1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 設(shè)計(jì)題目：煤礦井下乘人裝置 電控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 函 授 站： 山科大 專業(yè)班級(jí)： 工業(yè)電氣自動(dòng)化 學(xué)生姓名 張洪磊 學(xué)生學(xué)號(hào)： 20072007 年年 1010 月月 1 1 日日 山東科技大學(xué)山東科技大學(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 專業(yè) 班學(xué)生 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)題目： 煤礦井下乘人裝置 電控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 二、設(shè)計(jì)專題： 三、設(shè)計(jì)原始資料： 寧陽(yáng)海力集團(tuán)石橋煤礦-450 水平 架空乘人裝置電 控的設(shè)計(jì) 四、設(shè)計(jì)應(yīng)解決下列各主要問題： 五、設(shè)計(jì)說明書應(yīng)附有下列圖紙： 六、命題發(fā)出日期： 設(shè)計(jì)應(yīng)完成日期： 2007.8 設(shè)計(jì)指導(dǎo)人（簽章）： 系

2、主 任（簽章）： 院 長(zhǎng)（簽章）： 指導(dǎo)教師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的評(píng)語(yǔ)指導(dǎo)教師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的評(píng)語(yǔ) 指導(dǎo)教師(簽章)： 年 月 日 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 答辯答辯( (考試考試) )委員會(huì)鑒定意見委員會(huì)鑒定意見 答辯(考試)成績(jī)： 鑒 定 意 見： 主 任(簽章)： 副主任(簽章)： 年 月 日 摘摘摘 要要要 煤礦井下乘人裝置（俗稱猴車）是一種以電機(jī)拖動(dòng)索道，索道帶動(dòng)吊 椅實(shí)現(xiàn)人員輸送的設(shè)備，可適用于比較惡劣的工作環(huán)境中的人員輸送，為 礦工提供了極大的便利。安全性和穩(wěn)定性是猴車最重要的性能指標(biāo)，要保 證在坡度小于 30 度的情況下，猴車都

3、能安全穩(wěn)定的運(yùn)行。 猴車電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括 PLC 程序編寫，布線圖設(shè)計(jì)，傳感器的布 置，后臺(tái)監(jiān)控程序的編寫。本文采用以三菱 FX2N-48MR 為下位機(jī)，各類傳 感器進(jìn)行直接數(shù)字控制（DDC），同時(shí)通過 485 通信，與上位機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)整 個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控。同時(shí)在幾個(gè)重要的地點(diǎn)安裝攝像頭，監(jiān)視猴車的運(yùn)行實(shí)況。 在軟件開發(fā)上，我選擇的是 BORLAND 公司的 DELPHI7.0，它支持面向?qū)ο?的編程，內(nèi)置了包括數(shù)據(jù)窗口在內(nèi)的多種對(duì)象類，可以方便地訪問數(shù)據(jù)庫(kù)， 具有效率高、成本低、質(zhì)量高、功能強(qiáng)等特點(diǎn)，非常適合本系統(tǒng)的開發(fā)。 通訊使用的是 MSCOMM 控件，使用簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)大。視頻板卡采用的是海

4、 康威視第三代板卡，它性能穩(wěn)定，錄像效果好。 通過在山東棗莊礦業(yè)集團(tuán)田陳煤礦一個(gè)多月的使用得出：本套系統(tǒng)能 夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行在煤礦井下，各種功能指標(biāo)都能達(dá)到預(yù)定的要求，效果 良好。 關(guān)鍵字：猴車，可編程控制器，MSCOMM，DELPHI，RS485，監(jiān)控 Abstract The under colliery manned equip(usually called the monkey car) is a Equipment which runs in the model like that the electromotor makes the ropeway running and the

5、ropeway drives glider to make the body transfers come true. It can suits body transfers in very bad work environments and makes a bit of advantage for collier. Security and stability is the most important capability guide line. We must insure that it can run safely and stably in case of gradient bei

6、ng less than 30 degree. The monkey car electronic control system designing mostly includes PLC program compiling, deploy diagram designing, deployments of sensor and compiling of background surveillant program. Here we use MITSUBISHI FX2N-48MR as hypogyny machine, using each sensors for the direct d

7、igital control(DDC).While by using 485 communications, we makes surveillance on the whole system come true together with hypogyny machine. At the same time, we install camera vidicons in some important places to surveillance the real running instance of the monkey car. On software development, I cho

8、ose DELPHI7.0 developed by BORLAND company. It can sustain Object Orientation Program (OOP), and it contains lots of object classes including data window. So we can visit the databases expediently. All together, it is provided with a high efficiency, a low cost, a high quality and a strong function.

