畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-基于PLC的煤礦單向猴車的設(shè)計(jì)-

基于PLC的煤礦單猴車的計(jì)物理與電工程學(xué)院電子信息工程業(yè)（學(xué)號(hào)（姓名）指導(dǎo)師：【要】為了縮礦上井路時(shí)，輕礦上井體消，且對(duì)建省分礦斜巷比窄索長在500米右最傾為15，地勢境較以起運(yùn)輸便原，能用向極環(huán)行式而采單循環(huán)行式于本采PLC來控，具運(yùn)安可、員下便隨隨、需待、次投低動(dòng)消小操作單便維、作員和送率等點(diǎn)【鍵】猴PLC斜井單向行

1緒論.............………………

1.1課題背景及其意................…………………..21.2本課題在國內(nèi)外的研究情.…………..21.3本設(shè)計(jì)的研究內(nèi)................….…………………..22課題的提出及方案論證.………

2.1架空乘人裝置結(jié)構(gòu)組..............………..32.2系統(tǒng)的控制要求.………………..32.3控制系統(tǒng)的方案選擇……………………..43猴車控制系統(tǒng)............…………………

53.1架空乘人裝置電控系..................………………..53.2系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu).……………………..54硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)............………………4.1的選型….......................….…………………4.2驅(qū)動(dòng)裝置的選型…………..64.2.1電機(jī)選.…..........….………..64.2.2制動(dòng)的選擇.…............…………4.2.3減速的選型………….124.3氣體傳感器的選………………….134.3.1一氧碳傳感器的選型…………4.3.2甲烷感器的選型…………………...144.4FP1轉(zhuǎn)換單……………164.5PLC電控制線…...............………………...184.6PLC控分配…...............……………5軟件設(shè)計(jì)….………………….

5.1程序流程圖……………245.2程序調(diào)試……..............……………255.2.1電機(jī)運(yùn)行控制程序調(diào)….........................………………...…5.2.2顯示序調(diào)試............................................................................................................296工程應(yīng)用成果…..……...........…………………7結(jié)束語…….…............………………致謝………..….............………參考文獻(xiàn)…..…….........…………

英文翻譯.............................................................................................................................................36附錄：程序梯形圖1

1緒論1.1課題背景及其意義隨著礦井的大型化發(fā)展和開采深度的增加何既能減少人員上下井的體力消耗能全舒適運(yùn)送人員是大煤礦工作者一致力研究的一項(xiàng)工作車以其安全性而得到各礦務(wù)局的支持過去的罐籠車相比，它投資少，使用簡單。地下礦用架空索（俗稱猴車為山長距離安全快速地人員運(yùn)輸提供了經(jīng)濟(jì)適用的解決方案工作原理類似于地面旅游索道通過電動(dòng)機(jī)傳到減速機(jī)上的摩擦輪作為驅(qū)動(dòng)裝置架空無循環(huán)的鋼絲繩作為牽引承載此鋼絲靠尾輪張緊裝置進(jìn)行張緊和繩長調(diào)節(jié)途用托繩輪支撐以維持鋼絲繩在托輪間的貼合力；抱索器將乘人抱索器與鋼絲繩連接并循環(huán)運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)送人員目的。其優(yōu)勢能長期運(yùn)輸，維護(hù)工作量較少。這種井下索道運(yùn)輸具有安全實(shí)用、運(yùn)送能力大、動(dòng)力消小，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)，深受井下工人的歡迎，大大提高了井下輔助運(yùn)輸?shù)男?。地下礦用架空索道的最新發(fā)展方向呈現(xiàn)大運(yùn)量速中控制定全等特點(diǎn)具有大運(yùn)量、連續(xù)運(yùn)輸、連續(xù)變坡拐彎的特點(diǎn)，而且運(yùn)行可靠，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和集中控制，經(jīng)濟(jì)效益十分顯。地下礦用架空索道也是煤礦乘人裝置最為理想的高效連續(xù)輔助運(yùn)輸設(shè)備是煤礦高產(chǎn)高效現(xiàn)代化大型礦井下用架空索道已成礦井輔助運(yùn)輸機(jī)電一體化技術(shù)與設(shè)備的關(guān)鍵設(shè)備著高產(chǎn)高效礦井的發(fā)展，礦用架空索道各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)有了很大提。1.2本課題在國內(nèi)外的研究情況礦用架空索道在國內(nèi)一直被作為一個(gè)煤礦輔助運(yùn)輸機(jī)械裝備礦架空索道在技術(shù)上已經(jīng)基成熟品用很普遍于它只是生產(chǎn)過程中的輔助設(shè)備不需要很高的科技含量就能滿足要求，國內(nèi)廠家所生產(chǎn)的產(chǎn)品已經(jīng)能夠滿足生產(chǎn)中的要求中絕大部分驅(qū)動(dòng)方式為機(jī)械傳動(dòng)壓驅(qū)動(dòng)方式使用的不多，從2009年始才有部分廠家生產(chǎn)液壓驅(qū)動(dòng)方式的礦用架空索道，這是因?yàn)橐簤候?qū)投資大、技術(shù)含量高、難以維修，而在全國范圍內(nèi)我國的液壓傳動(dòng)技術(shù)水平較低占領(lǐng)高端產(chǎn)市場

。在國外架空乘人裝置技術(shù)水平較高們采用比較先進(jìn)的液壓驅(qū)動(dòng)技術(shù)統(tǒng)用懸掛式無極繩連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的工作方式用于各煤礦井下隨時(shí)快運(yùn)送人員力源采用全液壓驅(qū)動(dòng)輸系統(tǒng)論是高速還是低速均可實(shí)現(xiàn)等加速啟動(dòng)以及電動(dòng)機(jī)的無負(fù)荷啟動(dòng)其電力設(shè)備影響小行度節(jié)方便液驅(qū)動(dòng)的功率控制準(zhǔn)確、系統(tǒng)無過載運(yùn)行需增加電動(dòng)機(jī)備用功率而節(jié)能、運(yùn)行特性軟無沖擊。驅(qū)動(dòng)部件與泵站分開布置，而液壓驅(qū)動(dòng)所具備的高功率密度的特點(diǎn)，使得設(shè)備的動(dòng)力部件積小、重量輕占空間小非適應(yīng)煤礦井下的小斷面巷道以及起重運(yùn)輸不便的場合布置、安裝和維箱采用全封閉增壓構(gòu)造以及多道過濾元件和完善的保護(hù)裝置了油的泄漏和故障率性穩(wěn)定、工作可靠且壽命長于壓減速機(jī)體積小且沒有傾斜角度的限制動(dòng)部安裝時(shí)無傾角要求且需要挑頂，對(duì)巷道的適應(yīng)行更強(qiáng)裝施工量小、鋼絲繩使用壽命長。液壓驅(qū)動(dòng)方式可以同時(shí)滿足高速和低速兩種形式的運(yùn)行，高速運(yùn)行時(shí)無需配備變頻裝。因此以PLC為主體構(gòu)成的煤礦下的小斷面巷道井地勢環(huán)境比較差以及起重運(yùn)輸不便的場控制系統(tǒng)，尤其是對(duì)我們福建省部分煤礦來說，其具有廣闊的應(yīng)用前景和明顯的經(jīng)濟(jì)效益。1.3本設(shè)計(jì)的研究內(nèi)容本次研究的主要內(nèi)容是基于PLC控一臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行的煤礦運(yùn)人猴車控制系統(tǒng)制系統(tǒng)主由PLC、顯示器、氣體傳感器等成。本次研究的目標(biāo)是對(duì)煤礦安全性和猴車的使用性給予提升，減少工人上下班的時(shí)間使統(tǒng)的穩(wěn)性和節(jié)能效果進(jìn)一步提高障報(bào)警及故障排除及時(shí)迅速根據(jù)統(tǒng)要求，設(shè)計(jì)出滿足要求的猴車控制系統(tǒng)，對(duì)架空乘人裝置、氣體傳感器進(jìn)行選型和計(jì)算，解實(shí)際使用中容易出現(xiàn)的問題，根據(jù)系統(tǒng)要求設(shè)計(jì)出能滿足控制要求的控制電路、流程圖以及控制序。2

