shè)接地系統(tǒng)，有效控制相互間的干擾。3.2.3 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)化的設(shè)計(jì)，主控 PLC 選用西門子功能最強(qiáng)大的 S7-400 產(chǎn)品，行程監(jiān)控采用西門子 S7-300PLC，兩者與上位機(jī)一起構(gòu)成系統(tǒng)的上級(jí)網(wǎng)絡(luò)。此外，S7-400 通過 PROFIBUS DP 網(wǎng)絡(luò)下掛操作臺(tái) ET200M、低壓柜 2 ET200M 和由三個(gè) 6RA70 驅(qū)動(dòng)裝置

48、組成的 DP 分站。3.2.4 監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)監(jiān)控PLC S7-300采用CPU 315-2 DP 。具有以下設(shè)計(jì)特點(diǎn)：CPU 315-2 DP 具有中到大型的程序存儲(chǔ)容量，以及PROFIBUS-DP 主/從接口?？梢耘渲贸煞植嫉淖詣?dòng)化結(jié)構(gòu)。微處理器：處理器執(zhí)行二進(jìn)制指令時(shí)間為300ns；擴(kuò)展存儲(chǔ)器能力：CPU 315-2 DP: 64K 字節(jié) RAM；PROFIBUS 接口：具有PROFIBUS-DP 接口的 CPU 可以建立分布式自動(dòng)化系統(tǒng)，具有高速及易于處理等特點(diǎn)。從用戶角度看，可將分布式 I/O當(dāng)作集中式 I/O 一樣 (相同的配置、編址及編程)。SIMATICS7-300數(shù)字輸入和

49、輸出模塊。通過這些模塊，可將數(shù)字傳感器和執(zhí)行元件與 SIMATIC S7-300 相連。數(shù)字 I/O 模塊具有下列優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)化配合，可利用可以任何方式組合的模塊使輸入/輸出點(diǎn)數(shù)與任務(wù)相配合；靈活的過程連接，可通過各種不同的數(shù)字執(zhí)行元件和傳感器使 S7-300 與過程相連接。數(shù)字輸入模塊將控制過程的外部數(shù)字量電平轉(zhuǎn)化為 S7-300 的內(nèi)部信號(hào)電平；數(shù)字輸出模塊將S7-300 的內(nèi)部信號(hào)電平轉(zhuǎn)化為控制過程所需的外部信號(hào)電平。S7-300的模擬輸入和輸出模塊。通過這些模塊可將模擬傳感器和執(zhí)行元件與 S7-300 相連。模擬輸入模塊將擴(kuò)展過程中的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為 S7-300 內(nèi)部處理用的數(shù)字信號(hào)。26

50、電壓和電流傳感器、熱電耦、電阻和電阻式溫度計(jì)均可作為傳感器與該模塊相連。模擬輸出模塊將 S7-300 的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成控制需要的模擬量信號(hào)。FM 350-1是智能化的單通道計(jì)數(shù)模塊用于廣泛的單純計(jì)數(shù)任務(wù)。此模塊通過直接連接增量編碼器，方式分擔(dān) CPU的任務(wù)：模塊給編碼器供電。FM 350-1計(jì)數(shù)器模塊依據(jù)可直接連接的門信號(hào)檢測(cè)最高達(dá) 500千赫茲的增量編碼器脈沖信號(hào)。CP 343-5 通訊處理器是用于PROFIBUS總線系統(tǒng)的SIMATICS7-300 和SIMATICC7的通訊處理器。它分擔(dān)CPU的通訊任務(wù)，并支持其它的通訊連接。3.2.5 控制系統(tǒng)模擬量信號(hào)采集由 S7400 的模擬量輸入

