陕西科技大学计算机控制作业

1、族4翁孩夫年计算机控制作业专业名称：电气与信息工程学院学 号：_5姓 名：戈指导老师：恩让2013年12月24日电梯控制系统一、按电梯控制驱动方式划分1 .交流电梯：曳引电动机由交流电源驱动。2 .直流电梯：曳引电动机由直流电源驱动。3 .液压电梯：由液压传动驱动电梯，通常分为柱塞直顶式和柱塞侧置式两种。柱塞直顶式液压电梯：油缸柱塞直接支撑轿厢底部，使轿厢升降。柱塞侧置式液压电梯：油缸柱塞设置在井道侧面，借助曳引纯通过滑轮组与轿厢 连接，使轿厢升降。4 .齿轮齿条式电梯。由齿轮齿条驱动电梯。齿条固定在构架上，电动机一齿轮传 动机构装在轿厢上（23套），靠齿轮在齿条上的爬行来驱动轿厢，一般为工程

2、 电梯。5 .螺杆式电梯。将直顶式电梯的柱塞加工成矩形螺纹， 再将带有推力轴承的大螺 母安装于油缸顶，然后通过电动机经减速器（或皮带传递）带动大螺母旋转，从而 使螺杆顶起轿厢上升或下降。6 .直线电动机驱动电梯。用直线电动机作为动力源，是目前最新电梯驱动方式。7 .按电梯控制的运行速度划分单速电梯：控制系统使曳引电动机单速运行，速度一般不高于0.5n/s。双速电梯：控制系统使曳引电动机双速运行，速度一般不高于1m/s。调速电梯：控制系统使曳引电动机按要现调速运行。8 .按驱动控制装置结构划分调压调速电梯。电动机具有调压调速装置，速度一般高于1.75m/so调频调压电梯（简称VVVF控制电梯）。

3、电动机具有调压调频调速装置，速度可高 于 6m/so二、VVVF电梯电控系统框图 原理:根据电机学理论可知：交流电动机的转速公式为 ：n=60 x fl x （l-s）/p。式中：fl为定子的电源 频率，P为极对数，s为转差率，n为转速。由公式可知：转速n与三个变量（因素）有关改变定子电源频率f可达到调速目的，但f最大不能超过电机额定频率，电梯作为恒转 矩负载，调速时为保持最大转矩不变， 根据转矩公式：M=CmIcos（式中Cm为电机常数， I为转子电流，为电机气隙磁通，cos为转子功率因数），必须保持恒定。又根据电压公式：U=4.44fWK锁（式中U为定子电压，f为定子电压频率， W为定子绕

4、组匝数，K为电机 常数）。必须保持U/f为常数，即：变频器必需兼备变压、变频两种功能，简称为 VVVF型 变频器。交流异步电动机的转速是施加于定子绕组上的交流电源频率的函数，均匀且连续地改变定子绕组的供电频率， 可平滑地改变电机的同步转速。但是根据电机和电梯为恒转矩负载的要求，在变频调速时需保持电机的最大转矩不变，维持磁通恒定。这就要求定子绕组供电电压要作相应的调节。 因此，其电动机的供电电源的驱动系统应能同时改变电压和频率。即对电动机供电的变频器要求有调压和调频两种功能。使用这种变频器的电梯常称为VVVF型电梯。内/外叶仅小楼心示书崂JI道僧UFX2- 128MB/ IWHtPi.（：柠祠标

5、统采用PLC控制系统集中处理电梯的、外呼召唤信号，开、关门信号，井道信号，变频 器状态信号，高速计数信号等。通过逻辑运算，形成变频器运行必需的控制信号（如：正/反转信号，多段速度信号，停止信号 ）以及楼层显示信号，方向信号，门机构驱动信号。VVVF变频器与PG构成闭环矢量控制系统。经查找资料得知，VS616G5型变频器还具备转差补偿功能，转矩补偿功能及“S”曲线特性。转差补偿功能对电梯的空、满载时上、下行速度稳定非常有利，避免超、欠速运行。例如：电梯正常速度为50 Hz（以频率表示）,空载上行时，速度较平衡时快，转差补偿-0.5Hz,满载上行时，速度较平衡时慢，转差补偿+0.5Hz,从而保证在