2課題2.1架空乘人裝置結(jié)構(gòu)組成架空乘人裝置主要由驅(qū)動(dòng)部分、乘人部分、托繩部分、尾輪部分、張緊部分及電控系統(tǒng)組成（下圖2-1）本文主要是針對(duì)猴車控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。圖2-1斜架空乘人裝置的組成圖2.2系統(tǒng)的控制要求減少礦井工作人員上下班時(shí)間是該控制系統(tǒng)的第一個(gè)目的實(shí)用和安全是本設(shè)計(jì)的另外一個(gè)目的。（1）猴車作為一個(gè)煤礦輔運(yùn)輸機(jī)械裝備，在國內(nèi)絕大部分驅(qū)動(dòng)方式為機(jī)械傳動(dòng)，液壓驅(qū)方式使用的不多并且主要應(yīng)用在巷比較空曠的場合在國外大多采用比較先進(jìn)的液壓驅(qū)動(dòng)技術(shù)且非常適應(yīng)煤礦井下的小斷面巷道以及起重運(yùn)輸不便的場合。而本系統(tǒng)能解決國內(nèi)現(xiàn)在存在的這不足，減少工人的上下班時(shí)間，為企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟(jì)利益，具有一定的實(shí)用性。）證工人的生命和財(cái)產(chǎn)安全是企業(yè)能夠正常生產(chǎn)的基本保證在礦井中最常見的就是瓦斯爆炸斯最主要的成就是一氧化碳和甲烷，當(dāng)他們的濃度超過最高濃度分別為0.0024%、4%時(shí)就易引起瓦斯爆炸。系統(tǒng)控制要求實(shí)現(xiàn)的功能如下：（1）猴車控制系統(tǒng)啟動(dòng)要求在井上和井下分別設(shè)有操作臺(tái)當(dāng)在井上有人需上車時(shí)上操作人員按下正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕動(dòng)松閘系發(fā)出3聲預(yù)信號(hào)用提示乘客猴車即將啟動(dòng)意安全另一個(gè)作用是作為與井下操作臺(tái)上的工作人員之間的一種通信信號(hào)：告知礦井下的操作人員此時(shí)井上有人上車，若井下有人上車，此時(shí)必須等待只所有上車的都到達(dá)井下時(shí)可上車同理若是在井下的操作人員按下反轉(zhuǎn)動(dòng)按鈕，則若井上有人需上車時(shí)，此時(shí)必須等待，只到所有上車的人都到達(dá)井上時(shí)，方可上車。第3聲預(yù)警時(shí)，猴車啟動(dòng)開始運(yùn)行，秒后放MP3。如果在井上（井下）所有礦工都已上車并在不載的情況下時(shí)，控制臺(tái)操作人員調(diào)節(jié)減速機(jī)調(diào)速開關(guān)，使電機(jī)加速運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到節(jié)能、減少乘坐時(shí)間目的；若有乘車者下車，調(diào)節(jié)減速機(jī)調(diào)速開關(guān)，使電機(jī)減速運(yùn)轉(zhuǎn)。若過載，則重錘上升到達(dá)上限限定度，觸動(dòng)鋼絲繩張緊保護(hù)開關(guān)動(dòng)作，架空乘人索道自動(dòng)停車。（2）系統(tǒng)停車正常停車：轉(zhuǎn)換開關(guān)置于停止位置，設(shè)備進(jìn)入停機(jī)狀態(tài)，任何設(shè)備不能啟動(dòng)。（3）完善的系統(tǒng)保護(hù)、報(bào)警功。①全程緊急停車保護(hù)：在架空乘人裝置的沿線裝有緊急停車?yán)€開關(guān)間隔8米1個(gè)，并由鋼絲連接起來當(dāng)?shù)纼?nèi)有緊急情況沿線的任意一個(gè)地方拉動(dòng)該鋼絲繩相應(yīng)的急停拉線開關(guān)給控制系統(tǒng)一個(gè)急停信號(hào)，架空乘人裝置將自動(dòng)停止運(yùn)行，同時(shí)顯示窗將顯示觸動(dòng)此開關(guān)的相應(yīng)位。②乘人吊椅搖擺保護(hù)隔80m安裝一個(gè)此開關(guān)是用于防止吊椅過擺而設(shè)置的保護(hù)裝置吊過擺到一定高度時(shí)，車觸動(dòng)此開關(guān)動(dòng)作，候車自動(dòng)停車。同時(shí)顯示窗將顯示觸動(dòng)此開關(guān)的相應(yīng)置。③煤礦安全報(bào)警系統(tǒng)：當(dāng)?shù)V井內(nèi)的一氧化碳）甲烷）的氣體濃度高于安全標(biāo)準(zhǔn)濃度時(shí)，由CO傳器和傳器給控系統(tǒng)一個(gè)井內(nèi)有毒氣體超標(biāo)的信號(hào)，使電機(jī)反轉(zhuǎn)，使猴車返回礦地面并發(fā)出警報(bào)。3