51、模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)以下模擬量的信號(hào)采集：主變、輔變溫度；制動(dòng)油壓；測(cè)速機(jī)信號(hào)；主令手柄信號(hào)；裝載稱重信號(hào)；整流裝置的反饋信號(hào)；工作閘工作電流及主變一次電流的模擬量的采集。3.2.6 控制系統(tǒng)數(shù)字量信號(hào)采集由 S7400 的開關(guān)量輸入模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)所有繼電器接點(diǎn)等的數(shù)字量等的信號(hào)采集。3.2.7 控制系統(tǒng)脈沖量信號(hào)采集由 S7400 的開關(guān)量輸入模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)主軸上兩個(gè)編碼器的脈沖信號(hào)的采集，實(shí)現(xiàn)脈沖計(jì)數(shù)和行程校正功能。3.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.3.1 主控軟件的開發(fā)設(shè)計(jì)S7-400 軟件作為本系統(tǒng)的主控軟件，實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)的邏輯控制，故障和報(bào)警的診斷、記憶及查詢，以及信號(hào)的輸入、輸出功能，它能獨(dú)立地完成系統(tǒng)的電流環(huán)

52、和速度環(huán)的控制。該系統(tǒng)的主要的技術(shù)要點(diǎn)有：1） 、提升機(jī)的行程校正功能提升機(jī)行程校正功能是為防止提升機(jī)在運(yùn)行過程中的可變性因素導(dǎo)致行程計(jì)算與箕斗（或罐籠）實(shí)際位置不符而設(shè)置的。它充分考慮了提升繩運(yùn)行中的蠕動(dòng)、較小量的伸長、滑繩和主滾筒摩擦襯墊的變化等因素對(duì)提升機(jī)安全運(yùn)行的影響。該功能主要包括：達(dá)到對(duì)提升行程的精確校正、校正位置開關(guān)狀態(tài)的檢查和計(jì)算系數(shù)的校正。行程校正主要完成提升箕斗在向上運(yùn)行過程中遇井筒位置磁開關(guān)時(shí)，將該磁開關(guān)所在位置的提升高度寫入 PLC 的高速計(jì)數(shù)功能塊，實(shí)現(xiàn)行程校正。為彌補(bǔ)磁開關(guān)動(dòng)作的不可靠性，系統(tǒng)在不同的位置高度設(shè)置了多個(gè)行程位置校正開關(guān)，即使有一開關(guān)動(dòng)作失常，其余位置

53、開關(guān)的動(dòng)作仍能達(dá)到精確校正的目的；另外，在校正磁開關(guān)所在位置不變的情況下，通過改變到位開關(guān)之前的校正值，實(shí)現(xiàn)到位位置小范圍的調(diào)整，解決提升繩因某種原因造成的長度的變化對(duì)提升狀態(tài)的影響。校正位置開關(guān)狀態(tài)的檢查是提升機(jī)行程校正功能的預(yù)防性措施，主要實(shí)現(xiàn)箕斗（或罐籠）向下運(yùn)行的過程中檢查井筒位置開關(guān)動(dòng)作是否正常，否則，就發(fā)出警告，同時(shí)自27動(dòng)取消該開關(guān)的行程校正功能，并限速運(yùn)行。若連續(xù)兩次檢測(cè)到同一位置開關(guān)動(dòng)作失常，提升機(jī)自動(dòng)閉鎖自動(dòng)和手動(dòng)提升方式，警示提升機(jī)司機(jī)應(yīng)轉(zhuǎn)換到檢查工作方式進(jìn)行檢修。計(jì)算系數(shù)的自動(dòng)校正功能主要實(shí)現(xiàn)對(duì)主滾筒摩擦襯墊厚度變化的跟蹤檢測(cè)，完成單脈沖的行程計(jì)算。在提升機(jī)工作在自動(dòng)方

