关 键 词：

中英文文献译文 外文 翻译 矿井 提升 精确 测速 微机 实现 中英文 文献 译文

资源描述：

外文翻译--矿井提升机精确测速的微机实现【中英文文献译文】,中英文文献译文,外文,翻译,矿井,提升,精确,测速,微机,实现,中英文,文献,译文

内容简介：

中文译文矿井提升机精确测速的微机实现矿井提升机是矿井生产的重要设备，担负矿物、材料、设备和人员在井筒内往复运输的任务，在矿井的正常生产中占有极其重要地位。为保证提升设备安全可靠地运行，要求控制系统的性能良好，要有较高的调速性能和位置控制。随着计算机应用科学的飞速发展，采用计算机控制系统取代原来的电控系统是一种趋势。由于矿井提升机控制系统高度复杂性和对安全可靠性的严格要求，目前国内还未开发出较为理想、适于工业现场要求的计算机控制系统。本文介绍了作者从事这方面工作的一个片断。1 对微机测速装置的要求对微机测速装置的一般要求是：分辨能力强、精度高，尽可能短的检测时间。1.1分辨率用微机进行转速检测时，分辨率用改变一个测量计数字所对应的被测转速的变化量来表示。设转速由n1变为n2时，引起测量计数值改变了一个字，用Q代表分辨率： r/min （1）分辨率的大小与系统的控制精度关系甚大，Q值愈小，分辨能力愈强，系统的控制精度愈高，它是测速装置的一个重要指标。1. 2测速精度测速精度是指测速装置对实际转速测量的精确程度。如果用n代表测量值与实际值之差，n代表实际转速，代表用相对值表示的测量误差，则（2）显然，%愈小，测速精度愈高，系统的控制精度也将愈高。测量误差%的大小决定于测速元件的制造精度，并与测速方法有关。1. 3检测时间检测时间是指两次转速采样之间的时间间隔。检测时间的长短对系统的控制性能影响很大，如果检测时间很长，则系统将难以实现稳定的快速响应。检测时间愈短，对于系统的控制性能的改善愈有利。2微机测速的一般方法由光电式旋转编码器与提升机的轴硬性联接，提升机每转发出一定数量(1080个)的脉冲信号，由计数器记下脉冲数，并送给计算机处理以实现微机测速。常用的测速方法主要有以下两种。2.1 M法测速M法测速是在相等的时间间隔内读取旋转编码器发出的脉冲个数以算出转速。在相同的时间内旋转编码器发出的脉冲数不同，测量值也不相同。M法测速的原理图如图1所示。由计数器对旋转编码器发送的脉冲计数，定时器每隔时间T向CPU发出一次中断请求，根据计数值的大小求出对应的转速。旋转编码器每转发出脉冲1080个，在T时间内共发生m个脉冲，则转速为： r/min （3）这种测速方法是由计数值m的大小反映转速的高低，因而称为M法测速。（1）分辨率根据分辨率的定义由式(3)可得：（4）可见，M法测速时的分辨率与速度的大小无关，和转速采样周期T有关。（2）测速精度利用旋转编码器测速时，其测量误差决定于编码器的制造精度并与转速的大小有关。设旋转编码器两相邻脉冲之间的角偏差为。一个检测周期的计数值为m，则测量误差为：（5）转速愈低，m愈小，测量误差愈大，测速精度愈低。随着转速下降测速精度降低是M法测速的一个缺点。（3）检测时间：就等于测量周期T。2. 2T法测速T法测速是测出旋转编码器两个输出脉冲之间的间隔时间来计算转速的测速方法。时间的测量由一个计数器对已知频率的时钟脉冲进行计数求得，T法测速原理图如图2所示。旋转编码器每输出一个脉冲都通过微机接口向CPU发出一次中断，CPU响应后从计数器中读出计数值，由计数值即可算出转速。设时钟频率为f，两个脉冲间的计数值为m，则转速n为： r/min （6）可以看出，T法测速与M法恰恰相反.转速愈高测量计数值m愈小。