④越位保護(hù)機(jī)頭、機(jī)尾越位保：機(jī)頭和機(jī)尾分別有越位行程開關(guān)，當(dāng)?shù)V工乘坐吊椅上井或下井進(jìn)入機(jī)頭或機(jī)尾的禁止部位點(diǎn)時(shí)越位保護(hù)裝置給控制系統(tǒng)一個(gè)越位的信號(hào)統(tǒng)動(dòng)停機(jī)并發(fā)故障報(bào)警聲，同時(shí)顯示窗口顯示相應(yīng)的故障。⑤制動(dòng)器動(dòng)作保護(hù)：制動(dòng)器與電機(jī)在電氣上為互鎖保護(hù)，主電機(jī)啟動(dòng)前器前3秒閘，處于非制動(dòng)狀態(tài)。如制動(dòng)器未能松閘，主電機(jī)不能啟動(dòng)，從而達(dá)到保護(hù)主電機(jī)的目的。⑥電機(jī)的過載、短路保護(hù)：控制電路中接有熔斷器和熱繼電器，分別用于電路短路和過載保護(hù)2.3控制系統(tǒng)的方案選擇架空乘人裝置按驅(qū)動(dòng)方式可分為機(jī)械傳動(dòng)和液壓驅(qū)動(dòng)兩種驅(qū)動(dòng)方式，其主要控制方式有：（1）純繼電器控制方式這是猴車電控過去常用的一種控制方式種控制方式存在很多的缺點(diǎn)保開關(guān)增多時(shí)線路變得很復(fù)雜，而且不便于接線，設(shè)計(jì)困難，維修困難，安全性差，觸點(diǎn)多，也不能顯示各種保護(hù)（2）PLC電路控制方式該控制方式能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電機(jī)的加速和減速控制，達(dá)到減少乘坐人員的乘坐時(shí)間和上下車安全的的體感器的任務(wù)是檢測礦內(nèi)有毒氣體的濃度過氣體傳感器反饋信號(hào)給控制電路一個(gè)氣濃度偏高的信號(hào)，輸出給電機(jī)一個(gè)反轉(zhuǎn)的控制信號(hào)。對(duì)于這種控制方式，隨著電路中的保護(hù)開關(guān)增加，使電路的安全性和準(zhǔn)確性都能得到提高會(huì)給電路接線帶來困難這控制方式具有可靠性高、程序簡單、設(shè)備便于維護(hù)和維修，電路連接方便，一次性投資小等優(yōu)點(diǎn)。所以從以上兩種控制方式看本計(jì)采用控制方式比得出PLC有明顯的優(yōu)越性本計(jì)用松下公司的FP1-C72系PLC相應(yīng)的軟件為FPWIN-GR和手持編程器來完成猴車控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。4

3猴車3.1架空乘人裝置電控系統(tǒng)架空乘人裝置系統(tǒng)具有設(shè)備電氣互鎖，電機(jī)失壓、短路、過載保護(hù)，張緊保護(hù)，沿途緊急停車鎖等較為全面的安全保護(hù)功能具啟動(dòng)前預(yù)警信號(hào)，開車車按設(shè)定的程序控制等功能。具有數(shù)碼顯示功能，當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，給出相應(yīng)的故障位置提示，極大方便了用戶對(duì)設(shè)備的維護(hù)和維修3.2系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)猴車控制系統(tǒng)主要以為要制單元，控制操作臺(tái)及語音箱作為操作及報(bào)警設(shè)備外開關(guān)，傳感器構(gòu)成保護(hù)系統(tǒng)。系統(tǒng)框架如圖所示。系統(tǒng)各組成主要作用說明如下：（1）按鈕開關(guān)：在煤礦上水平和下水平面各自都設(shè)有兩個(gè)按鈕開關(guān)，其中一個(gè)是停止按鈕，外一個(gè)是在水平面為正轉(zhuǎn)啟按鈕水平面為反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕主目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)在異地共控制同一臺(tái)電機(jī)的運(yùn)行和停止。（2）保護(hù)開關(guān)：本設(shè)計(jì)在索道途共安裝12個(gè)護(hù)開關(guān)，其中6個(gè)作全程緊急停車保護(hù)開關(guān)另外6個(gè)作吊椅搖擺保護(hù)開關(guān)分別間隔80m安裝一個(gè)；通過PLC控制系統(tǒng)將數(shù)據(jù)送往數(shù)碼管示，以便工作人準(zhǔn)確定位故障的位置，減少了故障的排查時(shí)間，便于維護(hù)和維修。（3感設(shè)通過在礦井裝傳感和CH4感器并連接控回路濃超標(biāo)時(shí)傳感器就給控制系統(tǒng)一個(gè)井內(nèi)氣體偏高的信號(hào)并發(fā)出警報(bào)，使電機(jī)反轉(zhuǎn)，即使猴車返回上水平。（4）減速機(jī)：通過減速機(jī)上的速開關(guān)，將馬達(dá)的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，以達(dá)到調(diào)節(jié)猴運(yùn)行速度的目的。減速機(jī)各種按鈕

鋼絲主電機(jī)

繩L傳感器

制動(dòng)器C語音箱保護(hù)開關(guān)數(shù)碼管顯示器圖3-1猴車電控系統(tǒng)組成框架5

4硬件4.1PLC的選型（1）PLC簡介PLC即可編程控制器ProgrammableController，指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國際電工委員會(huì)InternationalElectricalCommittee）頒布的PLC準(zhǔn)草案中對(duì)做了如下定義：PLC英文全稱ProgrammableLogicController

,中文全稱為可編程邏輯控制器，定義:一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的它采用一類可編程的存儲(chǔ)器用于內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn),順控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入輸控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過.是可編程邏輯電路是種和硬件結(jié)合很緊密語言，在半導(dǎo)體方面有很重要的應(yīng)用，可以說有半導(dǎo)體的地方就有PLC。具以下特點(diǎn)：可靠高，抗干擾能力強(qiáng)；2.通用性強(qiáng)，控制程序可變，使用方便3.功能強(qiáng)，適應(yīng)面廣；4.編程簡單，容掌握；5.減了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及工的工作量體積小、重量輕、功耗低、維護(hù)方。PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置采可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程及有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。PLC是以微處理器為核心，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)而發(fā)展起來的一種新型通用的自動(dòng)控制裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、性能優(yōu)越、可靠性高、靈活通用、易于編程、使用方便優(yōu)點(diǎn)，近年來在工業(yè)自動(dòng)控制、機(jī)電一體化、改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)等方面得到了廣泛應(yīng)用。發(fā)展方向：·品規(guī)模向兩極分化；·理模擬量；·求高可靠性；·訊接口和智能模塊；系操作站配高辨率的監(jiān)視器；追軟、硬件標(biāo)化。（2）PLC的選型在控制系統(tǒng)方案中共有開關(guān)量輸入點(diǎn)23關(guān)量輸出點(diǎn)26個(gè)故采用松下公司的FP1-C72系列可編程邏輯控制器，系列C72編程邏輯控制器共有40個(gè)輸點(diǎn)和32個(gè)出點(diǎn)，共72I/O點(diǎn)，輸入寄存器為X0—X27輸出存器為Y0—Y1F有內(nèi)置時(shí)鐘。系器價(jià)格較低，能優(yōu)良，程序容量較大、運(yùn)行速度快、可在線編程等優(yōu)點(diǎn)。4.2驅(qū)動(dòng)裝置的選型4.2.1電機(jī)的選擇（1）計(jì)算說明已知參數(shù)：巷道斜長：巷坡度：驅(qū)輪直徑：D=1000mm。鋼絲繩的運(yùn)行速度：V=0.8m/s。主要參數(shù)的確定①預(yù)選鋼絲繩：6X19-￠20（

q

=1.47㎏／）6

②設(shè)椅間距為：＝２ｍ。1③托輪間距：

2

=8m。④驅(qū)動(dòng)輪繩槽與牽引鋼絲繩間的摩擦系數(shù)：μ=0.2。⑤牽引繩在驅(qū)動(dòng)輪上的圍包角：α=180°。（2）牽引鋼絲繩張力的計(jì)圖4-1架空乘人裝置力學(xué)模型最小點(diǎn)張力的計(jì)算：

min

C*q*g0

（4-1）式中：

min

——最小張力點(diǎn)的張力，N；C——鋼絲繩的繞度系數(shù)，取C=1000

0

——預(yù)選牽引鋼絲繩的每米質(zhì)量1.47㎏；g——重力加速度，g=9.8m/s；

min

*q*g0

。各點(diǎn)張力的計(jì)算：①當(dāng)下放側(cè)無人而上升側(cè)滿員是：（動(dòng)力運(yùn)行狀態(tài)）線路運(yùn)行阻力：W4