9、 We use the third edition collection card of HaiKangWeiShi video collection card for video collection card. Its capability is steady, and the effect of kinescope is perfect. During more than a month of being used in Shandong province Zaozhuang mining group Tianchen colliery, the system shows a safet

10、y and balance face on running under colliery. Each function guide line can reach the aim as expect and the effect is perfect. Key words: Monkey car, PLC, MSCOMM, Delphi, RS485, Surveillance 目目 錄錄 1 緒論9 1.1 煤礦井下乘人裝置的介紹9 1.2 猴車控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀及前景10 1.3 研究的目的與意義11 2 控制系統(tǒng)分析13 2.1 工作原理13 2.2 電控系統(tǒng)的組成13 2.3 系統(tǒng)的功能分析

11、14 2.4 對(duì)系統(tǒng)操作的設(shè)定15 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)17 3.1 系統(tǒng)配置17 3.2 通訊及接線18 3.3 PLC 輸入輸出接線端子的分配 21 4 軟件開發(fā)22 4.1 軟件設(shè)計(jì)思路22 4.2 DELPHI 編程軟件及 MSCOMM 控件的介紹22 4.2.1 DELPHI 介紹22 4.2.2 使用 MSCOMM 控件23 4.3 FX-485PC-IF 通信協(xié)議 25 4.4 界面設(shè)計(jì) 26 4.4.1 主界面26 4.4.2 事件記錄界面27 4.4.3 通訊設(shè)置畫面28 4.5 主程序設(shè)計(jì)29 4.5.1 程序中使用的函數(shù)29 4.5.2 串口掃描31 4.5.3 數(shù)據(jù)庫(kù)的寫入

12、32 4.6 下位機(jī)程序的設(shè)計(jì)33 5 安裝調(diào)試與運(yùn)行測(cè)試36 5.1 程序打包36 5.2 系統(tǒng)調(diào)試 36 5.3 現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行及調(diào)試38 結(jié) 論39 致 謝40 參考文獻(xiàn)41 1 緒論 1.1 煤礦井下乘人裝置的介紹 煤礦井下乘人裝置俗稱猴車, 是用于礦井斜巷人員運(yùn)輸?shù)囊环N工具。 隨著礦井的大型化發(fā)展和開采深度的增加, 如何既能減少人員上下井的體 力消耗, 又能安全舒適地運(yùn)送人員,是廣大煤礦工作者一直致力研究的一 項(xiàng)工作。經(jīng)過多年的實(shí)踐, 猴車成為了礦井的首選, 它以安全性而得到各 礦務(wù)局的支持。跟過去的罐籠車相比，它投資少，使用簡(jiǎn)單。本文比較系 統(tǒng)地闡述了礦井猴車的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程。 猴車的

13、工作過程如圖 1.1： 圖 1.1 猴車工作過程示意圖 猴車機(jī)頭主要由一臺(tái)主電機(jī)和一臺(tái)抱閘電機(jī)（必要時(shí)加一臺(tái)輪邊制動(dòng) 器）及一個(gè)大的驅(qū)動(dòng)輪組成。如圖 1.2 所示： 圖 1.2 猴車機(jī)頭現(xiàn)場(chǎng)示意圖 機(jī)尾由一個(gè)尾輪及一個(gè)配重塊組成，配重塊用來漲緊鋼絲繩,中間用一 系列小托轉(zhuǎn)支撐鋼絲繩，同時(shí)在轉(zhuǎn)彎時(shí)，有很多抗繩輪，防止鋼絲繩脫落。 鋼絲繩上掛有很多吊椅，沿途裝有各種保護(hù)開關(guān)及急停按鈕，加以電氣保 護(hù)。 猴車速度一般在 0.91.2m/s 之間，人離地高度只有 0.5 米左右，所以， 即使有事故發(fā)生，人也可以馬上跳下來，其安全性可想而知。而且，各輪 子上都有一層耐磨橡膠，不會(huì)產(chǎn)生火花，所以，就算在瓦

14、斯?jié)舛缺容^高的 環(huán)境中也可以安全運(yùn)行。 1.2 猴車控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀及前景 猴車電控過去都是采用純繼電器控制, 它存在很多缺點(diǎn)：當(dāng)保護(hù)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)。后來一些廠商都改用 PLC 進(jìn)行集中控 制，它主要由一臺(tái)防爆箱包裝起來，外面使用一個(gè)控制臺(tái)對(duì)其進(jìn)行控制。 如圖 1.3 所示： 圖 1.3 防爆箱及操作臺(tái) 集中控制原理簡(jiǎn)單，接線簡(jiǎn)單，維修方便，安全性更高，所以各猴車 廠家都采用了集中控制。最近一些大型礦業(yè)集團(tuán)還要求采用雙機(jī)控制，即 上位機(jī)控制下位機(jī)，下位機(jī)控制電機(jī)及其它保護(hù)開關(guān)的方式。從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn) 程監(jiān)控，使得控

15、制更方便，更加人性化，減少了操作人員，提高了生產(chǎn)效 率。 目前國(guó)內(nèi)主要有幾家猴車電控系統(tǒng)的廠家，其中規(guī)模比較大的有：唐 山智達(dá)自動(dòng)化有限公司，唐山智誠(chéng)電氣公司等，他們?yōu)楹镘囯娍靥峁┝艘?套比較標(biāo)準(zhǔn)，通用的系統(tǒng)。 1.3 研究的目的與意義 隨著猴車的廣泛應(yīng)用，猴車的電控系統(tǒng)也有所發(fā)展。各種電氣保護(hù)也 在不斷增加，從而控制變得更加復(fù)雜。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，猴車保護(hù)開關(guān)作用， 自動(dòng)停車。然而有很多時(shí)候故障發(fā)生是由于礦工不小心碰到保護(hù)開關(guān)或者 傳感器而造成的，保護(hù)作用后，不得不復(fù)位后才能啟動(dòng)。而且，在安全的 前提下，保護(hù)開關(guān)是不能被撤走的。因此礦上不得不派人來維護(hù)猴車。為 此我們?cè)O(shè)計(jì)本套電控系統(tǒng)，它采用雙機(jī)