6、各种状态下速度稳定。转矩补偿功能对满载起动时转矩提升非常有效， 能达到正常值的 150%。而“S”曲线特性可防止启动、换速或停止时产生振动，这在电梯 中最为适用。可使乘坐舒适感大大改善。此外，该变频器的故障诊断、检测、记忆等功能对 系统维护亦非常方便、实用。交流双速电梯速度曲线VVVRfe梯速度曲线三、各功能原理1、平层以隔磁板与干簧管感应器平层装饰为例如图是隔磁板与干簧管感应器平层装置，轿厢顶部装有三个感应器（中间一个 为开门区感应器，其余为上、下平层感应器），隔磁板在轿厢导轨架上。隔磁板由铁板按规格尺寸和形状制成。感应器是由U 形永磁钢、干簧管、盒体组成。平层装置动作原理：当电梯轿厢上行，

7、接近预选的层站时，电梯运行速度由快速（额定梯速）变为慢速后继续运行，装在轿厢顶上的下平层感应器先进入隔磁板，此时电梯仍继续慢速上行； 当上平层感应器进入隔磁板后，这时上平层感应器干簧管触电转换，上、下平层感应器触点均断开，证明电梯已经平层，使上行接触器线圈失电，制动器抱闸停车。具有提前开门功能的平层器，当轿厢慢速向上运行，下平层感应器首先进入隔磁板，轿厢继续慢速向上运行；接着，开门区感应器进入隔磁板，使干簧管触电位置转换，提前使开门继电器吸合，轿门、厅门提前打开；其他与没有提前开门的一样。具有自动再平层功能的平层器若电梯因某种原因超过平层位置时，上平层感应器离开了隔磁板将使相应的继电器动作，电

8、梯反向平层，最后获得较好的平层精度。2、 呼叫选层器模拟电梯轿厢运行状态，及时向控制系统发出所需的信号。其主要功能是： 根据登记的指令与外召唤信号和轿厢的位置关系，确定运行方向；当电梯将要到达所需停站的楼层时，给曳引电机减速信号，使其换速；当平层停车后，消去已应答的指令信号并指示轿厢位置。微机选层器：它由专门的选层信息传送装置与接收装置组成，并经微机处理与运算来完成选层任务。格雷码编码选层器：轿厢所在的位置信号，当轿厢导轨架上的圆形永久磁铁吸合轿厢顶上的双稳态磁性开关，用格雷码编码来表示。格雷码是一种特殊形式的编码名称。格雷码编码微机选层器主要由格雷码二进制转换电路、轿厢位置信息电路、 扫描器

9、、 步进逻辑电路、并行装入逻辑电路、选层器的输出电路等组成。当轿厢停止时，直接提供当时轿厢位置；当轿厢运行时，提供即将要到达的层楼位置因微机采用二进制处理数据，所以由井道传来的格雷码编码信息，必须先经格雷码二进制转换电路转换成微机应用的二进制编码后才可执行。扫描器为一个步进式开关装置。在微机每执行一个程序循环中，扫描器对所有曾站的上召唤和下召唤以及轿厢选层信号各扫描一次。例如， 先由首层逐层向上扫到最高层，而后再由最高层逐层向下扫描，确定已登记的呼梯信号和轿厢位置，并形成一组脉冲，当电梯处于某一位置时，由选层器给出一个相应信号，同时，扫描器不断地扫描，发出扫描信号，两种信号在比较器中进行比较，

10、其结果由微机发出最终信号。在电梯处于停止状态，只要电路仪开始工作，必须把电梯的位置告诉微机系统， 电梯一旦运行起来，该电路就停止工作。完成这个任务的电路叫并行装入逻辑电路。电梯在运行时，选层器应步进到它的前一层。如果电梯向上行，则步进为加1 方式；反之，如果电梯向下运行，步进为减1 方式。因为轿厢每次停层，用并行装入逻辑电路装入当时轿厢位置信号，轿厢开始运行，就应按选定方向步进。实现这个过程的电路称为步进逻辑电路。选层器输出信号直接送到微机中，由微机对电梯进行选层等控制。3、显示电梯层楼指示器用于指示电梯目前所在的位置以及运行方向。通常，电梯层楼指示器有电梯上下运行方向指示灯、层楼位置指示灯以

