1349-基于縫紉機(jī)針自動拋光機(jī)械手設(shè)計,基于,縫紉機(jī),自動,拋光,機(jī)械手,設(shè)計 1畢業(yè)設(shè)計文獻(xiàn)翻譯學(xué) 生 姓 名： 呂曉琳 指 導(dǎo) 教 師 ： 劉 洋 合 作 指 導(dǎo) 教 師： 專 業(yè) 名 稱 ： 自動化 所 在 學(xué) 院 ： 職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2009 年 6 月2井下移動變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件的開發(fā)與實(shí)現(xiàn)唐超禮, 黃友銳, 凌六一(安徽理工大學(xué)電氣學(xué)院, 安徽淮南 232001)摘要: 設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了基于組態(tài)王的煤礦井下移動變電站監(jiān)控軟件,該監(jiān)控軟件利用井下鋪設(shè)的網(wǎng)絡(luò)線路,在井上完成對井下移動變電站整個運(yùn)行過程的檢測、顯示、控制、保護(hù)、報警和管理,并把移動變電站運(yùn)行記錄等參數(shù)以及操作人員的操作信息保存到數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)為操作人員對移動變電站進(jìn)行監(jiān)控和維護(hù)提供了快速、準(zhǔn)確、全面的信息依據(jù),實(shí)現(xiàn)了移動變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控和自動化管理的目標(biāo)。關(guān)鍵詞: 組態(tài)王; 移動變電站; 遠(yuǎn)程監(jiān)控; 工控機(jī)1 引言移動變電站是一種可移動的供電成套設(shè)備,用于把煤礦井下來自中央變電所的高壓電能轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪弘娔?并向采區(qū)工作面生產(chǎn)機(jī)械驅(qū)動設(shè)備提供電能移動式變配電裝置。它的安全運(yùn)行是整個采區(qū)工作面工作可靠性的必要條件。一旦發(fā)生故障,將造成嚴(yán)重后果。不僅影響生產(chǎn),還可能造成人身事故。因此,實(shí)現(xiàn)對移動變電站的井上遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)控顯得十分重要。由于資金和技術(shù)方面的原因,目前我國中小型礦井大多未配有遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng),而是通過嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)備巡回檢查制度作為主要手段,以保障井下變電站的正常運(yùn)行。這樣一方面移動變電站在井下,所處環(huán)境惡劣,巡檢人員勞動強(qiáng)度較大;另一方面,在2 次巡視時間間隔內(nèi)變電站運(yùn)行異常得不到及時發(fā)現(xiàn),運(yùn)行參數(shù)也不能得到及時調(diào)節(jié)。為此,研發(fā)了基于組態(tài)王的移動變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng),能無間隔地進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行狀況監(jiān)視,且具有分合閘控制、過壓過載等報警功能,從而提高了移動變電站監(jiān)控的自動化程度, 保障井下的安全供電和安全生產(chǎn)。2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式本系統(tǒng)硬件主要由研華工控機(jī)、網(wǎng)絡(luò)線路、通信轉(zhuǎn)換接口、移動變電站等組成;軟件主要由組態(tài)王軟件、ACCESS 數(shù)據(jù)庫等組成。具體來講,整個監(jiān)控系統(tǒng)3按功能可劃分為3層體系結(jié)構(gòu),包括:控制部分、監(jiān)控處理部分、數(shù)據(jù)存儲部分?？