16、控制，在礦井下的集控室就能看到 猴車的運(yùn)行狀態(tài)，并能控制猴車開停車，預(yù)警等，而且在關(guān)鍵位置安置了 攝像頭，能實(shí)時(shí)看到現(xiàn)場(chǎng)的信息，這樣大大提高了工作效率，控制也更為 簡(jiǎn)便。 本文從硬件到軟件，詳細(xì)介紹了猴車雙機(jī)電控系統(tǒng)的原理，結(jié)構(gòu)，硬 件實(shí)現(xiàn)，上位機(jī)軟件的設(shè)計(jì)，PLC 程序設(shè)計(jì)，以及調(diào)試情況。 1.4 本文的主要工作 本文第二章介紹了系統(tǒng)原理，功能。第三章介紹了硬件的設(shè)計(jì)。第四 章詳細(xì)介紹了軟件的開發(fā)。在第五章介紹了安裝調(diào)試及運(yùn)行測(cè)試。 2 控制系統(tǒng)分析 2.1 工作原理 猴車電控系統(tǒng)的主要工作原理是：由控制臺(tái)或上位機(jī)啟動(dòng)按鈕控制 PLC 啟動(dòng)輸入，PLC 通過程序輸出一個(gè)控制信號(hào)給抱閘電機(jī)繼電

17、器,經(jīng)過 兩秒延遲后接通主電機(jī)繼電器，主電機(jī)繼電器將信號(hào)傳到 QBZ 隔爆磁力 啟動(dòng)器或軟啟動(dòng)來使電機(jī)啟動(dòng)。通過控制臺(tái)或上位機(jī)的停止，復(fù)位，急停， 檢修等按鈕信號(hào)輸入到 PLC 來實(shí)現(xiàn)停機(jī)，復(fù)位，檢修等功能。外部各保護(hù) 開關(guān)通過電纜將信號(hào)傳到 PLC 中，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開機(jī)，停機(jī)。保護(hù)等功能。 上下人紅外開關(guān)只檢測(cè)溫度，能準(zhǔn)確檢測(cè)人員，這樣當(dāng)人在上車站臺(tái) 經(jīng)過時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)開車，快要到站時(shí)，下人感應(yīng)開關(guān)作用，接通語(yǔ)音 提示開關(guān)。各種保護(hù)開關(guān)和傳感器如：越位行程開關(guān)，脫繩保護(hù)開關(guān)，速 度傳感器直接將信號(hào)傳到 PLC 內(nèi)，然后經(jīng)過處理，將結(jié)果顯示到控制臺(tái)的 顯示屏上。當(dāng)速度小于或大于額定速度，或任一保

18、護(hù)開關(guān)作用時(shí)，便觸發(fā) 保護(hù)事件，使猴車停機(jī)，同時(shí)將保護(hù)事件顯示在控制臺(tái)顯示屏上,只有復(fù)位 以后才能再次開機(jī)。 上位機(jī)通過 FX-485PC-IF 及 FX0N-485ADP，F(xiàn)X2N-CNV-BD 三個(gè)通 訊擴(kuò)展模塊與 PLC 連接，通過 485 串口通信，將控制信號(hào)傳送到 PLC， 同時(shí)，讀取 PLC 的中間繼電器和數(shù)據(jù)寄存器，將 PLC 的狀況反映到上位 機(jī)程序中來，達(dá)到控制臺(tái)上顯示及控制的相同效果。 2.2 電控系統(tǒng)的組成 猴車控制系統(tǒng)以 PLC 為主要控制單元，控制操作臺(tái)及語(yǔ)音箱作為操作 及報(bào)警設(shè)備，PLC 外圍開關(guān)，傳感器構(gòu)成保護(hù)系統(tǒng)。由上位機(jī)及 PLC 通 信擴(kuò)展模塊構(gòu)成軟控制系統(tǒng)

19、，然后采用了 QBZ 系列隔爆真空磁力啟動(dòng)器 （或軟啟動(dòng)，變頻器）組成的電源系統(tǒng)。系統(tǒng)框架圖如圖 2.1 所示： PLC DIDO 各種按鈕 上下人傳感 器 速度傳感器 保護(hù)開關(guān) 通訊模塊 上位機(jī) 主電機(jī) 制動(dòng)電機(jī) 鋼 絲 繩 AC127 狀態(tài)顯示 圖 2.1 猴車控制系統(tǒng)框架 2.3 系統(tǒng)的功能分析 系統(tǒng)基本功能有： 無(wú)人值守控制，啟動(dòng)前預(yù)警，這樣只要有人到上人傳感器感應(yīng)范圍，系 統(tǒng)就可以自動(dòng)開車，當(dāng)最后一個(gè)人下車時(shí)，系統(tǒng)就能自動(dòng)關(guān)機(jī)。 可實(shí)現(xiàn)索道沿線拉停車，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，但保護(hù)開關(guān)卻沒有作用時(shí)， 或者出現(xiàn)意外緊急情況時(shí)，就可以通過沿線拉停來實(shí)現(xiàn)緊急停車，每 80 米安裝一個(gè)。 索道欠速、