11、及到站钟等。5.1 楼层指示器种类(1)信号灯(2)数码管数码管层楼指示器，一般在微机与 PLC控制的电梯上使用，层楼指示器上有译 码器和驱动电路，显示轿厢位置。若电梯运行楼层超过9层时，则每层指示用的 数码管需要两个，可显示 一999不同的层楼数。上、下方向指示一般为上、 下行三角形发光二极管指示。有时为提醒乘客和厅外侯梯人员电梯已到本层， 电 梯配有喇叭(俗称到站钟、语音报站)，以声响来传达信息。5.2 层楼信息获得方法通过机械选层器获得通过装在井道中的感应器获得通过微机选层器获得微机与PLC控制的电梯，通过对旋转编码器或光电开关的脉冲计数，可以计 算出电梯的运行距离，结合层楼数据，就可获

12、得电梯所在的位置信号。工厂、小区恒压供水系统一、恒压供水系统1.1 系统概述供水系统是国民生产生活中不可缺少的重要一环。传统供水方式占地面积大，水质 易污染，基建投资多，而最主要的缺点是水压不能保持恒定，导致部分设备不能正常工 作。变频调速技术是一种新型成熟的交流电机无极调速技术，它以其独特优良的控制性 能被广泛应用于速度控制领域，特别是供水行业中。由于安全生产和供水质量的特殊需 要，对恒压供水压力有着严格的要求，因而变频调速技术得到了更加深入的应用。恒压 供水方式技术先进、水压恒定、操作方便、运行可靠、节约电能、自动化程度高，在泵 站供水中可完成以下功能：(1)维持水压恒定；(2)控制系统可

13、手动 /自动运行；(3)多台泵自动切换运行；(4)系统睡眠与唤醒，当外界停止用水时，系统处于睡眠状态，直至有用水需求 时自动唤醒；(5)在线调整 PID参数；(6)泵组及线路保护检测报警，信号显示等；1.2 控制系统的组成供水控制系统一般安装在供水控制柜中，包括供水控制器(P比统)、变频器和电控设备三个部分，如图3.1a、在恒压供水节电智能控制系统中，通过三菱变频器实现调整水泵的转速来 调整水泵的压力和流量，在一天当中除了供水高峰时段外，其它时间都是运行在 很低的频率状态下，即使在用水高峰时段也未必是运行在 50Hz,因此可以大幅 度的节能。同时，实现自动增泵、停泵、轮换、自动保护等功能；b、

14、通过UNO2050的串口，读取变频器的PID设置参数、当前运行参数和 各种报警，并通过MODEM和网传送到上位控制中心；c、在收到现场报警后，控制中心可以远程的控制 UNO2050,进行变频器的 启停控制。UN02050变频器慢压供水控期场图3.1恒压供水控制系统的组成1.3 恒压供水系统的机理及调速泵的调速原理恒压供水系统的控制方案有多种，有1台变频器控制1台水泵的简单控制方案，也有1台变频器控制几台水泵的方案，下面将分别加以叙述：1.3.1 单台变频器控制单台水泵：单台变频器控制单台水泵的控制方案在国通常是指是一台变频器控制一台水泵。由于全部变频系统中，变频器、控制器、电机均无备份设备，出

15、现问题无法切换，故目前多适用于用水量不大，对供水的可靠性要求不高的场合。该控制方案的控制原理框图见图3.2,电路见图3.3。值得一提的是，在国外或国少数大企业，也有一种每台变频器只带一台水泵的运行方式，但它的控制方式与上面是不同的，这些泵站往往是同时配备了多台变频器配多台水泵，采用集中控制的办法，这种变频系统与国水泵站常用的一台变频器控制单台水泵的工作方式是完全不一样的。在这种系统中，由于有多台变频器，各水泵既可以同时变频运行，也可以分别工频运行，使其可靠性、安全性、可调节性大大优于国常见的各种控制方式，不过在成本上，也远远高于目前国的常用的变频恒压供水系统。(2)单台变频器控制多台水泵利用单