Q)/012

]*(1

*cos

L*g

=12210.14N

（4-2）W2

q0

]*(1

*cos

sin

L*

=-3192.06N

（4-3）各點(diǎn)張力：=S3

min

=14406N

=1.01S4

min

=14550.06N=+14

=26760.2N

=-23

=17598.06N

（4-4）式中：

0

——每米鋼絲繩的質(zhì)量1.47㎏m1

——每人人體重量取Q=75㎏；17

2

——每把吊椅重量取Q=15㎏2ω——牽引鋼絲繩運(yùn)行阻力系數(shù)，動(dòng)力運(yùn)行時(shí)，取=0.02制動(dòng)運(yùn)行時(shí)，取ω；L——礦井斜長。②當(dāng)下放側(cè)滿員而上升側(cè)無人時(shí)：（制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)）線路運(yùn)行阻力：W4

0

]*(1

*cos

)**

=3702.52N（4-5W2

)02

]*(1

L*g

=-10526.76N（4-6各點(diǎn)張力：=3

min

=14406N

=1.01S4

min

=14550.06N=+14

=18252.58N

=-23

=24932.76N（3）電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算與選擇圖4-2傳方案①選擇電動(dòng)機(jī)選擇電動(dòng)機(jī)類型選用Y型型三相異步電動(dòng)機(jī)。②選擇電動(dòng)機(jī)的容量由電動(dòng)機(jī)至鋼絲繩的傳動(dòng)總功率為：*(1

3

5

*(

)4

2

**5

6

（4-7）式中，

1

是聯(lián)軸器1傳的效率，

2

是錐齒傳動(dòng)的效率，

3

軸承傳動(dòng)的效率，

4

是齒輪傳動(dòng)的效率，

5

是聯(lián)軸器2傳動(dòng)效率，驅(qū)動(dòng)輪傳遞的效率。其大小分別為，=0.95，=0.9862=0.97，=0.99，=0.9646則

*(1

*(3

)**45

6

=0.76電動(dòng)機(jī)輸出的功率：動(dòng)力運(yùn)行時(shí)：

P*()*b2

=23.17KW（4-88

制動(dòng)運(yùn)行時(shí)：

'

*()*21

/1000*

=16.90KW（4-9式中

b

——電動(dòng)機(jī)功率備用系數(shù)，一般取

b

=1.6取=2.08所以選取電動(dòng)機(jī)功率為：30KW③確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速：n(60*1000*)N

*

=（60X1000X0.8（X1000）=15.29r/min（4-10）初選圓錐齒輪的傳動(dòng)比

i1

=2~3單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比i’=3~5二級(jí)齒輪動(dòng)比

i2

=9~25,故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為n=(i…i)Xn=(18~75)X15.29r/min=(275.22~1146.75)r/mind綜合考慮選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)為籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。表4-1Y200L-6型電機(jī)的主要性額定功率（）

滿載轉(zhuǎn)

速

效率（）

功率因數(shù)

電流（）（r/min）30975

89.5

0.85

58.6（4）電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式選擇電機(jī)的啟動(dòng)方式主要有：全壓直接啟動(dòng)、自耦減壓起動(dòng)Y-Δ起動(dòng)、軟起動(dòng)器、變器。①全壓直接啟動(dòng)點(diǎn)操縱控方便護(hù)單且比較經(jīng)濟(jì)要于小功率電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)，從節(jié)約電能的角度考慮，大于11kw的動(dòng)機(jī)不宜用此方法。②自耦減壓啟動(dòng)利用自耦變壓器的多抽頭減壓能適應(yīng)不同負(fù)載起動(dòng)的需要能得到更大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩是種經(jīng)常被用來起較大容量電動(dòng)機(jī)的減壓起動(dòng)方式的大優(yōu)點(diǎn)是起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較其繞組抽頭在80%處時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)可達(dá)直接起動(dòng)時(shí)的64%③Y-起：適用于無載或者輕載起的場合。并且同任何別的減壓起動(dòng)器相比較，其結(jié)構(gòu)最簡單，價(jià)格也最便宜。④軟起動(dòng)器是用了可控硅移相調(diào)壓原理來實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的調(diào)壓起動(dòng)要于電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制，起動(dòng)效果好但成本較高。因使用了可控硅元件硅作時(shí)諧波干擾較大對(duì)網(wǎng)有一定的影響另電網(wǎng)的波動(dòng)也會(huì)影響可控硅元件的導(dǎo)通別同一電網(wǎng)中有多臺(tái)可控硅設(shè)備時(shí)此控硅元件的故障率較高，因?yàn)樯婕暗诫娏﹄娮蛹夹g(shù)，因此對(duì)維護(hù)技術(shù)人員的要求也較高。⑤變頻器變器是現(xiàn)代電動(dòng)機(jī)制領(lǐng)域技術(shù)含量最高制功能最全控制效果最好的電機(jī)控制裝置，它通過改變電網(wǎng)的頻率來調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩涉及到電力電子技術(shù)，微機(jī)技術(shù)此成本高，對(duì)維護(hù)技術(shù)人員的要求也高，因此主要用在需要調(diào)速并且對(duì)速度控制要求高的領(lǐng)。根據(jù)上述情況本文選擇自耦減壓啟動(dòng)方式種啟動(dòng)方式主要用于較大容量的電動(dòng)機(jī)減啟動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的影響。其優(yōu)點(diǎn)是：啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的電流沖擊小，功耗損耗小。如所，當(dāng)按下正轉(zhuǎn)（反轉(zhuǎn)）啟動(dòng)按鈕（SB1），接觸器KM1、KM2與時(shí)間繼電器KT的線同時(shí)得電，、KM2的觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)定子繞組經(jīng)自耦變壓器接至電源減壓啟動(dòng)。當(dāng)時(shí)間繼電器T延時(shí)時(shí)間到，一方面其常閉延時(shí)觸點(diǎn)打開KM1線失電KM1、KM2主觸點(diǎn)斷開，將自耦變壓器切除；同時(shí)的常觸點(diǎn)閉合，接觸器線圈KM3（KM4）電，KM3（KM4主觸點(diǎn)閉合，電機(jī)投入正常運(yùn)轉(zhuǎn)。9