20、過速保護(hù)，當(dāng)速度超過額定值的 120%時(shí)會(huì)出現(xiàn)超速飛車， 這樣會(huì)造成吊椅搖晃，甚至可能把人甩出吊椅。因此超速保護(hù)是很必要 的。而欠速保護(hù)是為了保護(hù)電機(jī)，當(dāng)負(fù)載過重時(shí)，電機(jī)可能會(huì)出現(xiàn)過載， 因此必須設(shè)定欠速保護(hù)。 減速機(jī) 可實(shí)現(xiàn)電機(jī)失壓，斷相，過載保護(hù)，由防爆磁力啟動(dòng)器或變頻器完成 此任務(wù)。 掉繩脫槽自動(dòng)保護(hù)，當(dāng)?shù)跻位蝿?dòng)嚴(yán)重時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致鋼絲繩掉落，這是 比較危險(xiǎn)的，因?yàn)殇摻z繩一掉，吊椅就會(huì)全部卡在一個(gè)地方，這樣，給 維修造成了極大的困難，而且會(huì)給設(shè)備造成嚴(yán)重的損害。 重錘落地保護(hù)，鋼絲繩漲緊保護(hù) 。 索道運(yùn)行狀態(tài)，上下人計(jì)數(shù)和速度顯示。 遠(yuǎn)程控制，狀態(tài)顯示，及主要位置攝像顯示。 其它功能由客戶

21、提出，如自動(dòng)復(fù)位，語(yǔ)音報(bào)警等 2.4 對(duì)系統(tǒng)操作的設(shè)定 啟動(dòng)：?jiǎn)?dòng)按鈕按下后（包括上位機(jī)及控制臺(tái)的按鈕） ，系統(tǒng)連續(xù)三次 發(fā)出數(shù)秒預(yù)警信號(hào)，到第三次預(yù)警時(shí)系統(tǒng)立即啟動(dòng)，制動(dòng)器電機(jī)啟動(dòng)，制 動(dòng)器松閘解除制動(dòng)，3 秒后主電機(jī)啟動(dòng)；若無(wú)人職守，正常停機(jī)后，可通 過機(jī)頭或機(jī)尾的上人檢測(cè)紅外傳感器信號(hào)啟動(dòng)系統(tǒng)。 停車：正常停車-按下停車按鈕（包括上位機(jī)及控制臺(tái)的按鈕） ，主電 機(jī)停止運(yùn)行，制動(dòng)器抱閘，猴車停止運(yùn)行 延時(shí)停車-根據(jù)索道長(zhǎng)度及速度，可計(jì)算出一次運(yùn)送人員所要時(shí) 間，當(dāng)最后一人下車后，索道將延時(shí)一定時(shí)間運(yùn)行后 自動(dòng)停車。達(dá)到省電的目的。 保護(hù)停車-當(dāng)保護(hù)開關(guān)閉合時(shí)，猴車停止，只有復(fù)位以后猴車才

22、能重新啟動(dòng)。有的保護(hù)開關(guān)不是特別重要時(shí)（如越位 保護(hù)，欠速打滑等） ，可由客戶提出要不要延時(shí)自動(dòng) 復(fù)位。 檢修：當(dāng)自鎖檢修按鈕按下時(shí)，系統(tǒng)將甩開系統(tǒng)所有保護(hù)進(jìn)行開停車，此 模式只有在專業(yè)檢修人員進(jìn)行維修的時(shí)候才進(jìn)行運(yùn)行。 急停：當(dāng)自鎖急停按鈕按下時(shí)，系統(tǒng)將不能開機(jī)，進(jìn)入鎖定狀態(tài)。 當(dāng)控制臺(tái)上的檢修或急停按鈕按下時(shí)，上位機(jī)的檢修和急停按鈕失 效。 復(fù)位：將 PLC 中的各種保護(hù)開關(guān)及數(shù)據(jù)寄存器置 0,返回到初始狀態(tài)。 呼叫（預(yù)警）：當(dāng)有情況發(fā)生時(shí)，可通過呼叫鈕進(jìn)行報(bào)警。 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 3.1 系統(tǒng)配置 控制裝置電源為 127V 交流電源，取自照明信號(hào)電源。在 PLC 的選型 上，我們選擇了三

23、菱的優(yōu)秀門口 FX2N，它是 FX 系列中最高級(jí)的模塊， 它擁有無(wú)以匹及的速度、高級(jí)的功能，邏輯選件及定位控制等，驅(qū)動(dòng)能力 強(qiáng)。根據(jù)需要，我們選擇了 48 點(diǎn)，晶體管輸出的 FX2N-48MT，它完全可 以勝任我們的要求。由于通信的需要,我們還配置了 FX0N-485-ADP(485 通 信模塊)及 FX2N-CNV-BD(FX0N 信號(hào)轉(zhuǎn)換為 FX2N 信號(hào))，在干擾比較小 的情況下，它們組合能驅(qū)動(dòng) 1000 多米的 485 通信。 控制箱內(nèi)除了以下幾個(gè)器件外，還配置了 8 個(gè)繼電器，分別用來控制 電機(jī)，抱閘電機(jī)，輪邊制動(dòng)器等電路，還配置了兩個(gè)接線端子排分別接輸 入輸出及電源，使接線更為簡(jiǎn)便