16、台变频器控制多台水泵的控制方案适用于大多数供水系统，是目前应用中比较先进的一种方案。下面以单台变频器控制2 台水泵的方案来说明。该控制方案的控制原理见图3.4。3.3.2 系统功能说明控制系统的工作原理如下:根据系统用水量的变化，控制系统控制2 台水泵按1 一2 一 3 一 4 一 1 的顺序运行，以保证正常供水。开始工作时，系统用水量不多，只有1 号泵在变频器控制下运行，2 号泵处于停止状态，控制系统处于状态1。当用水量增加，变频器输出频率增加，则1 号泵电机的转速也增加，当变频器增加到最高输出频率时，表示只有1台水泵工作己不能满足系统用水的要求，此时，通过控制系统，1 号泵从变频器电源转换

17、到普通的交流电源，而变频器电源启动3.3.2 恒压供水系统的工作原理变频恒压供水系统采用一台变频器拖动两台大功率电动机，可在变频和工频两种方式下运行；一台低功率的电机，作为辅助泵电机，启动方式：为避免启动时的冲击电流，电机采用变频启动方式，从变频器的输出端得到逐渐上升的频率和电压。启动前变频器要复位。变频调速：根据供水管网流量、压力变化自动控制变频器输出频率，从而调节电动机和水泵的转速，实现恒压供水。如设备的输出电压和频率上升到工频仍不能满足供水要求时，PLC发出指令1号泵自动切换到工频电源运行，待 1号泵完全退出变频运行，对变频器复位后，2号泵投入变频运行。多泵切换：根据恒压的需求，采用无主

18、次切换，即“先开先停”的原则接入和退出。在 PLC的程序中，通过设置变频泵的工作号和工频泵的台数，由给定频率是否达到上限频率或 下限频率来判断增泵或减泵。在用水量较小的情况下，采用辅助泵工作。 为了避免一台泵长期工作，任一泵不能连续变频运行超过3小时。当工频泵台数为零，有一台运行于变频状态时，启动计时器，当达到 3小时时，变频泵的泵号改变，即切换到另一台泵上。当有泵运行 于工频状态，或辅助泵启动时，计时器停止计时并清零。故障处理：能对水位下限，变频器、PLC故障等报警。PLC故障，系统从自动转入手动方式。3.3.3 恒压供水系统系统由变频器、PLC和两台水泵构成。利用了变频器控制电路的 PID

19、等相关功能，和PLC 配合实施变频一拖二自动恒压力供水。具有自动/手动切换功能。变频故障时，可切换到手动控制水泵运行。控制过程：水路管网压力低时，变频器启动1#泵，至全速运行一段时间后，由远传压力表来的压力信号仍未到达设定值时，PLC控制1#泵由变频切换到工运行，然后变频启动2#泵运行，据管网压力情况随机调整2#泵的转速，来达到恒压供水的目的。当用水量变小，管网压力变高时，2#泵降为零速时，管网压力仍高，则 PLC控制停掉1#工频泵，由2#泵实 施恒压供水。至管网压力又低时，将 2#泵由变频切为工频运行，变频器启动 1#泵，调整1# 泵的转速，维修恒压供水。如此循环不已。图3.4为恒压供水系统

20、结构图3.4 变频调速恒压供水系统的特点恒压供水是指用户段不管用水量大小总保持管网水压基本恒定，这样，既可满足各部位的用户对水的需求，又不使电动机空转，造成电能的浪费。变频恒压供水的工艺调节过程介绍：泵组的切换开始时，若硬件、软件皆无备用（两者同时有效时硬件优先），1#泵变频启动，转速从 开始随频率上升，如变频器频率到达，而此时水压还在下限值，延时一段时间（由部时间继电器控制，目的是避免由于干扰而引起误动作）后，1#泵切换至工频运行，同时变频器频率由滑停至，2#泵变频启动，如水压仍不满足，则依次启动 3#、4#泵；若开始时1#泵备用，则直接启 2#变频，转速从0开始随频率上升，如变频器频率到达