圖4-3主電路圖4.2.2制動(dòng)器的選擇（1制器的選型原則①考輸送機(jī)的工作重要性當(dāng)送機(jī)工作場所十分重要時(shí)，如主運(yùn)輸輸送機(jī)，應(yīng)重點(diǎn)考慮可靠性配置，才采用液粘制動(dòng)加盤閘制動(dòng)器，實(shí)現(xiàn)雙保險(xiǎn)。②考慮輸送機(jī)（度短、運(yùn)量小）制動(dòng)力矩大小，制動(dòng)力矩小，相應(yīng)動(dòng)載沖擊小，可選用普通推桿制動(dòng)器；否則，選用可控制動(dòng)器，如液粘制動(dòng)器或可控盤閘制動(dòng)器。③輸機(jī)帶速，當(dāng)輸送機(jī)帶速高時(shí)，應(yīng)選用可控制動(dòng)器，或者選用液力或液壓制動(dòng)器先實(shí)現(xiàn)降速度降低以后加制動(dòng)閘進(jìn)行定車制動(dòng)考慮輸送長度運(yùn)量動(dòng)載荷大小動(dòng)載荷較大時(shí)必須采用可控制動(dòng)器要求制動(dòng)精度高時(shí)選液粘制器，否則選用可控制盤閘制動(dòng)器。⑤考輸送機(jī)經(jīng)濟(jì)性，性能要求越好，投資價(jià)格越高。一般情況選可控盤閘制動(dòng)器，既可實(shí)現(xiàn)可控制動(dòng)，又能實(shí)現(xiàn)定車，且結(jié)構(gòu)簡單，相應(yīng)投資也較小。制動(dòng)器的選型：制動(dòng)器選用電力液壓塊式制動(dòng)器性安全可靠制動(dòng)平穩(wěn)，動(dòng)作頻率高要?jiǎng)虞^點(diǎn)設(shè)有自潤滑軸承，傳動(dòng)效力高，壽命長，在使用過程中無需潤滑，廣泛用于起重、冶金、礦山、港口、頭、建筑機(jī)械等機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置的減速或停車制動(dòng)推動(dòng)器為隔爆型并有防爆證和煤安證動(dòng)閘塊選用在制動(dòng)時(shí)不會(huì)引起爆炸和燃燒的材料制成，其材料性能符合MT113的規(guī)、參數(shù)如下：電力液壓塊式制動(dòng)器型號(hào)：BYWZ3B160/25防爆電液推動(dòng)器：YT1-25ZB/4制動(dòng)力矩：180N.m下圖4-3為YWZ3系列電力液壓式制動(dòng)器外形圖。其正常工作條件：環(huán)境溫度40℃～+50℃；一般用于三相交流電源、380V；電機(jī)安裝地點(diǎn)海拔高度符合GB755-87標(biāo)；安裝形式一般適合推動(dòng)器垂直工作，傾斜度不超±15。10

圖4-4YWZ3系列電力液壓塊式制動(dòng)器外形圖（2）工作原理當(dāng)推動(dòng)器通電時(shí)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)及轉(zhuǎn)軸上的葉輪旋轉(zhuǎn)活塞內(nèi)產(chǎn)生壓力固定在活塞的推桿迅速上升，推動(dòng)連接杠桿壓縮主彈簧使制動(dòng)瓦張開，機(jī)構(gòu)得以運(yùn)動(dòng)器電時(shí)主簧的力制動(dòng)瓦壓緊于機(jī)構(gòu)的制動(dòng)輪上使機(jī)構(gòu)停止運(yùn)動(dòng)。4.2.3減速機(jī)的選型（1）減速機(jī)是一種動(dòng)力傳達(dá)機(jī)，利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將馬達(dá)的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。其作用是1降速同時(shí)提高輸出扭矩，扭矩輸出比例按電機(jī)輸出乘減速，但要注意不能超出減速機(jī)額定扭矩。2、減速同時(shí)降低了負(fù)載的慣量，慣量的減少為減速比的平方般的減速機(jī)有斜齒輪減速(包平行軸斜齒輪減速機(jī)輪減速機(jī)錐輪減速機(jī)等)行齒減速機(jī)、擺線針輪減速機(jī)、蝸輪蝸桿減速機(jī)、行星摩擦式機(jī)械無級(jí)變速機(jī)等等。根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求，采用MB系的無級(jí)變速機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)猴車運(yùn)行速度的控制。其基本結(jié)構(gòu)如下圖4-5所示11

圖4-5MB系無級(jí)變速機(jī)基本結(jié)構(gòu)圖（2）工作變速原理帶錐度的主動(dòng)輪12）和壓盤13）被一組蝶形彈簧14）壓緊，輸入軸15）和主動(dòng)輪用平鍵接，組成壓緊主動(dòng)裝置。一組帶錐度的行星摩擦輪10內(nèi)側(cè)被夾在主動(dòng)傳輸線和壓盤之間，外側(cè)夾在帶錐度的固定環(huán)11）和調(diào)速凸輪9）之間組成福摩擦。當(dāng)壓緊的主動(dòng)輪裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，行星擦輪就作純滾動(dòng)由固定環(huán)和調(diào)凸輪不動(dòng)此行星輪在自轉(zhuǎn)的同時(shí)也做公轉(zhuǎn)過行星摩擦的中心軸及滑塊軸承5）而帶動(dòng)行星架2）轉(zhuǎn)動(dòng)。在轉(zhuǎn)動(dòng)手輪改變角向位置的同時(shí)，調(diào)速凸輪的端而曲線經(jīng)平面軸承）和固定平面凸輪）面曲線作用使速凸輪產(chǎn)生軸向動(dòng)而勻速地改變調(diào)速凸輪的固定環(huán)之間的間隙行摩輪產(chǎn)生徑向移動(dòng)從勻速地改變了行星輪與主動(dòng)輪盤及固定環(huán)、調(diào)整凸輪摩擦處的工作半徑，穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)了無級(jí)變速。（3）性能特點(diǎn)①高強(qiáng)度：在加沖擊負(fù)載或機(jī)器逆轉(zhuǎn)時(shí)，本機(jī)性能可靠，能精確傳動(dòng)，無后座力。②變速范圍大：變速比均為，輸出轉(zhuǎn)速可在1:451:7.25之任意變化。③調(diào)速精度高：調(diào)速精度為1—0.5。④性能穩(wěn)定機(jī)的傳動(dòng)部件都過特殊的熱處理密工摩擦部位滑好行平穩(wěn)聲低，壽命長。⑤同軸結(jié)構(gòu)：輸入軸、輸出軸同向旋轉(zhuǎn)，體積小，重量輕。⑥組合能力強(qiáng)：本機(jī)可與各種類型減速機(jī)組合，實(shí)現(xiàn)低轉(zhuǎn)速、大扭矩的變速效果。⑦在允許負(fù)載的情況下，調(diào)定的轉(zhuǎn)速恒定。⑧全機(jī)密封，可適用于潮濕、多塵、有輕度腐蝕性的工作環(huán)境。12