24、 在操作臺(tái)臺(tái)內(nèi)有：四個(gè)點(diǎn)動(dòng)開關(guān)及指示燈：?jiǎn)?dòng)，停止，預(yù)警（呼 叫） ，復(fù)位分別控制開停，報(bào)警，復(fù)位。兩個(gè)自保型常動(dòng)開關(guān)及指示燈： 檢修，急停來控制特殊情況的若干保護(hù)開關(guān)指示燈。 五個(gè)七段數(shù)碼顯 示管分別用來顯示速度及內(nèi)載人數(shù) 在猴車周圍配置了:速度傳感器 1 個(gè)，配合 8 個(gè)小磁鐵，一般安裝在 機(jī)頭的一個(gè)托輪上。若干拉停器，由索道長(zhǎng)度決定，80 米一個(gè)，用于緊 急停車 上下人紅外傳感器四個(gè)，當(dāng)中途有站時(shí)可適當(dāng)增加，用于上人 自動(dòng)開車及下人語(yǔ)音提醒。 越位行程開關(guān)兩個(gè)防止吊椅載人越過驅(qū)動(dòng) 輪或尾輪。 光電脫繩保護(hù)開關(guān)兩個(gè)，一般安裝于變坡點(diǎn)容易掉繩的地 方。紅外開關(guān)放置在鋼絲繩正上方，當(dāng)繩子掉落時(shí)

25、，開關(guān)斷開，系統(tǒng)關(guān)機(jī)。 重錘下限及漲緊保護(hù)行程開關(guān)兩個(gè)，用于保護(hù)機(jī)尾的重錘，當(dāng)重錘超 過下限時(shí)，說時(shí)鋼絲繩已經(jīng)太松，須要維護(hù)了，當(dāng)張緊保護(hù)作用時(shí)，表示 鋼絲繩太緊，或載人太多，亦須派人維修了。 由于遠(yuǎn)程監(jiān)控的須要，我們配置了一臺(tái)工控機(jī)，選用的是研華工控機(jī)， 它性能穩(wěn)定，適應(yīng)環(huán)境好。根據(jù)軟件要求，我們?cè)诠た貦C(jī)內(nèi)安裝 WINDOWS 2000 SP4 版，由于工控機(jī)還須顯示多路視頻信號(hào)，因此還配置 了視頻采集卡一張，采用的是海康威視第三代 HC4008 系列 8 路采集卡。 此外，還配置了通訊用的三菱 FX-485PC-IF 通信模塊一塊，用于將上位機(jī) 的 232 信號(hào)轉(zhuǎn)化為 485 信號(hào)，傳達(dá)到

26、下位機(jī)。 硬件布置及接線圖如下： 圖 3.1 控制系統(tǒng)硬件分布圖 上圖中，PLC 及其擴(kuò)展，配件都在 FBX 防爆箱中，外圍保護(hù)開關(guān)分布在 猴車周圍，機(jī)尾在必要時(shí)配置一電源，防止 PLC 供電不足。 3.2 通訊及接線 上位機(jī)跟三菱 PLC 通信有兩種方式，一種是通過編程口直接進(jìn)行 RS232 通信，另一種是上位通過 RS232 口用 FX-485PC-IF 轉(zhuǎn)換成 RS485 信號(hào)再進(jìn)行通信，前者傳輸距離近，不利于遠(yuǎn)程控制，而且控制不夠靈活， 只能控制單臺(tái) PLC。 而后者則可控制多臺(tái) PLC（最多 16 臺(tái)） ，且命令方式靈活，通信協(xié)議簡(jiǎn)單， 傳輸距離遠(yuǎn)（全部采用 485ADP 時(shí)可傳 1

27、000 米） 。所以我們采用的是第二 種通信方式。FX-485PC-IF與單臺(tái) PLC 通信接線如圖 3.2 所示： 圖 3.2 FX-485PC-IF 與單臺(tái) PLC 通信 FX-485PC-IF與多臺(tái) PLC 通信時(shí)傳輸圖如圖 3.3 所示： 圖 3.3 FX-485PC-IF 通訊接線圖 上位機(jī)通過 RS232 與 FX-485PC-IF 相連，由于 FX-485PC-IF 的 232 端 是 25 針，而 PC 端是 9 針。所以自制了一根通訊線，接線圖如下： 9 針 2RXD 3TXD 5SG 25 針 2TXD 3RXD 7FG 圖 3.4 上線機(jī)與 FX-485PC-IF RS2

28、32 接線示意圖 FX-485PC-IF 再通過雙絞線與 PLC 相連， 圖 3.5 FX-485PC-IF 與 FX-485ADP 接線圖 FX2N-485BD 是在近距離時(shí)使用，最大長(zhǎng)度不能超過 200 米，而 FX0N-485ADP 可驅(qū)動(dòng) 1000 米，不過當(dāng)與 FX2N 配合使用時(shí)，F(xiàn)X0N- 485ADP 要配上 FX2N-CNV-BD 才能使用。 3.3 PLC 輸入輸出接線端子的分配 為了對(duì)以前版本的設(shè)備兼容，大部分引腳功能設(shè)置都繼承了以前的設(shè) 定，只增加了一些新的功能引腳，分配表如表 3.1 所示： 表 3.1 PLC 輸入輸出引腳分配表 PLC 輸入引腳 用途 PLC 輸出

29、引腳 用途 X0速度傳感器輸入Y0預(yù)警輸出 X1備用Y1欠速顯示 X2復(fù)位Y2脫索顯示 X3檢修（顯示）Y3越位顯示 X4急停（顯示）Y4啟動(dòng)（顯示） X5猴車啟動(dòng)Y5抱閘繼電器 X6猴車停止Y6備用 X7越位開關(guān)Y7油泵電機(jī)繼電器 X10備用Y10釋放電磁閥 X11脫索保護(hù)Y11抱閘電磁閥 X12拉停Y12下人點(diǎn)語(yǔ)音提示 1 X13起點(diǎn)（終點(diǎn)）上人Y13下人點(diǎn)語(yǔ)音提示 2 X14起點(diǎn)下人檢測(cè)Y14超速顯示 X15輪邊行程開關(guān)Y15人員增計(jì)數(shù) X16終點(diǎn)下人檢測(cè)Y16人員減計(jì)數(shù) X17備用Y20 X20重錘保護(hù)Y21 X21備用Y22 X22漲緊保護(hù)Y23 速度顯示 4 軟件開發(fā) 4.1 軟件