21、，而此时水压还在下限值，延时一段时间后，2泵切换至工频运行，同时变频器频率由滑停至 ， 3 泵变频启动，如水压仍不满足，则启动4泵；若1 、2 泵都备用，则直接启3 变频，具体泵的切换过程与上述类同。同样，如水压在上限值，若3台泵（假设为1#、2#和3#）运行时，3#泵变频运行降到，此时水压仍处于上限值，则延时一段时间后使1 泵停止，3泵变频器频率从迅速上升，若此后水压仍处于上限值，则延时一段时间后使2泵停止。这样的切换过程，有效地减少泵的频繁启停，同时在实际管网对水压波动做出反应之前，由变频器迅速调节，使水压平稳过渡。 以往的变频恒压供水系统在水压高时，通常是采用停变频泵，再将变频器以工频运

22、行方式切换到正在以工频运行的泵上进行调节。这种切换的方式，理论上要比直接切工频的方式先进，但其容易引起泵组的频繁启停，从而减少设备的使用寿命。而我们这次的设计的系统中， 要求直接停工频泵，同时由变频器迅速调节，只要参数设置合适，即可实现泵组的无冲击切换，使水压过渡平稳，有效的防止水压的大围波动及水压太低时的短时缺水现象，提高供水品质。3.5 变频器根据工艺要求，建议配用ABB ACS600K歹U变频器。ACS 600系列变频器是 ABB公司采用直接转矩控制（DTC技术，结合诸多先进的生产制造工艺推出的高性能变频器。它具有很宽的功率围，优良的速度控制和转矩控制特性, 完整的保护功能以及灵活的编程

23、能力，较高的可靠性和较小的体积。主要技术数据：功率围：2.2-3000kW电源电压：380/400/415/440/460/480/500VAC 3 相± 10%；电源频率：48-63Hz控制连接：2 个可编程的模拟输入（AI ）；1 个可编程的模拟输出（AO）；5 个可编程的数字输入（DI）；2 个可编程的数字输出（DO）。连续负载能力：150% In ，每 10 分钟允许1 分钟串行通讯能力：标准的RS 485 接口可使变频器方便地与计算机连接。保护、欠压缓冲、电机欠/ 过载保护、堵转保护、串行通讯故障保护、AI 信号丢失保护等。外型结构紧凑，安装方便。产品经过多种电气安全规认证

24、，符合 GE UL及质量认证体系ISO9001 和 ISO4001 等。变频器独特的直接转矩控制（DTC功能是目前最佳的电机控制方式，它可以对所有交流电机的核心变量进行直接控制，无需速度反馈就可以实现电机速度和转矩的精确控制。ACS600变频器置PID、PFG预磁通等八种应用宏，只需选择需要的应用宏，相应的所有参数都自动设置，输入输出端子也将自动配置，这些预设的应用宏配置大大节约了调试时间，减少出错。高速列车速度控制系统一、列车运行控制系统的组成及分类1 .定义：列车运行控制系统是将先进的控制技术、通信技术、计算机技术与 铁路信号容于一体的行车指挥、控制、管理自动化系统。2 .名称问题：1）

25、日本新干线ATC （Automatic Train Control）列车自动控制系统）2） 法国TGV的TVM系统；（地面-机车信息传输系统）3） 英国及瑞典的 ATP （Automatic Train Protection ）4） 德国LZB; （ATP增加了表示“连续式”的5） ）地铁ATP系统；等等。这些系统名称不同，但有一个共同点，即自动监控列车运行速度，通过车 信号显示指示列车应遵守运行速度， 为了便于讨论，将轨道交通的列车超速防护 系统称为列车运行控制系统。6） 分类1 ）按功能、人机分工和自动化程度分： ATP系统、ATC系统2 ）按控制模式分：阶梯控制模式：出口检查方式、入口检