[13]⑨技術(shù)參數(shù)：[13]功率0.18KW～7.5KW轉(zhuǎn)矩1.5N·m～2062N·m⑩變速范圍：a.基型：b.變機(jī)帶一級(jí)齒輪減速（）c.變機(jī)帶二級(jí)齒輪減速（i=7.1-25d.變機(jī)帶三級(jí)齒輪減速（i=42-100（4）調(diào)速方式主要有：1、手輪調(diào)速：分快慢輪、指針手輪調(diào)速2配直角器調(diào)速3、電動(dòng)調(diào)速?？炻州喺{(diào)速直接看不出轉(zhuǎn)速針輪調(diào)速指針上顯示的速度與實(shí)際輸出軸轉(zhuǎn)速有轉(zhuǎn)偏本文采用指針手輪調(diào)速，這種調(diào)速比較方便，便于控制。4.3氣體傳感器的選型4.3.1一氧化碳傳感器的選型煤礦中CO氣體最高濃度為0.0024%當(dāng)CO傳感檢測到其濃度不低于這個(gè)值時(shí)，傳感器就輸出一個(gè)模擬信號(hào)，通過A/D轉(zhuǎn)換單元其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)控猴車系統(tǒng)。本文選用KGA3型氧化碳傳感。KGA3型煤用電化學(xué)式一氧化碳傳感器（以下簡稱傳感器）是礦用連續(xù)檢測礦井下一氧化碳濃的高精度儀表傳感器能夠?qū)崟r(shí)測量并且顯示礦井下的一氧化碳濃度且根據(jù)濃度值的大小產(chǎn)聲光報(bào)警信號(hào)，并且輸出與一氧化碳濃度相對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)。傳感器能在具有瓦斯、煤塵爆炸的井內(nèi)，對(duì)煤層自燃發(fā)火設(shè)備膠事故等多種因數(shù)可能引發(fā)火災(zāi)和爆炸事故進(jìn)行早期的預(yù)測和預(yù)報(bào)。下圖4-6為KGA3型一氧化碳傳器外形圖。(2)主技術(shù)參數(shù)：項(xiàng)目測量范圍（CH4）

圖4-6型氧化碳傳感器外形圖表4-2KGA3技參數(shù)表技術(shù)指標(biāo)（0~1000）X10-6基本誤差（CH4）響應(yīng)時(shí)間

0~50±4X10-6≦35S

50~200200~10004±5%測量值X10-64±5%測值X10-6續(xù)表4-2報(bào)警方式

間歇式聲光交替13

[13]斷電點(diǎn)[13]報(bào)警方式防爆型式輸出信號(hào)工作電壓工作電流外形尺寸通氣流量

連續(xù)可調(diào)，斷續(xù)聲，光報(bào)警ExibdⅠ頻率200-1000Hz,0-200Hz,5-15Hz流1-5MA,4-20MADC（9~24V）≦80mADC18V280×180×68mm200mL/min（1）輸入輸出特性一氧化碳傳感器其電流輸出大小與氣體的濃度線性關(guān)系，其特性曲線如下圖4-7所示圖傳器電流輸出與輸入的關(guān)系曲線4.3.2甲烷傳感器的選型煤礦中CH4氣體最高濃度為4%，CO傳感檢測到其濃度不低于這個(gè)值時(shí)，傳感器就輸出一個(gè)模擬信號(hào)，通過A/D轉(zhuǎn)單元將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)控制猴車系統(tǒng)。本文選用GJG10H型能紅外甲烷傳感器。（1）產(chǎn)品介紹主要用于監(jiān)測煤礦井下環(huán)境氣體中的瓦斯?jié)舛扔脟H最（NDIR非散紅外探測技術(shù)研制而成的新一代測量儀表煤預(yù)瓦斯突出和瓦斯爆炸的更新?lián)Q代產(chǎn)品以現(xiàn)井下瓦斯?jié)舛葘?shí)時(shí)測量就地顯示和超限聲光報(bào)警等功能能夠連續(xù)自動(dòng)地將井下瓦斯?jié)舛绒D(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸送關(guān)聯(lián)設(shè)備。檢測元件由國外原裝進(jìn)口，采用高穩(wěn)定放大處理電路，保證了儀器的性能穩(wěn)定和測量確性。在檢測原理上使用的是完全不同于傳統(tǒng)催化原理的紅外線檢測技術(shù)，克服了催化原理傳感器標(biāo)周期短、容易中毒等現(xiàn)象，具有測量準(zhǔn)確、反應(yīng)速度快、標(biāo)定周期長、不受其它氣體影響、測量范寬、功耗低、使用壽命長等特點(diǎn)。在工作過程中由于采用光學(xué)測量并不消耗甲烷功器件，所以不存在受高瓦斯沖擊損壞的現(xiàn)（據(jù)要量程可任意擴(kuò)展，量不受風(fēng)速影響能定調(diào)校周期最低一個(gè)月，響應(yīng)時(shí)間也遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于催化原理傳感器。儀器軟件上采用智能化設(shè)計(jì)維和調(diào)校大大約儀器的使用與維護(hù)費(fèi)用。（2）其主要技術(shù)指標(biāo)如下表4-3所示表4-3GJG10H型智能紅外甲烷傳感器主要技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目測量范圍分辨率測量精度

技術(shù)指標(biāo)0～10.0%CH40.01％CH4續(xù)表4-30.00～1.00%CH41.00～2.00%CH42.00～4.00%CH44.00～10.0%CH414

≤±0.10%CH4

≤±0.20%CH4

≤±0.30%CH4

≤±8.00%真值元件檢測反應(yīng)速度報(bào)警方式報(bào)警點(diǎn)范圍斷電點(diǎn)范圍采樣方式整機(jī)工作電壓傳輸距離輸出信號(hào)防爆型式

(相誤差≤20s間歇式聲光報(bào)警≥聲)，能見度＞光)0.5～2.50％續(xù)可調(diào)0.5～2.00％續(xù)可調(diào)限制擴(kuò)散式9～24VDC3km(供電18VDC使用截銅芯電)200、1DC（均線對(duì)應(yīng)0.00～1.00%CH4）ExibⅠ礦用本安型（3）下圖4-8分為型能紅外甲烷傳感器的各部件示意圖和接線示意圖。圖4-8GJG10H型能外甲烷傳感器的各部件示意圖1、斷電器信號(hào)輸出2、電源正3地線、信號(hào)輸出圖4-9GJG10H型能外甲烷傳感器接線示意圖（4）輸入輸出特性甲烷傳感器其電流輸出大小與氣體的濃度線性關(guān)系，其特性曲線如下圖4所。15

[1[1圖4-10甲傳感器電流輸出與輸入的關(guān)系曲線4.4FP1A/D轉(zhuǎn)換單元（1）A/D轉(zhuǎn)換元的主要作用把傳感器檢測到的電壓或電流信(模擬量轉(zhuǎn)成PLC能夠識(shí)別的等效數(shù)字量，這些數(shù)字量經(jīng)過PLC理后控制系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)FP1A/D轉(zhuǎn)單元的技術(shù)參數(shù)如下4-4所示。表4-4FP1轉(zhuǎn)換單元技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目模擬輸入點(diǎn)數(shù)模擬輸入范圍分辨率總精度響應(yīng)時(shí)間輸入阻抗絕對(duì)輸入范圍數(shù)字輸出范圍絕緣方式連接方式