54、式，并穩(wěn)定運(yùn)行 10 分鐘以上的條件下，檢測(cè)到某一固定位置的行程值超過（或低于）該位置實(shí)際行程值的一定計(jì)算誤差范圍，就自動(dòng)啟動(dòng)計(jì)算系數(shù)校正功能，最大限度的減小因計(jì)算系數(shù)的不精確造成的行程計(jì)算誤差。 2） 零速度閉環(huán)控制的安全性設(shè)計(jì)提升機(jī)在運(yùn)行過程中最容易出現(xiàn)問題的階段是：敞閘、起速和停車。為提升機(jī)的安全運(yùn)行問題，研制了零速度閉環(huán)控制技術(shù)。零速度閉環(huán)控制的安全性設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)提升機(jī)制動(dòng)器完全開啟狀態(tài)下的零速度控制，解決帶閘啟動(dòng)的問題；同時(shí)解決提升機(jī)在敞閘的同時(shí)出現(xiàn)向反方向下墜（重載負(fù)荷的作用） ，容易造成沉車的現(xiàn)象，以及解決停車精度不高安全性差的問題。實(shí)現(xiàn)零速度閉環(huán)控制必須解決好兩個(gè)問題：絕對(duì)零速

55、度給定（0.00m/s）和電流預(yù)給功能。絕對(duì)零速度給定是實(shí)現(xiàn)零速度閉環(huán)控制的基礎(chǔ)和前提。提升機(jī)在敞閘的同時(shí)，控制系統(tǒng)的速度環(huán)和電流環(huán)均已閉環(huán)，但由于速度環(huán)和電流環(huán)的滯后性，提升機(jī)就會(huì)在敞閘的同時(shí)出現(xiàn)向反方向下墜的現(xiàn)象（重載負(fù)荷的作用） ，容易造成沉車現(xiàn)象，若是在敞閘開始前就在電流環(huán)輸入端預(yù)給一個(gè)電流給定值（根據(jù)額定負(fù)載大小和方向確定） ，驅(qū)動(dòng)裝置在提升機(jī)敞閘的起始點(diǎn)就會(huì)輸出一個(gè)階躍的抑制重載箕斗（或罐籠）下沉的電流，隨后在整個(gè)敞閘過程中驅(qū)動(dòng)裝置輸出的電流就緊緊跟隨作用于主滾筒的下沉重力，達(dá)到力的平衡，實(shí)現(xiàn)防止箕斗（或罐籠）下沉和零速的目的。一旦工作閘壓力達(dá)到制動(dòng)器的開閘壓力，就投入速度給定，實(shí)

56、現(xiàn)敞閘啟動(dòng)控制。同樣，解決停車過程中的停車不準(zhǔn)確或倒車現(xiàn)象，采取完成提升行程后運(yùn)用零速度閉環(huán)控制功能，使提升機(jī)在整個(gè)閉閘停車過程中均處于零速度閉環(huán)控制狀態(tài)，只有檢測(cè)到所有制動(dòng)閘都處于閉閘位置后，才取消速度閉環(huán)控制。這一控制功能的實(shí)施，為通過改變裝載起始點(diǎn)的方式提高提升機(jī)的生產(chǎn)效率提供了技術(shù)基礎(chǔ)。3.3.2 上位監(jiān)測(cè)軟件開發(fā)平臺(tái)的選擇上位監(jiān)視程序采用支持 Visual Basic 的 Ifix 監(jiān)控軟件包，iFIX 是強(qiáng)大的HMI/SCADA 系統(tǒng)，可以進(jìn)行過程的圖形化監(jiān)視、數(shù)據(jù)采集和管理。iFIX 的基本功能允許特定的應(yīng)用程序執(zhí)行所賦予的任務(wù)，他兩個(gè)基本的功能是數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)管理。南屯礦主井提

