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矿井提升运行信息监视 系统 李敬兆 王清是 3 9 幺 一 一 一 ／ ／ 矿井提升运行信息监视系统 李教兆王清灵 淮南矿业学院 淮南 2 3 2 0 0 1 1 j 钮 弓 摘要介绍了由I P C和 P L C组成的矿井提升运行信息监视 系统的结构组成厦功能。 ， 主 题 词 ‰ P C P L C ， 伏 ／ 一 ／ ／ 一 ， 一 弓 久 ． 淮南潘 三矿副井提升系统原为 F D机组 电力 拖动方案， 存在着技术性能差、 经济指标低、 可靠性 不高及故障查找困难等缺点。 受潘三矿委托， 我们采 用S C R F D拖动方案对这套系统进行了改造。 用晶 闸管变流器代替主发电机励磁电源， 用速度环 、 电枢 电流环和励磁 电流环三环调节系统代替原磁放大器 电机扩大机构成的调速系统。改造后的系统为无静 差调速系统 ， 逻辑无环流切换。 通过切换开关新老励 磁系统可互为备用， 增强了系统的可靠性。 为提高系 统的自动化程度， 采用了 I P C和 P L C组成的两级计 算机监控系统， 实时监视系统的运行信息和故障。 其 电控系统结构如图 l所示。 AC 3 0 V A C6 k V 图 1 电 控系统结构图 AS R 速度调节器 F Ac R一电枢电流调节器 F A F R 一励磁 电音 }c 调 节器 F ND L 速度给定积分器 2 ． 1 系统运行信息监视 系统可对操作电路、 同步电动机、 安全回路进行 监视。当这些回路主要继电器失电时， 均可由P L C 检测并传输给I P C， 由I P C显示其相应回路各接点 状态 ， 便于故障查找。 系统还设置 了由 P L C实现的数字式行程控制 器， 按行程原则产生S形速度给定信号， 对速度给定 积分器进行限幅， 实现速度给定的冗余控制 同时行 程控制器还具有如下监视功能 过卷监视当提升行程超过总行程 0 ． 5 m 时， 发出过卷故障信号 ， 同时安全回路动作； 逐点监视 当提升机运行在减速段时， 若实际 速度值大于速度限定值， 发出超速故障信号， 同时安 全回路动作； 错 向监视当检测提升机运行的实际方向与给 定方向不一致时， 发出错向故障信号， 同时安全回路 动作 ； 行程显示和电流图、 速度图显示 以图形和数 字两种形式实时显示行程值， 在停车点附近设有精 确显示， 以便准确停车； 同时显示每次提升的速度曲 线和电流曲线。 系统还可对连续速度、 电枢电流、 反馈用测速电 2 ． 5 ～3 ． 5 V ， 再由R 1 和 R 2 分压， 在运放的正输入 端建立电源检测信号， 调整 R 1和 R 2的比值， 使 V C C高于 4 ． 8 V时运放输出为高电平， 当 V C C低 于 4 ． 8 V时， 运放输出低电平信号， 去触发 8 0 3 1的 外部 中断 C P U 进入掉 电保护后耗 电极微 ， VC C继续下 降后 ， C P U 通过 D2从备用电池 E中得到工作 电压 2 ． 3 ～2 ． 5 V ， 维持片内R A M 中的数据不丢失。 如 果 电容 c选用 自身漏 电极 微 的大容 量 电解 电容 1 0 0 0 p F以上 ， 二极管 D 1选用硅二极管， 在不要 备用电源E的情况下， R A M 中的信息可以保持2 4 h 以上， 这对于天天都开机的系统来说是完全足够的。 可靠性设计使微机系统进入工业环境并且能正 常工作的保证， 在实践中， 我们作了一些努力和探 索 ， 效果颇好 。 牧祷 日期I 9 9 8 0 4 0 3 维普资讯 4 0 煤矿 自动化 1 9 9 8年第 4期 机、 快速熔断、 速度调节器和电流调节器进行监视， 当发生误差超限或故障情况时， 可发出报警信号。 2 ． 2 系统运行信息的存储厦打印 监视系统可对每次提升的信息进行存储及打 印 存储的信息包括 每次提升的开车时间、 停车时 间、 打点信号、 等速速度、 负载电流、 停车原因和故障 类型等。 其中打点信号为 ‘ 提人’ 或 ‘ 提物 ， 等速速度 和负载电流均为运行中间等速段取 5点的平均值 ， 停车原因为 ‘ 正常停车 或 ‘ 紧急停车 ， 正常停车事 故类型为‘ 没有’ ； 紧急停车， 事故类型为引起停车的 第一故障的接点号。 