26、查方式、速度距离模式曲线控制方式3 ）按照闭塞方式：固定闭塞、移动闭塞4 ）按地车信息传输方式：点式列车运行自动控制系统、连续式列车运行自动控制系统、点连式列车运行自动控制系统。二、基于计算机的速度控制系统方案三相异步电动机根据工作要求不同，主要进行降压启动、正反转、自动循环、 制动、变速等不同控制，该设计要求把对电动机的上述控制采用PLC控制来实现，使系统的性能更完善，PLC是用来取代传统的继电器控制的，与之相比， PLC在性能上比继电器控制逻辑优异，特别是可靠性高、设计施工周期短、调 试修改方便、而且体积小、功耗低、使用维护方便。因此，研究了基于可编程控 制器（PLC）的电动机综合监控和保

27、护系统的方法。作电动机运行的三相异步 电机。三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而感生电动势和电流， 并与磁场相互作用产生电磁转矩，实现能量 变换。与单相异步电动机相比，三相异步电动机运行性能好，并可节省各种材料。 按转子结构的不同，三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。 笼式转子的异步 电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜，得到了广泛的应用，其主要缺 点是调速困难。绕线式三相异步电动机的转子和定子一样也设置了三相绕组并通 过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和 调节电动机的转速。三相异步电动机根据工作要求不同，主要

28、进行降压启动、正反转、自动循环、 制动、变速等不同控制，该设计要求把对电动机的上述控制采用PLC控制来实现，使系统的性能更完善。我们国家的标准电压是 380V和220V两种制式， 生产厂家也是按这个标准化技术生产的你们公司定做的，一定有其原因和行的专 业技术人员指导的，理论上讲是没什么问题的，可以正常使用。设计功率大，实 际使用功率小点，电动机起热电流大是正常的。就像设计是十匹马拉的车现在用 八匹马拉车，那每匹马拉车的力就用的多一点。要想解决这个问题的办法是提高 电压！结构原理框图如下图所示。三、负荷分配控制原理在多电机传动控制过程中各分部电机的负载率相同，即6 = P/Pa相同（P为电机所承

29、担的负载功率，Pa为电机额定功率）。在负荷分配调节过程中不能 影响本传动组以外各分部的速度。负荷分配控制：选取传动组中的一个分部作为主传动，连接在主速度链上，其余各分部作为辅传动。如图所示，分部1和分部5传动组的前一级和后一级，负荷 分配以分部2为主传动，分部3和分部4,处于速度链的子链上。P2a P3a P4a 为三台电机额定功率，Pa为额定总负载功率，Pa= P2a+ P3a+ P4a。P为实际总 负载功率，P2、P& P4为电机实际负载功率，则P=P2+P3+P4系统工作要求P2=P* P2a/ Pa , P3=P* P3a/ Pa , P4=P* P4a/ Pa。负荷分配的目的

30、就是使 P2、 P3 P4 满足上述要求。在实际控制过程中，电机功率是间接量，实际控制的是电机的转矩（或转据电流）百分量四、 PLC 通讯控制负荷分配PLC 通讯控制负荷分配采用全数字化控制，PLC 采样电机电流转矩，依据负荷分配控制算法精确计算，控制变频器达到负荷平衡。现在大多数造纸机传动控制系统都采用二级控制，主要是通过变频器本身的物理接口或扩展通讯板，将其接入现场总线，变频器与PLC 进行通讯，交换数据。负荷分配的思路是通过通讯，PLC 读取个分部的转矩值，将主、从传动的转矩进行比较，再通过PLC 通讯调节各从传动的给定频率，加大或减小该分部电机的转差率，从而调节该分部电机的转矩。在一组