說明4通/單元（CH0-CH3）電壓電流1/1000滿量程的±1%2.5ms/通道電壓電流電壓電流（H0~H03E8）光耦合：端子與內(nèi)部電路之間無絕緣：通道間端子板（螺）

和0-10V0~20mA不小于兆和0~10V范圍內(nèi)）250歐姆（）（0~5V）+30mA(0~20mA)A/D轉(zhuǎn)換單元的輸入輸出特性如圖所示。16

圖4-11A/D轉(zhuǎn)單元的輸入輸出性曲線（2）占用通道及編程方法A/D轉(zhuǎn)單元有4個(gè)擬入通道，占用的輸入端子分別為：：WX9（X90~X9F）CH1（X100~X10F）CH2（X110~X11F）CH3（X120~X12F）PLC每個(gè)掃描周期對(duì)各通道采樣一次，并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換的結(jié)果分別存放在各自的輸入通道（WX9~WX12F）。A/D轉(zhuǎn)換的編程可用指令F0實(shí)，如F0MV】.行這一指令后CHO輸入模擬信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換變成數(shù)字信號(hào)后送入WX9并由F0指令出保存到中（3）A/D轉(zhuǎn)換單元的面板布置接線方法①圖4-12是A/D轉(zhuǎn)換元的面布置圖A/D單的每個(gè)通道有4個(gè)線端：、I、C和。外，還有一對(duì)電壓范圍選擇端子RANGE。其中V是電壓輸入端I是電輸入端C是共端，是屏蔽接地端。左端擴(kuò)展插座用于連接FP1控制單元或者擴(kuò)展單元，右端插座用于連接D/A轉(zhuǎn)換單或I/OLINK單元②A/D轉(zhuǎn)單元的接線方法：電壓輸入方式的接線圖如圖4-13所示信號(hào)有端輸入屏外殼接FG端當(dāng)電壓范圍擇端子RANGE間開路時(shí)，輸入模電壓范圍為0~5V短路是，輸入模擬電壓范圍為0~10V。電流輸入方式的接線如圖所示。信號(hào)有I和C兩端入，將電壓輸入V和流輸入I端連接在一起，屏蔽外殼接FG端。時(shí)，需要將當(dāng)電壓范圍選擇端子RANGE開。17

圖4-12A/D單元面板布置圖圖4-13電輸入接線方式圖4-14電輸入接線方式（4）模擬量與數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)氣體傳感器輸出的電解電流和氣體濃度之間的關(guān)系如下式表示：In*F*A**)

（4-11）式中，—解電流；

n

—每1mol氣產(chǎn)生的電子數(shù)；F法拉第常數(shù)—?dú)怏w擴(kuò)散面積D—擴(kuò)散系數(shù)；C—電解質(zhì)溶液中電解的氣濃度；擴(kuò)散層的厚度。在同一傳感器中，

n

、F、D及是定的所以電解電流與氣體濃度正比以在本設(shè)計(jì)中選擇一氧化碳傳感器和甲烷傳感器輸出信為電流信號(hào)，測量范圍分別為4~20mA.和1~5mA根據(jù)公式），由煤礦中一氧化碳和甲烷氣體的高濃度分別為0.0024%、4%，則一氧碳濃度為0.0024%應(yīng)的輸出模擬電流為I=[2.4X(20-4)/1000+4]mA=4.384mA,對(duì)應(yīng)的PLCA/D轉(zhuǎn)單輸出數(shù)值為K=1000/20X4.384甲烷濃度為4%對(duì)應(yīng)的輸出擬電流為I=[4/10X4+1]mA=2.6mA,對(duì)PLC的A/D轉(zhuǎn)換單元輸出數(shù)值為1000/20X2.6=130。此當(dāng)檢測到一氧化碳濃度轉(zhuǎn)換為數(shù)字量不小于時(shí)或者甲烷濃度轉(zhuǎn)化為數(shù)字量不小于130是控系統(tǒng)一個(gè)停機(jī)的信號(hào)。4.5PLC電氣控制線路（1）數(shù)碼管顯示接線圖，如下4-15）所示。18

圖4-15數(shù)管顯示接線圖（2）本文中數(shù)碼管顯示的位置與上水平面為參照起始點(diǎn)。七段數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)與輸入關(guān)系如表4-5、4-6所示表4-5輸位選擇開關(guān)與輸出數(shù)的關(guān)系輸入

輸出X7）X8）X9(X12)

XA(X13)

XB(X14)

XC(X15)1XXXXX

X1XXXX

XX1XXX

XXX1XX

XXXX1X

XXXXX1

123456表4-6數(shù)管各位與輸出數(shù)值的系輸入

輸出a011011

b111100

c101111

d011011

e010001

f000111

g011111

123456注（‘1’表示高電平，‘0’示低電平，‘X’表示任意狀態(tài)）（）PLC外接線圖PLC外圍接線圖如下圖4-16和4-17示。19

圖4-16PLC外接線圖20

（注：傳感選擇通道，烷傳感器選擇通道，輸入方式都為電流輸入）圖4-17傳器與A/D轉(zhuǎn)單元接線圖4.6PLC控制I/O分配PLC硬件配置確定后，應(yīng)對(duì)I/O點(diǎn)行分配，確定外部輸入輸出元件與PLC的I/O點(diǎn)的連接關(guān)系完成I/O點(diǎn)地址定義表。表4-7、表4-8為控制系統(tǒng)的輸入輸出信號(hào)的名稱、代碼。表4-7輸入信號(hào)分配表輸入接口輸入信號(hào)X0X1X2X3X4X5X6X7X8X9XAXBXCXDXEX10X11X12X13X14

代碼SB0SB1Q1SB2SQ1SQ2SQ3Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q14Q15Q8Q9Q10Q11Q12

名稱正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕速度調(diào)節(jié)開關(guān)停止按鈕機(jī)頭越位行程開關(guān)機(jī)尾越位行程開關(guān)重錘上限限位開關(guān)全程緊急停車保護(hù)開關(guān)CO傳器模擬信號(hào)CH4傳感器模擬信號(hào)過擺保護(hù)開關(guān)21

續(xù)表4-7X15X16X17

Q13Q14Q15

CO傳器信號(hào)清零開關(guān)CH4傳感器信號(hào)清零開關(guān)輸出信號(hào)Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8Y9YAYB

表4-8輸信號(hào)分配表輸出接口代碼KM1KM2KM3KM4ABCDEFGH

名稱自耦減壓啟動(dòng)接觸器1自耦減壓啟動(dòng)接觸器2電機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器電機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器制動(dòng)器松閘報(bào)警蜂鳴器MP3播放器減速機(jī)速度顯示電機(jī)運(yùn)行機(jī)頭越位顯示機(jī)尾越位顯示減速機(jī)運(yùn)行Y10Y11Y12Y13Y14Y15Y16Y17Y18Y19Y1AY1BY1CY1D

abcdefgabcdefg

緊急停車開關(guān)觸動(dòng)位置數(shù)碼管顯示過擺保護(hù)開關(guān)觸動(dòng)位置數(shù)碼管顯示在程序中也用到一些內(nèi)部繼電器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、時(shí)間繼電器。如下表4-9所。表4-9程中使用到機(jī)內(nèi)的器件及功能器件