刂撇糠种敢苿幼冸娬疽訪G單片機(jī)作為中央處理單元,采用模塊化功能設(shè)計方法,實(shí)現(xiàn)了漏電、短路、過載、過壓等多項保護(hù)功能,是一種比較完善的保護(hù)系統(tǒng),并能非常方便地實(shí)現(xiàn)就地控制以及遠(yuǎn)方控制功能。3 系統(tǒng)基本功能模塊設(shè)計考慮到實(shí)際要求,設(shè)計了 6 個主要基本功能模塊,下面就其主要模塊進(jìn)行功能分析:(1) 移動變電站運(yùn)行監(jiān)控功能運(yùn)行監(jiān)控就是移動變電站正常運(yùn)行時顯示的監(jiān)控畫面?？娠@示高(低) 壓側(cè)實(shí)時電壓、電流、功率、功率因數(shù)等參數(shù)大小;可顯示變電站運(yùn)行狀態(tài)和變壓器擋位開關(guān)狀態(tài)。同時,通過按鈕可以實(shí)現(xiàn)對高(低) 壓側(cè)的復(fù)位、電動分閘、電動合閘、短路試驗、過載試驗等控制操作。(2) 移動變電站自檢功能自檢是指系統(tǒng)上電后對系統(tǒng)工作狀態(tài)進(jìn)行自動檢測,包括整定值是否正確、工作電壓是否正常、絕緣電阻值是否正常、短路試驗和過載試驗是否正常、變壓器保護(hù)功能和溫度是否正常等。(3) 額定參數(shù)檢測模塊額定參數(shù)檢測主要是完成對系統(tǒng)額定電壓、額定電流以及電流高低擋的檢測。電流整定值主要由LG單片機(jī)對其進(jìn)行檢測。檢測電壓主要是用于確定系統(tǒng)過壓、欠壓、漏電閉鎖值和變壓器過熱溫度值。過載保護(hù)、短路保護(hù)等都是以電流信號作為判斷依據(jù)。(4) 合閘后故障檢測模塊合閘后故障檢測模塊主要是檢測電網(wǎng)絕緣狀態(tài)、電流信號、電壓信號、差動電流信號和溫度信號等。系統(tǒng)合閘后對電網(wǎng)絕緣狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測;采集電壓信號是為了處理系統(tǒng)過壓和欠壓故障;檢測差動電流信號和溫度信號是為了判斷變壓器內(nèi)部故障,當(dāng)檢測到不同的故障時,系統(tǒng)會自動地切斷供電電源,同時顯示對應(yīng)的故障狀態(tài)和參數(shù)值。(5) 報警記錄功能當(dāng)現(xiàn)場發(fā)生緊急情況時,如移動變電站出現(xiàn)過壓、欠壓、過載、短路等故障4時,該模塊能實(shí)現(xiàn)聲音報警,并把報警信息通過LG傳到組態(tài)界面上,同時產(chǎn)生報警記錄,報警記錄包括報警的日期、時間、編號、狀態(tài)、消息文本、持續(xù)時間等,其中若記錄是黃色的,表示的是故障報警; 若是紅色的,表示的是事故報警;若是綠色的,表示的是故障或事故已排出。(6) 數(shù)據(jù)存儲功能可把移動變電站監(jiān)控數(shù)據(jù)、報警記錄以及操作人員的各種操作信息存儲到數(shù)據(jù)庫里,以便歷史數(shù)據(jù)的保存及操作員將來查閱這些數(shù)據(jù)供領(lǐng)導(dǎo)分析、決策。同時,電壓、電流、功率因數(shù)等重要參數(shù)還以實(shí)時趨勢曲線和歷史趨勢曲線顯示出來,有利于值班人員的即時監(jiān)控。4 貨架冷彎成型線交流伺服控制系統(tǒng)的基本原理(1) 該系統(tǒng)由五部分組成，即計算機(jī)（PC） 、伺服驅(qū)動控制卡、交流伺服調(diào)速系統(tǒng)（交流伺服控制器、伺服電機(jī)及相應(yīng)的控制電纜） 、傳感檢測及反饋、輔助主動作執(zhí)行系統(tǒng)。