31、负荷分配传动点中，应选取包角较大且功率较大的传动点作为主点。另外，为了保护机械装置和避免PLC 调节过于频繁，在软件中设置上下限幅值。如果负荷不平衡度大于3%， PLC 才进行调整。如负荷分配不平衡度调整量设置太小，容易造成震荡。如果大于不平衡上限幅值，则进行停机处理，以防止机械损害发生。采用 PLC 通过通讯控制负荷分配优点是调试容易、工作可靠，控制精度高（3%以 ），可控点数多（20 点以上 ），因此得到了广泛应用。但是随着传动点数的增多，程序扫描控制时间势必增加，执行周期加长，动态响应变慢，因此在纸机中的应用受到限制。五、使用高性能变频器的转矩控制性能现在有些高性能变频器如ABB 公司的

32、 ACS800 系列， 采用这种变频器可以利用其所具有的直接转矩控制功能解决负荷分配的问题。ACS800 完成负荷分配的原理是：负荷分配各点中主机采用转速给定，其中速度来自可编程序控制器通过链关系的计算值再由PROFIBUS-DP 总线通讯给定， 从机的主给定由主机的转矩输出确定，通过光纤通讯给定，主机转矩输出是主机的实际运行转矩，因此， 所有从机的转矩都跟随主机的实际转矩运行，使主从之间负荷分配均匀且不存在速度差异，保证正常生产和设备安全。六、速度调节在纸机分布式传动中，由于各相邻传动点之间的速度应保持一定的比例，且在车速调整过程中，应满足只影响本级和本级以后的各传动点，而不影响前面各传动的

33、速度，这样每传动点在前一级的基础上可以调整并把速度信号传送给下一级形成一个链式结构，即为速度链。模拟式速度链的原理图如图，图中 rw1为速度总调电位器，ic1icn为运算 放大器，要说明的是，此图为考虑输出信号的极性，在实际中应加以考虑，rw2 rwn为各分布传动点的速度微调电位器，u01u0n为速度给定信号接各传动点 的电机驱动装置。图1模拟式漫度话的原理图速度的调整：当系统需要改变车速时，调节电位器rw1,则ic1的输出v01也随之改变，同时v01又是ic2的输入信号，v01改变则v02同时改变这样一级一级 的向后传，调节rw1则v01v0n均跟着改变，即改变了各传动点驱动器的给定 信号，

34、从而改变各传动点的速度。由于这种速度链易受干扰，如信号传输距离较 远，最好把v01v0n转换为电流信号 七、电动电位器型速度链该速度链的构成如图2所示：它主要利用交流驱动装置本身所具有的数字频 率输入功能来解决速度级联问题（如三菱变频器的遥控功能、abb变频器的电动电位器功能）。图2中只画出了速度增加部分，速度减少部分与此完全相同。这 种速度链的优点在于系统工作可靠， 变频器的频率设定直接由数字信号设定， 克 服了模拟信号易受干扰的缺点。k01k0n为ac24v的继电器。也可以根据用户的 要求用plc来完成以提高系统的可靠性和简化系统结构。驱动冕劫富E死的图2电动电位器型湮度甜的构成图随着计算

35、机通讯技术的发展，纸机传动控制过程中广泛采用通讯控制方式，利用rs485总线或现场总线can总线、profibus-dp总线与变频器通讯完成纸机传动控 制。传动控制中心一般采用plc。速度链控制由plc部软件来实现。速度链结构采用二叉树数据结构算法，用于完成传递功能。首先对各传动点进行 数字抽象，确定速度链中各传动点编号，此编号应与变频器部地址一致。然后根 据二叉树数据结构，确定各结点的上下、左或右编号。即任一传动点由3个数据（父子兄”或父子弟”）确定其在速度链中的位置，填位置寄存器数值。该传动点速度给变频器后，访问位置寄存器，确定子寄存器结点号，若不为0,则对该经点进行相应处理，直到该链完全

36、处理完；再查兄弟寄存器结点号， 处理另一支链。故只须对位置寄存器初始化，即可构成任意分支速度链。Uk1跳T二机T三机j四禁EEi 051 HIBI EEH图4位置寄存器示意图八、启动制动高速列车的制动与常速列车制动原理相同。但由于高速列车的速度很高， 动能很大，要在规定的时间和距离将这些动能消耗或吸收、用常速列车的单一闸 瓦制动方式是无法达到的。因此，高速列车的制动必需采用综合方式，即多种制 动协调使用。目前制动方式主要采用摩擦制动和动力制动两种。(i)摩擦制动通过机械摩擦来消耗列车动能的制动方式，称为摩擦制动。具制动力与列车 速度无关，是列车最基本的制动方式，高速列车的最终停车也必须依靠这种