每次提升结束， 自动将上述信息 打印出来。任何时候均可调看或打印以前任一天的 运行信息。 上述运行信息也可通过 串行 口传输到矿调度 室， 以便调度人员直接掌握提升运行情况。 3 监视 系统硬件结构 为了可靠地实现上述功能， 我们采用了两级计 算机系统 ， 上位机为工控机 I P C 一 6 1 9 ， 实时显示提升 运行信息{ 下位机为可缩程控制器 S G 8 ， 完成实时 数据采集和控制。P L C选用的模块有 电源模块 G一 。 1 W、 C P U 模块 S G8 一 C P U、 通信模块 G 一 0 1 DM、 高 速计数模块 G O I Z 、 8路输入模块 G一 0 1 A D、 2路输 出模块 G 0 1 D A、 1 6点继电器输出模块 G一 0 1 T和 3 2 点 AC ／ D C输入模块 G 一 5 5 N等 ， 其硬件结构如图 2 所示 。 G ． o 1 c P lJ 】叫G ．0 1Z IG ．．0 1 A D IG _o lD A f 。 o IT J。 5 5 N G 一 5 5 N lG 一 5 5 h 行程 逮厦 电 于 亍 程控制 图 2 监控系统硬件结构图 G一 0 1 D M 用于 P L C S G一 8 与 I P C的通信， 其与 I P C双方通过 RS 2 3 2串行 口相连 ， 采用一对一通信 I P C作主机， P L C作从机的通信方式。可将P L C采 集的实际行程值 速度值、 电流值以及 I ／ O量送至 上位 I P c。 G 0 1 Z采集与电动机同轴安装的旋转编码器输 出的两路正交脉冲 ， 经过计算得行程值 ， 其行程值可 用于实现行程控制器功能和送 给 I P C实时显示行 程值。 G一 0 l AD采集实际速度值 和电枢电流值， 其 实 际速度值与速度限定值进行比较作为超速监视， 同 时其采集 的速度和电流通过 G O l D M 送给 I P C， 显 示速度 图和电流图。 G 一 0 1 D A输出的是由行程生成的速度 Vs ， 其作 为速度给定的限幅值。 G 5 5 N采集 系统的开关量信号， 如安全回路各 继电器 的接点状态等， 3 块共 9 6路 ， 实用 9 O 路 。 当改造后的系统运行时， 其监视的内容， 一方面 通过上位 IP C显示， 另一方面当发生故障时可通过 G 一 0 ] T动作相应故障继电器， 进而使安全回路动 作。 4 I P C软件设计概述 I P C采用 c语言编程， 在 I P C的 C R T显示提 升运行信息主画面。屏幕左上方显示各主要开关状 态 ， 开关接通用绿色显示， 未接通用红色显示 左下 方用不同颜色显示速度图和电路图， 下次提升开始 刷新上次提升的速度图和电流图。屏幕的右方设有 数字和图形两种方式的行程显示， 同时在停车点附 近设有精确显示， 以便准确停车。 每次提升均将其提 升运行信息存储并在停车时打印。 正常提升时， 应进入主画面。如需查看其它信 息 ， 按 E S C键， 在屏幕左上方弹出一下拉式菜单 。 将 光标移至相应行后回车即进入该行指定的画面。例 如需查看运行信息 ， 将光标移至查看运行信息行 ， 回 车后， 屏幕提示 输入查看哪一天的信息， 输入 日 期 后， 就可显示该天的运行信息。 按 P g Up和 P g D o wn 可前后翻页显示， 按 E S C键返回主画面。若需监视 安全回路继电器 3 A C， 按 E S C键弹出菜单后， 将光 标移至 3 A C回路监视， 回车后， 屏幕上将以电路图 的形式显示 3 A C线圈回路， 回路 中各接点接通用绿 色显示 ， 接点断开用红色显示 ， 故障查找快捷方便。 按 E S C键又返回主画面。 菜单中其它各行的监视不 一一 说明。 5 结束语 该系统自1 9 9 6 年9 月在潘三矿副井投入使用， 运行效果良好， 使工作人员更加直观地掌握提升机 运行情况， 电控维修工作量大大减少， 深受现场欢 迎 。 牧稿 日期1 9 9 8 0 5 2 9 作者简舟 李敬兆 男 3 4 岁 工学硕士 稚南工业学院电气工程系副教授， 主要从事电气传动、 自动控村专业的教学与科研工作 已发表论文 1 0 篇 。 维普资讯