30、設(shè)計(jì)思路 根據(jù) FX-485PC-IF 通信協(xié)議，上位機(jī)能讀、寫 PLC 的 X, Y, M, D, T, S 設(shè)備，但 PLC 只有在 1:1 通信時(shí)才能給上位機(jī)發(fā)送信息，當(dāng) 1：N 通信時(shí)， PLC 則不能發(fā)信息到上位機(jī)中。當(dāng) PLC 給上位機(jī)發(fā)信息時(shí)，PLC 程序變 得更復(fù)雜，上位機(jī)程序也變得復(fù)雜，但實(shí)時(shí)性很好。由于本系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要 求不是很高，所以在選取數(shù)據(jù)獲取方式時(shí)我們采用上位機(jī)定時(shí)主動(dòng)掃描的 方式來獲取 PLC 狀態(tài)。 獲取信息時(shí)，由于一般開關(guān)接通時(shí)間比較短，不容易被掃描到，所以 我們采用自鎖的方式，將結(jié)果保存到 PLC 的中間寄存器中，這樣易于集中 讀取，同時(shí)，當(dāng) PLC 輸入輸出

31、重新設(shè)計(jì)時(shí)，不須再重新編寫和編譯程序， 而只須更改 PLC 中輸入輸出相對(duì)應(yīng)的中間繼電器（M）即可。 對(duì)于寫入 PLC 的操作，由于寫入 PLC 的輸入端 X 時(shí)，只能寫入一個(gè) 脈沖，不能保持狀態(tài)，因此，我們選擇的是寫入中間繼電器 M, 由 M 再來 控制輸出 Y, 這樣即能自保，也能減少 PLC 程序的編寫，同時(shí)，當(dāng)輸入輸 出口更改時(shí)也只須更改相應(yīng)的 M 即可，不須再編譯程序。 4.2 DELPHI 編程軟件及 MSCOMM 控件的介紹 4.2.1 DELPHI 介紹 Delphi 是 Borland 公司研制的新一代可視化開發(fā)工具，它集中了第三 代語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)。以 Object Pascal

32、 為基礎(chǔ)，擴(kuò)充了面向?qū)ο蟮哪芰Γ⑶?完美地結(jié)合了可視化的開發(fā)手段。Delphi 自 1995 年 3 月一推出就受到了 人們的關(guān)注，并在當(dāng)年一舉奪得了多項(xiàng)大獎(jiǎng)。 Delphi 的出現(xiàn)打破了 V 承可視化編程領(lǐng)域一統(tǒng)天下的局面。并且 Delphi 使用了本地編譯器直接生成技術(shù)，使程序的執(zhí)行性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它 產(chǎn)品生成的程序。它還是真正的面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言。PASCAL 語(yǔ)言的嚴(yán) 謹(jǐn)加上可視化的優(yōu)勢(shì)和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)功能使得它有充分的資本和微軟的 VB 叫板。許多人當(dāng)時(shí)都認(rèn)為 Pascal 是最有前途的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，并預(yù)測(cè) Delphi 將會(huì)成為可視化編程的主流環(huán)境。 Delphi 在編好程序后自動(dòng)轉(zhuǎn)

33、換成.EXE 文件它運(yùn)行時(shí)速度比 VB 快， 而且編譯后不需要其他的支持庫(kù)就能運(yùn)行。它的數(shù)據(jù)庫(kù)功能也挺強(qiáng)的，是 開發(fā)中型數(shù)據(jù)庫(kù)軟件理想的編程工具。 4.2.2 使用 MSCOMM 控件 Microsoft Communications Control（以下簡(jiǎn)稱 MSComm）是 Microsoft 公司提供的簡(jiǎn)化 Windows 下串行通信編程的 ActiveX 控件，它 為應(yīng)用程序提供了通過串行接口收發(fā)數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)便方法。它是微軟為 VB5.0/6.0 通信編程時(shí)提供的一系列標(biāo)準(zhǔn)通信命令的接口，為應(yīng)用程序提 供串行通訊功能。MSComm 控件在串口編程時(shí)非常方便，程序員不必去 花時(shí)間去了解較為復(fù)

34、雜的 API 函數(shù)，而且在 VC、VB、Delphi 等語(yǔ)言中均 可使用。 MSCOMM 它提供了兩種處理通信問題的方法：一是事件驅(qū)動(dòng) (Eventdriven)方法，二是查詢法。在此我們使用的是查詢方式 MSComm 控件有很多重要的屬性，其中常用的最重要的有： CommPort 設(shè)置并返回通訊端口號(hào)。 Settings 以字符串的形式設(shè)置并返回波特率、奇偶校驗(yàn)、數(shù)據(jù)位、停 止位。 PortOpen 設(shè)置并返回通訊端口的狀態(tài)。也可以打開和關(guān)閉端口。 Input 從接收緩沖區(qū)返回和刪除字符。 Output 向傳輸緩沖區(qū)寫一個(gè)字符串。 根據(jù) FX-485PC-IF 通信協(xié)議，我們選擇的通信格式為