功能

器件地址

功能地址T0T4

預(yù)警時(shí)間定時(shí)器電機(jī)啟動(dòng)時(shí)間定時(shí)器

RARB

過擺保護(hù)開關(guān)位置顯示數(shù)碼管顯示信號(hào)T2MP3開播放時(shí)間定時(shí)器

RCT3

制動(dòng)器報(bào)閘時(shí)間定時(shí)器

RD22

R0R1

續(xù)表4-9緊急停車保護(hù)信號(hào)過擺保護(hù)停車信號(hào)

RERFR2CO濃度偏高停車信號(hào)R3CH4濃偏高停車信號(hào)

DT0

COA/D轉(zhuǎn)換數(shù)值存儲(chǔ)區(qū)R4R5

緊急停車保護(hù)開關(guān)位置顯示數(shù)碼管顯示信號(hào)

DT1

CH4A/D轉(zhuǎn)數(shù)值存儲(chǔ)區(qū)R6R7R8R923

5軟件5.1控制系統(tǒng)程序流程圖該系統(tǒng)的運(yùn)行過程和程序流程圖如圖5-1所示。24

圖5-1程序流程圖5.2程序調(diào)試因?qū)嶒?yàn)室采用FP1—C40系列PLC器件進(jìn)行調(diào)試，因此需將本文程序調(diào)試分為兩部分：一部分為電機(jī)運(yùn)行控制程序調(diào)試，另外一部分為顯示程序調(diào)試。25

5.2.1電機(jī)運(yùn)行控制程序調(diào)試如圖5-2所接好電路圖，按PLC試程序的一般步驟進(jìn)行程序調(diào)試。當(dāng)按下正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕時(shí)（此時(shí)再按下反轉(zhuǎn)按鈕X1時(shí)效通（即制動(dòng)器松閘）并且定時(shí)器T0開始時(shí)3S，同時(shí)Y5閃爍3下（報(bào)警裝置預(yù)警3聲3S時(shí)到達(dá)之后Y5斷開、Y1、Y2和YB接（主機(jī)減壓啟動(dòng)定器T4定當(dāng)2S定時(shí)間到之后Y0和Y1同斷開Y8接（電機(jī)轉(zhuǎn)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)時(shí)器T2定5S；5S定時(shí)間到之后Y6通（即開始播放時(shí)下X2即減速機(jī)速度調(diào)節(jié)開關(guān)Y7接通達(dá)到調(diào)節(jié)猴車的運(yùn)行速度。調(diào)試梯形圖如圖5-3所。正轉(zhuǎn)情況下各種故障保護(hù)功能檢測：（1）當(dāng)按下X7—XC中任意一開關(guān)時(shí)，將給控制系統(tǒng)一個(gè)急停信號(hào)，Y2和Y8、YB同斷（即架空乘人裝置將自動(dòng)停止運(yùn)行器T3始定時(shí)2S之后Y4斷（即制動(dòng)器抱閘（2）按下—X15中任意一開關(guān)時(shí)Y2Y8、YB時(shí)斷開（即架空乘人裝置將自動(dòng)停止運(yùn)行時(shí)T3開始時(shí)2S，2S后Y4開（即制動(dòng)器抱閘（3）當(dāng)按下開關(guān)X4或者時(shí)Y2和Y8、YB同時(shí)開，并且Y5開閃爍（即報(bào)警接通或者YA接（即顯示相應(yīng)的故障器T3開定時(shí)2S，2S之后Y4斷（即制動(dòng)器抱閘（4）當(dāng)每按下XD或XE時(shí)，應(yīng)DT0者時(shí)DT1的數(shù)值就加1，當(dāng)DT0的數(shù)不小于219或者DT1的數(shù)值不小于130，、Y4、Y6、YB和都通（即使電機(jī)反轉(zhuǎn)），并且Y5開閃爍。當(dāng)按下X16和X17時(shí)將DT0和中的數(shù)值清零。（5）正常停車：若按下停止按X3時(shí)，Y4推2Ｓ斷開，其余輸出都立即斷開。反轉(zhuǎn)情況與正轉(zhuǎn)情況類似，反轉(zhuǎn)輸出為Y3圖5-2調(diào)接線圖26

27

28

（注：在實(shí)際過程中CO傳感和CH4傳器輸入信號(hào)是通過指令F0MV,WX9,DTO】和【MV，WX10，DT1】進(jìn)行傳送的，再通F60級(jí)指令進(jìn)行數(shù)值比較圖5-3調(diào)主程序梯形圖29

5.2.2顯示程序調(diào)試當(dāng)開關(guān)X8接通時(shí)，輸出Y9、YC、YF接通數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)值為2。如圖5-4為部分顯示程序梯形圖．開關(guān)的位置是以煤礦上水平面作為起始參考點(diǎn)。同理，當(dāng)X7接通時(shí)，輸出、YB接即數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)值為1；當(dāng)X9接時(shí)，輸出Y9、YA、YB、YF接通即輸出值為；當(dāng)XA接時(shí)，輸出YA、YB、YE、YF接通即輸出值為；當(dāng)XB接時(shí)，輸出Y9、YB、YC、YF接通即輸出值為；當(dāng)XC接時(shí)，輸出Y9、YB、YC、YF接即輸出值為。過擺保護(hù)開關(guān)接通時(shí)顯示類似。30

圖5-4顯程序梯形圖通過以上的程序調(diào)試，從而可知程序設(shè)計(jì)是合理的，滿足設(shè)計(jì)要求。31

6工程隨著礦井的大型化發(fā)展和開采深度的增加車深受廣大井下工人的歡迎愛以全性而得到各礦務(wù)局的支持。猴車的技術(shù)改進(jìn)也是越來越快用范圍越來越廣當(dāng)械特性在不斷加強(qiáng)時(shí)候電方面的加強(qiáng)也是必不可以的猴電控集中管理控制能力大大提高管理效率加于管理同時(shí)增加的成本也不是很高。本設(shè)計(jì)針對(duì)我省部分煤礦實(shí)際情況和猴車控制系統(tǒng)的實(shí)際要求而設(shè)計(jì)的，在應(yīng)用上得到良好的果眾周知，猴車對(duì)于井下工作是非常重要的如煤礦索道比較長的情況下若人靠步行上井和下井則就需要花費(fèi)一斷比較長的時(shí)間。如果采用猴車運(yùn)人，不僅減小了工人上下井的時(shí)間還可以為工人適當(dāng)減少疲勞為場帶來經(jīng)濟(jì)效益外在全線路上設(shè)有傳感器等一些保護(hù)系統(tǒng)遇意外情況，系統(tǒng)緊急停車，使整個(gè)系統(tǒng)斷電，制動(dòng)器同時(shí)抱閘制動(dòng)，使系統(tǒng)更加安全