梁 波 侯媛彬 喬 琳

（1.寧夏工業(yè)職業(yè)學(xué)院，寧夏銀川753000 2.西安科技大學(xué)，陜西西安 710054）

礦井提升機(jī)是煤礦運輸?shù)年P(guān)鍵機(jī)電設(shè)備之一。礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)的技術(shù)直接關(guān)系到煤礦的生產(chǎn)能力與每位下井礦工的生命安全。因此，努力提高礦井提升電控系統(tǒng)是我們追求的目標(biāo)。隨著煤礦對礦井提升機(jī)自動化水平、提升能力的要求提高，對電控系統(tǒng)的改進(jìn)提出了更高的要求。調(diào)速性能好且調(diào)速精度高，能頻繁的提升、下放物資、人員，制動、定位更精準(zhǔn)，可靠性高等，成為目前對礦井提升機(jī)電氣傳動系統(tǒng)的要求。

本設(shè)計是根據(jù)靈新煤礦某采區(qū)對礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)的要求，主要設(shè)備配置有智能型全數(shù)字主控臺、高壓換向電制動切換柜、可控硅動力制動電源柜、可控硅調(diào)速柜、高壓開關(guān)柜、輔助控制柜及附件。在此控制系統(tǒng)中，共應(yīng)用了四臺PLC，分別是主控機(jī)PLC、監(jiān)控機(jī)PLC、高壓換向電制動PLC、調(diào)速PLC。它們之間要進(jìn)行控制信息的通信，實現(xiàn)互相控制。這就要將它們同時連接起來，組成PLC 的N:N 通信網(wǎng)絡(luò)。有了這個通信網(wǎng)絡(luò)，提升機(jī)的各個硬件配置之間的控制信息不用通過編程，只要通過N:N 網(wǎng)絡(luò)簡單的設(shè)置就可以自動鏈接，實現(xiàn)它們狀態(tài)和數(shù)據(jù)等控制信息的共享。

1 控制系統(tǒng)的構(gòu)成

根據(jù)本課題礦井提升機(jī)的工作原理和控制要求，控制系統(tǒng)由PLC、三相繞線式電動機(jī)、制動泵、潤滑泵、彩色液晶顯示屏等組成。

采用RS-485 總線構(gòu)成控制網(wǎng)絡(luò)，以主從式結(jié)構(gòu)，主站（主控PLC）對從站（監(jiān)控PLC、高壓換向電制動PLC、調(diào)速PLC）進(jìn)行運行控制，即主控PLC 通過RS-485 總線與監(jiān)控PLC、高壓換向電制動PLC、調(diào)速PLC 通信，完成對它們控制命令字寫入和實時運行狀態(tài)字讀取功能。主控PLC 與監(jiān)控PLC 之間相互保護(hù)、相互監(jiān)督，PLC接收軸編碼器送入的脈沖信號，經(jīng)PLC 邏輯運算處理轉(zhuǎn)換成提升機(jī)鋼絲繩線速度和容器行程位置，形成各種操作信號、保護(hù)信號和按行程給定的速度給定曲線；高壓換向電制動PLC 采用雙斷點控制，采用RS-485 通訊方式接收主控PLC 的操作指令，完成工頻高壓電源與電制動電源的切換，以及提升機(jī)在工頻高壓電源下正、反向運轉(zhuǎn)的控制；調(diào)速PLC 與轉(zhuǎn)子金屬電阻配合使用，當(dāng)提升機(jī)調(diào)速時，由主控PLC 發(fā)出信號，通過RS-485 通訊方式傳送至調(diào)速PLC，由調(diào)速PLC 直接驅(qū)動各級可控硅動作，以達(dá)到對電機(jī)轉(zhuǎn)子回路電阻的自動切換，實現(xiàn)電機(jī)啟動、調(diào)速、制動的目的。