35、 波特率：9600, 無(wú)校驗(yàn)，7 位數(shù)據(jù)位數(shù)，1 位停止位數(shù)。 在 PLC 中通過特殊寄存器 D8120 來設(shè)定通訊格式，即使用如下命令進(jìn)行 設(shè)定 M8002 MOV H6080 D8120 M8002 MOV H0 D8121設(shè)定站號(hào)為 00，總共可設(shè) 16 個(gè)站 M8002 MOV K6 D8129設(shè)定超時(shí)檢查時(shí)間為 60ms 在上位機(jī) DELPHI 中，通過如下命令進(jìn)行設(shè)定： MSComm1.Settings:=9600,N,7,1; /設(shè)置波特率為 9600，偶校驗(yàn)，7 個(gè) 數(shù)據(jù)位，1 個(gè)停止位 MSComm1.InputLen:=0; /在讀操作時(shí)讀取接收緩沖區(qū)的所有數(shù)據(jù) MSCom

36、m1.InBufferSize:=1024; /設(shè)置接收緩沖區(qū)為 1024 字節(jié) MSComm1.OutBufferSize:=512; /設(shè)置發(fā)送緩沖區(qū)為 512 字節(jié) MSComm1.InBufferCount:=0; /清除接收緩沖區(qū) MSComm1.OutBufferCount:=0; /清除發(fā)送緩沖區(qū) MSComm1.InputMode:=ComInputModeText; /置為 ASC輸入方式 MSComm1.DTREnable:=True; /置 DTR 有效 MSComm1.RTSEnable:=True; /置 RTS 有效 MSComm1.PortOpen:=True;

37、/打開串口 只有當(dāng) PLC 跟 DELPHI 的設(shè)定完全一致時(shí)，通信才會(huì)成功。 4.3 FX-485PC-IF 通信協(xié)議 FX-485PC-IF RS485 Interface Unit Users Manual書中除了介紹通信 連接方式，通信格式外，還介紹了通信的命令。常用的幾個(gè)命令格式如下： 1. 批位讀（批量讀取位設(shè)備最多可讀取 256 個(gè)） ，格式如下圖 格式為：ENQ+站號(hào)+PC 號(hào) +BR + 等待時(shí)間+起始設(shè)備+設(shè)備數(shù)+校驗(yàn) 和 2. 批字讀（批量讀取字設(shè)備或位設(shè)備，最多可讀取 64 個(gè)字設(shè)備，256 個(gè) 位設(shè)備，結(jié)果以 1 進(jìn)制數(shù)給出） 格式為：ENQ+站號(hào)+PC 號(hào) +WR

38、+ 等待時(shí)間+起始設(shè)備+設(shè)備數(shù)+校驗(yàn) 和 3. 批位寫（批量寫入位設(shè)備，最多可寫 256 個(gè)位設(shè)備，以二進(jìn)制形式寫 入） 格式為：ENQ+站號(hào)+PC 號(hào) +BW + 等待時(shí)間+起始設(shè)備+設(shè)備數(shù)+數(shù)據(jù) +校驗(yàn)和 4. 批字寫（批量寫入位設(shè)備或字設(shè)備，最多可寫 256 個(gè)位設(shè)備，64 個(gè)字 設(shè)備，結(jié)果以 16 進(jìn)制形式給出） 格式為：ENQ+站號(hào)+PC 號(hào) +WW + 等待時(shí)間+起始設(shè)備+設(shè)備數(shù)+數(shù)據(jù) +校驗(yàn)和 5. 選擇性位寫（選擇性地寫入位設(shè)備，最多可寫入 20 個(gè)位設(shè)備） 格式為：ENQ+站號(hào)+PC 號(hào) +BT + 等待時(shí)間+設(shè)備數(shù)+設(shè)備+數(shù)據(jù)+設(shè)備 +數(shù)據(jù).+校驗(yàn)和 6. 選擇性字寫（選擇

39、性地寫入字設(shè)備，最多可寫入 20 個(gè)字設(shè)備） 格式為：ENQ+站號(hào)+PC 號(hào) +WT + 等待時(shí)間+設(shè)備數(shù)+設(shè)備+數(shù)據(jù)+設(shè)備 +數(shù)據(jù).+校驗(yàn)和.2 通過通信協(xié)議，我們只須按照協(xié)議里的規(guī)定的格式收發(fā)信息即可達(dá)到 監(jiān)控的目的。 由通信協(xié)議的讀命令可知，一次可讀取大量位設(shè)備或字設(shè)備，這樣可 以大大提高掃描效率。因此本軟件通信全部使用連續(xù)的中間繼電器 M 及 數(shù)據(jù)寄存器進(jìn)行信息交換。分配如表 4.1 所示： 表 4.1 中間繼電器分配表 按鈕 M300啟動(dòng)M301停止 M302呼叫M303復(fù)位 M304檢修M305急停 狀態(tài) M310啟動(dòng)（狀態(tài)）M317機(jī)頭越位 M311急停（狀態(tài)）M318機(jī)尾越位