（1）分辨率设转速的计数值由m变为m-1，根据分辨率的定义：（7）由式(7)得，Q值的大小与转速有关，转速愈小，m愈大，Q则愈小，测速装置的分辨能力愈强。T法测速的优点在于低速段对转速有较强的分辨能力，从而可提高低速的控制性能。（2）测速精度测量误差就等于旋转编码器两脉冲间的角偏差，即测量误差：（8）它只决定于编码器的制造精度，与被测转速无关，它比M法测速精度要差。（3）检测时间：由于旋转编码器每转发出1080个脉冲，所以两脉冲之间的间隔时间为： s （9）式(9)表明，T法测速检测时间随转速而变。3 矿井提升机对转速测量的要求矿井提升机的运行过程，是一个周期性的过程。一般提升机的提升周期包括加速、等速、减速、爬行、停车五个阶段。在五个阶段中，提升机的运行速度是有很大差别的。下面给出安徽省某矿提升机运行的速度图，见图3。由速度图可以看出，在加速段和减速段提升机的速度是一个按一定加速度或减速度不断变化的过程，等速段以较高运行速度运行，爬行段的速度相对来讲要慢得多，只有0.4m/s，总体来说，提升机运行过程是一个速度在较大范围内不断变化的过程，要想实现微机的准确测速，则测速方法必须满足在较高速度和较低速度段均能准确测量的要求。为保障提升机运行的高安全性，在提升机的各种保护中，有等速段过速保护和减速段过速保护，等速段运行速度如超过最高转速Vm的15%，提升机将安全制动；减速段运行中，如测出速度超过给定值10%，亦将实施安全制动。因而，为了准确反映提升机运行中的速度状况，实现控制系统安全、可靠、连续地运行，要求微机测出的速度必须准确，能够满足一定的精度。4 提升机精确测速的M/T法由上述可知，提升机的速度测量要求有较高的精确度，能够准确地反映提升机运行中的实际转速。前述的M法测速，低速段测速精度比较低；T法测速，低速段转速分辨能力较强，但其测速精度比M法又差得多，它们用于提升机测速均不够理想；而M/T测速法则综合两种方法的优点，既可以低速段可靠地测速，又在高速段具有较高的分辨能力，适应了提升机对速度测量的要求。M /T法则测速原理见图4。其中T0由一定时器定时，检测周期T由T0结束后，脉冲发生器输出的第一个脉冲决定，即T=T0+T, m1为T时间内编码器发出的脉冲数，m2为周期T内对时钟脉冲的计数值。转速的表达式为：r/min (10)式中：f一时钟脉冲的频率；1080一编码器每转发出的脉冲数。我们开发的IPC控制系统中，M /T法测速是依赖于HY-6220计数/定时器模板实现的，这是IBM PC XT/AT总线兼容的隔离型可编程多功能模板，板上有8253,8255,8259三种可编程器件。M/T法测速的硬件实现图见图5。工作过程如下:计算机发出启动信号，从编码器输出第一个脉冲起，8253定时器(T0)计数开始，与此同时8253计数器(m2)亦开始计数，20ms后T0定时器向8259发中断信号，直到编码器再送来一个脉冲，停止m1和m2计数器，并通过8259向CPU发出中断请求，计算转速n。HY-6220模板软件编程框图见图6。以上给出M/T法测速的硬件实现图和软件框图，现讨论M /T法测速的分辨率等问题。（1）分辨率：M/T法测速计数值m1及m2都随转速而变化。在此分别对高速段和低速段讨论分辨率。在高速段，T0T，即TT0，认为M2不随转速变化。该种情况下可得： r/min把M2= fTfT0代入上式得：Q=60/1080T0。这与M法测速分辨完全相同。在转速很低时，m1=l。m2随转速变化而变化，其分辨率为： r/min这与T法测速完全相同。图6 HY-6220模板软件编程框图由上分析，M/T法测速在高速段与M法相近，在低速段则与T法相近，兼有二者的优点，在高速和低速均有较强的分辨能力。（1