2 N：N 網(wǎng)絡(luò)

三菱 FX 系列PLC 中的N:N 通信網(wǎng)絡(luò)是采用RS-485 的傳輸標(biāo)準(zhǔn)，N:N 網(wǎng)絡(luò)中，F(xiàn)X2N-485-BD 通信接口模塊是各個PLC 之間的連接的橋梁，最多可連接8個PLC。N:N 網(wǎng)絡(luò)中需要有一臺PLC 為主站，其他PLC 為從站 。

在本系統(tǒng)用4 臺FX2N 系列PLC 通過RS-485 通信模塊連接成一個N:N 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖1 所示：主控機(jī)PLC 為主站，監(jiān)控機(jī)PLC、高壓換向電制動PLC、調(diào)速柜PLC 為從站。

圖1 各站點PLC 的鏈接圖

N:N 網(wǎng)絡(luò)采用廣播方式進(jìn)行通訊，網(wǎng)絡(luò)中每一站點都有一個鏈接存儲區(qū)，這個指定的存儲區(qū)由特殊輔助繼電器和數(shù)據(jù)寄存器組成 各PLC 站點向自己站點的鏈接存儲區(qū)發(fā)布數(shù)據(jù)，每個站點都可以看到該數(shù)據(jù)，即各站點的數(shù)據(jù)可供通過 PLC 鏈接起來的所有PLC 共享，且所有站點的數(shù)據(jù)都能同時完成更新。其他站點可以在共享的數(shù)據(jù)鏈接存儲區(qū)按需提取數(shù)據(jù)。

3 N：N 網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)計

本系統(tǒng)包含1個主站和3個從站，其中主控機(jī)PLC 為主站，站號為0；監(jiān)控機(jī)PLC 為1 號從站，站號為1；高壓換向電制動柜的PLC 為2 號從站，站號為2；調(diào)速柜中的PLC 為3 號從站，站號為3。由于4 臺PLC 互相之間需要大量的數(shù)據(jù)交換，因此本系統(tǒng)將動態(tài)刷新模式選用模式 2。這樣,主控機(jī)：D0～D7//M1000～M1063；監(jiān) 控 機(jī)：D10～D15// M1064～M1127；高壓換向電制動：D16～D23// M1128～M1191；調(diào)速柜：D24～D31//M1192～M1255，為這4 臺PLC 的共享數(shù)據(jù)寄存器和輔助繼電器的范圍.

主控機(jī)PLC（主站）的通訊參數(shù)設(shè)置如圖2 所示：

圖2 主控機(jī)PLC（主站）的通訊參數(shù)設(shè)置梯形圖

監(jiān)控機(jī)PLC（1 號從站）的通訊參數(shù)設(shè)置如圖3 所示：

圖3 監(jiān)控機(jī)PLC 的通訊參數(shù)設(shè)置梯形圖

其它兩個從站的控制程序與1 號從站控制程序類似，此處不再贅述。

網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置和網(wǎng)絡(luò)鏈接完成后，接通4個站點的電源，當(dāng)各站通信板上的通信指示燈都出現(xiàn)閃爍，則說明該N:N 通信網(wǎng)絡(luò)組建成功。

4 結(jié)束語

該系統(tǒng)組建N:N 控制網(wǎng)絡(luò)后，能夠按照系統(tǒng)需求完成各項動作，連接方案簡單實用，可靠性高，響應(yīng)速度快，有良好的性能價格比。

[1]王峰.基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井提升機(jī)感知系統(tǒng)設(shè)計[J].煤炭科學(xué)技術(shù).2012.Vol.40 NO.3:83-86

[2]石磊.PLC 在TKD-A 系列礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)改造中的應(yīng)用[J].煤礦機(jī)械.2009，Vol.30No.8:153-155

[3]胡成名.摩擦提升機(jī)防滑裝置的設(shè)計[J].煤炭科學(xué)技術(shù).2008.Vol.36 NO.4:74-76

[4]羅琴.N:N 通信網(wǎng)絡(luò)的組建與應(yīng)用[J].理工科研，2009，(6)：272-273

[5]FX2N 系列微型可編程控制器使用手冊.西門子公司資料.2009

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