40、M312檢修（狀態(tài)）M319重錘保護(hù) M313拉停M320張緊保護(hù) M314欠速D300速度 M315超速D301剩余時(shí)間 M316脫繩D302內(nèi)載人數(shù) 4.4 界面設(shè)計(jì) 4.4.1 主界面 本系統(tǒng)軟件需要實(shí)現(xiàn)功能主要是能顯示狀態(tài)，能發(fā)送控制命令到 PLC。所以界面設(shè)計(jì)上比較簡(jiǎn)單。主界面主要由一張能轉(zhuǎn)動(dòng)的猴車圖片和 六個(gè)按鈕，以及所有保護(hù)狀態(tài)的蘭色靜態(tài) SHAPE。如圖 4.1 所示： 圖 4.1 上位機(jī)控制系統(tǒng)主界面 圖中啟動(dòng)，停止，復(fù)位，呼叫按鈕都是點(diǎn)動(dòng)按鈕，點(diǎn)擊時(shí)會(huì)發(fā)送 寫命令到 PLC 中，而急停和檢修則是自保型按鈕，當(dāng)急停點(diǎn)擊一次時(shí)， 按鈕會(huì)呈現(xiàn)出下凹狀態(tài)，而第二次點(diǎn)擊時(shí)，按鈕將會(huì)還

41、原為普通狀態(tài)， 當(dāng)軟件檢測(cè)到 PLC 控制臺(tái)端的急停及檢修按鈕按下時(shí)，按鈕會(huì)自動(dòng)變?yōu)?按下狀態(tài)。服從以硬控制為主，軟控制為從的控制方式。 當(dāng)本軟件檢測(cè)到猴車在運(yùn)行（M310=1）時(shí)，圖中的猴車圖片開始轉(zhuǎn)動(dòng)。 同時(shí)，開始獲取速度，剩余時(shí)間，內(nèi)載人數(shù)及各保護(hù)開關(guān)的狀態(tài)，并顯 示在圖框中，當(dāng)保護(hù)開關(guān)狀態(tài)改變時(shí)，圖中的藍(lán)色 SHAPE 跟著變色。且 猴車圖片停止轉(zhuǎn)動(dòng)。只有當(dāng)復(fù)位了以后才能再次重新開機(jī)。 4.4.2 事件記錄界面 為了便于故障跟蹤記錄,我們使用 ACCESS 數(shù)據(jù)庫(kù)來記錄發(fā)生過的故障,使 用 DBGRID 繪制了記錄表格，界面如圖 4.2 所示： 圖 4.2 事件記錄界面 表中記錄了猴車

42、編號(hào)(用于多套猴車時(shí))，事件，事件發(fā)生時(shí)間，用戶可 以在備注欄上添加備注，這樣方便以后查閱。 4.4.3 通訊設(shè)置畫面 通訊設(shè)置是為了方便用戶，可以設(shè)置端口號(hào)為 COM1COM8,同時(shí)可以 檢測(cè)通訊是否成功。畫面如圖 4.3 所示： 圖 4.3 通訊設(shè)置界面 當(dāng)用戶選擇一個(gè)端口時(shí)，程序會(huì)自動(dòng)初始化為用戶選中的商品，為避 免錯(cuò)誤發(fā)生，程序中設(shè)置了一個(gè)自動(dòng)檢測(cè)端口的函數(shù)，如果系統(tǒng)端口不存 在時(shí)。系統(tǒng)會(huì)彈出一對(duì)話框， 內(nèi)容是：“系統(tǒng)沒有此端口” ；這樣讓系統(tǒng)保持原有的設(shè)定。底下的提示 可以告訴用記系統(tǒng)中存在的端口。 4.5 主程序設(shè)計(jì) 4.5.1 程序中使用的函數(shù) 根據(jù)通信協(xié)議里的收發(fā)數(shù)據(jù)的格式，每

43、個(gè)通信數(shù)據(jù)包結(jié)尾都必須包 含有較驗(yàn)和，且效驗(yàn)和只取最后兩位，為些編寫了以下函數(shù)來計(jì)算較驗(yàn)和： 函數(shù)定義如下： function checksum(data:ShortString):string; /計(jì)算較驗(yàn)碼,并截取最后兩位 var i,re:integer;/保存中間結(jié)果 dataleng:integer;/數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 begin re:=0;/初始化 dataleng:=length(data);/取長(zhǎng)度 for i:=1 to dataleng do re:=re+ord(datai);/將所有的檢驗(yàn)碼加起來，保存到 RE 中。 result:=copy(inttohex(re,2),l

44、ength(inttohex(re,2)-1,2);/取最后兩們 end; 讓保護(hù)開關(guān)的 SHAPE 變紅色，從而顯示出保護(hù)狀態(tài)，函數(shù)如下： function bered(sender:tobject):string;/定義 begin if (sender is tshape) then/如果是 SHAPE 則讓它的 BRUSH 變紅 begin (sender as tshape).Brush.Color:=clRed; end; if (sender is tstatictext) then/如果是靜態(tài)字體，剛使字變紅。 begin (sender as tstatictext).col

45、or:=clred;/字體背景變紅 (sender as tstatictext).Font.Color:=clYellow;/字體顏色變黃 end; end; 為了方便檢測(cè)故障，特寫以下通訊測(cè)試函數(shù) function tform1.testcom():integer; /測(cè)試通訊 var temp:string; p:Pchar; c:char; begin mscomm1.Output:=chr(5)+00FFTT005ABCDE78;/發(fā)送測(cè)試信息 sleep(delaytime);/延時(shí) temp:=mscomm1.Input;/取信息 p:=Pchar(temp);/處理信息 c:=p0; if temp= then result:=1 / 通訊失敗,請(qǐng)重新設(shè)置端口 else if (ord(c)=