主控程序只有幾百K，運(yùn)行在 DOS操作系統(tǒng)下，主控微機(jī)通過打印端口LP1：與伺服驅(qū)動控制卡相連，并通過數(shù)據(jù)線發(fā)送位置或速度指令，在線適應(yīng)性調(diào)節(jié)或設(shè)定PID調(diào)節(jié)參數(shù)（程序設(shè)計過程中將其作開放性設(shè)計，便于調(diào)整）見后附圖，并進(jìn)行數(shù)模（D/A）轉(zhuǎn)換，通過相應(yīng)的控制板卡輸出±10V的模擬信號并經(jīng)過交流伺服放大器放大后驅(qū)動伺服電動機(jī)，半閉環(huán)或閉環(huán)位置控制反饋系統(tǒng)由電機(jī)軸端裝有的增量式光電碼盤（或在被傳動的物體上設(shè)置測量輥和增量式光電碼盤轉(zhuǎn)換裝置）提供信號（A 、B 、IN脈沖）來完成位置伺服系統(tǒng)的位置反饋，位置反饋環(huán)中傳感元件-增量式光電編碼器將運(yùn)動構(gòu)件實(shí)時的位移（或轉(zhuǎn)角）變化量以A、B相差分脈沖形式長線傳輸?shù)浆F(xiàn)場控制站（PC 機(jī)）中進(jìn)行編碼器脈沖計數(shù)，以獲得數(shù)字化位置信息，主控微機(jī)計算給定位置與實(shí)際位置（即反饋到的位置）的偏差后，根據(jù)偏差范圍采取相應(yīng)的PID控制策略，將數(shù)字控制作用經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換變成模擬控制電壓，并輸出給伺服放大器，最終調(diào)節(jié)電機(jī)運(yùn)動，完成期望值的反復(fù)多次閉環(huán)反饋定位控制，在控制原理上實(shí)現(xiàn)小誤差高精度的位置定位；然后主控程序?qū)o助主動作執(zhí)行系統(tǒng)下達(dá)運(yùn)行指令，完成特定的機(jī)械抱閘動作、壓力機(jī)在線沖壓運(yùn)動、液壓停剪切斷運(yùn)動等。5(2) 本機(jī)組的主要特點(diǎn)：一次性投資成本較高，最大交流伺服功率有一定的限制，但后期運(yùn)行成本低，特別是貨架組件的一次成材率高，產(chǎn)品精度高，應(yīng)用范圍廣且附加產(chǎn)值高。5 控制系統(tǒng)設(shè)計的幾個主要問題（1） 輸人信號的控制精度：測量輥圓周長與測量精度范圍的比值最終決定產(chǎn)品的生產(chǎn)控制精度，應(yīng)盡量選擇比值大的產(chǎn)品，并選擇合適的測量輥材料、測量輥與冷彎件的接觸阻尼和彈性系數(shù)以增加摩擦系數(shù)和接觸壓力防止測量過程滑料誤差的產(chǎn)生。（2） 輸出信號的控制精度：位置環(huán)PID控制算法上的不同決定了PID控制得到的控制精度和結(jié)果，如：求解方法有階躍反應(yīng)法，并根據(jù)控制特性采用三種動作特性：1）、僅有比例控制；2）、PI控制；3）、PID控制；并根據(jù)速度形、測定值微分形運(yùn)算式進(jìn)行PID運(yùn)算，執(zhí)行相應(yīng)的精度要求下的正、反動作運(yùn)算和控制。（3） PID系統(tǒng)參數(shù)的整定：主控微機(jī)向控制卡發(fā)送PID參數(shù)，看給定的參數(shù)是否符合控制系統(tǒng)的要求，該過程需用在線參數(shù)整定實(shí)現(xiàn)。參數(shù)整定的主要任務(wù)是確定K（P）、A（I）、B（D）及采樣周期Timer，比例系數(shù)K（P）增大，使伺服驅(qū)動系統(tǒng)的動作靈敏、響應(yīng)加快，而過大會引起振蕩，調(diào)節(jié)時間加長；積分系數(shù)A（I）增大，能消除系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差，但穩(wěn)定性下降；微分控制B（D）可以改善動態(tài)特性，使超調(diào)量減少，調(diào)整時間Timer縮短。具體整定過程需要根據(jù)數(shù)字位置環(huán)的PID器改進(jìn)控制算法以及參數(shù)整定方法來制定現(xiàn)場的適應(yīng)參數(shù)和現(xiàn)場的實(shí)際調(diào)整設(shè)定，并根據(jù)不同的產(chǎn)品或負(fù)載情況分別整定，否則易形成位置控制過程的振蕩現(xiàn)象。如圖設(shè)計程序中設(shè)置的開放式調(diào)整。6 結(jié)論利用工控機(jī)對煤礦井下移動變電站進(jìn)行全面的監(jiān)控,大大降低了移動變電站操作員的勞動強(qiáng)度,減少了事故隱患,增強(qiáng)國內(nèi)移動變電站計算機(jī)輔助監(jiān)視系6統(tǒng)的能。本文是在項目開發(fā)過程中形成的,系統(tǒng)投入運(yùn)行后,性能穩(wěn)定可靠,具有一定的參考價值,值得在煤礦移動變電站監(jiān)控中推廣和應(yīng)用。