57、升機(jī)上位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置了提升系統(tǒng)全圖、裝卸載系統(tǒng)圖、高壓配電圖、低壓配電圖、運(yùn)行曲線圖和故障報(bào)警畫面，個(gè)各畫面的切換只需直接點(diǎn)擊相應(yīng)的按鈕即可。在各個(gè)畫面中：紅色代表故障，綠色代表運(yùn)行，黃色代表報(bào)警。3.3.3 監(jiān)控軟件的開發(fā)設(shè)計(jì)S7-300 軟件作為本系統(tǒng)的后備安全軟件，實(shí)現(xiàn)后備安全回路故障的診斷功能。它獨(dú)立于 S7-400 之外，與 S7-400 的功能相關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)速度與行程保護(hù)。包括主控程序組織28塊（OB1） ；計(jì)算功能塊（B） ；故障診斷功能塊（FB14） ；通訊功能組織塊（OB35） ；其它輔助組織塊。3.3.3.1 速度保護(hù)開發(fā)設(shè)計(jì)計(jì)算功能塊 FB主要完成電子凸輪板的形成、提升高度

58、、提升速度的計(jì)算功能，為實(shí)現(xiàn)提升速度與提升高度之間的后備對(duì)應(yīng)關(guān)系起到關(guān)鍵性作用；另外，為盡量減少該功能塊占用 CPU 的掃描時(shí)間，多處利用了條件跳轉(zhuǎn)指令。具體功能如下：電子凸輪板的形成；提升高度和提升速度計(jì)算；停電記憶提升參數(shù)。與 S7-400 形成的電子凸輪板、提升速度相比較，實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的速度保護(hù)。3.3.3.2 行程保護(hù)開發(fā)設(shè)計(jì)故障診斷功能塊（FB14）：根據(jù)故障性質(zhì)不同，分為動(dòng)力電源類 、行程類、 整流柜類、故障中斷類及其它共四個(gè)類別，共計(jì) 32 條故障，任一條故障發(fā)生都作用安全回路。具體描述如下：動(dòng)力電源類包括高壓柜過流、速斷動(dòng)作；行程類包括過卷故障、極限過卷故障、等速過速故障、全程過

59、速故障保護(hù)、井口超速故障；整流裝置 1、2、3總故障；PLC 故障包括時(shí)間錯(cuò)誤、電源錯(cuò)誤、診斷中斷、插入/移開模塊中斷、CPU 硬件故障、機(jī)架故障、通訊故障。其中，行程類故障診斷功能與 FB2 計(jì)算的提升高度、提升速度、井筒開關(guān)的實(shí)際位置共同形成該系統(tǒng)的行程保護(hù)。3.3.4 通信軟件設(shè)計(jì)整套通訊系統(tǒng)分成兩個(gè)層次，三個(gè)部分。即：由 S7-400、S7-300 和上位工控機(jī)組成最高層次的通訊網(wǎng)絡(luò)，S7-400、S7-300 分別與各自的遠(yuǎn)程 I/O 組成最基礎(chǔ)的通訊網(wǎng)絡(luò)?；A(chǔ)通訊網(wǎng)絡(luò)完成系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集、處理及功能的輸出，最高層次的通訊網(wǎng)絡(luò)完成系統(tǒng)的人機(jī)界面。3.3.4.1 主控和監(jiān)控系統(tǒng)的 PRO

60、FIBUS 數(shù)據(jù)傳輸S7-400、S7-300 和上位工控機(jī)三者之間的通訊由上位工控機(jī)的 iFIX 軟件及 S7-400、S7-300 的通訊功能組織塊 OB35 實(shí)現(xiàn)。S7-400 向 S7-300 發(fā)送數(shù)據(jù)：在安全回路方面雖然 S7-300 是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的控制單元，但為了保持與 S7-400 之間的協(xié)調(diào)，其判斷故障的基準(zhǔn)必須一致。即：設(shè)定的最大提升的高度，計(jì)算系數(shù)和提升方向，上述一個(gè)數(shù)據(jù)就是 S7-400 向 S7-300 發(fā)送的數(shù)據(jù)源。S7-400 接受 S7-300 傳送來的數(shù)據(jù)：傳送來的數(shù)據(jù)有：基于 PG2 的提升高度，提升速度以及安全回路繼電器。S7-400 依據(jù) S7-300