37、制动 方式。摩擦制动包括闸瓦制动，盘形制动和摩擦式电磁轨道制动等。闸瓦制动是目前常速列车采用的主要制动方式，筒单可靠，在常速、中低速、 速度为零时均有制动力。盘形制动与闸瓦制动相比，制动散热性能较好，并具有 较好的高速制动性能。但盘形制动与闸瓦制动一样，制动力要通过车轮来传递， 也受轮轨粘着的限制。因此。在高速列车的动力车上也只能起辅助制动作用。电 磁轨道制动是在转向架下安装电磁铁，制动时放下，利用电磁吸力紧压钢轨摩擦 生热产生制动。它的制动力虽然不受轮轨粘着力的限制，但装置重量大而使轴重 增大；钢轨发热，磨损加剧，不宜用于运行中的调速制动，目前仅用于高速列车 的紧急制动。(2)动力制动利用某

38、种能量转换装置，将运行中列车的动能转换为其他形式的能量，并予 以消耗的制动方式，称为动力制动。这种制动方式的特点是列车速度越高， 制动 力越大，列车速度降低，制动力也随之下降。动力制动包括；电阻制动、再生制 动、电磁涡流制动等。电阻制动是将牵引电动机变为发电机，使电流通往电阻器，将列车动能转化 为电能再变成热能散发掉，产生制动作用。再生制动的工作原理与电阻制动类同， 所不同的是产生的电能不是消耗在制动电阻上， 而是将电能反馈到供电系统，从 而产生制动作用的一种制动方式。 因此，它不仅具有制动列车的作用，而且能将 列车的动能转变为有用的电能，从能量综合利用角度看，再生制动是一种比较理 想的制动方

39、式。但实现再生制动对逆变技术和动力车主电路保护系统的要求比较 高，需要有较高的技术。电磁蜗流制动是通过电磁铁和电磁感应体相对运动，将列车的动能转换成电 磁涡流并产生热能，达到制动的目的。根据电磁铁和电磁感应体的型式， 电磁涡 流制动分为电磁涡流轨道制动和电磁涡流转子制动。前者结构较简单，具有耗电 量少、成本较低的优点，主要缺点是无可调性和对轨道有破坏作用； 后者对轨道 没有直接破坏作用并可实现无级调整，但对结构精度要求较高、耗电量大、重量 较大，还会对信号产生影响。因此我国高速试验列车设计采用磁轨制动。煤矿井下检测系统矿井下需要检测的参数有：温度、湿度、 风速、风量、噪声、粉尘浓度、一 氧化碳

40、浓度、氧气浓度、瓦斯浓度等等。每种参数都有严格的限制指标。1.2系统说明单片机工业现场报警系统是对工业现场的有害气体进行检测，一旦有害气体的浓度超过容许的气体浓度围，系统闪光响铃报警。通过传感器对工业现场有害 气体浓度的检测从而转换成相应的电压值，又通过A/D模数转换器将传感器的电压值的模拟信号转换为数字信号，然后所转换的数字量接到单片机80C51的P0 口，最后单片机对接入的数字信号做出反应，判断所测有害气体的浓度是否 超标，超标则做出闪光响铃的报警指示，处于安全围保持正常状态不变。二、系统结构框图与工作原理2.1 设计框架图图212.2 工作原理单片机工业现场报警器主要由气体传感器、信号调

41、理、A/D模数转换器、80C51单片机和闪光响铃报警等几部分构成。八种有害气体分别对应八个气体传 感器，气体传感器对有害气体的浓度进行测量，从而转换成电压量。将气体传感器的输出端接到A/D模数转换器的IN0至IN7端，彳为A/D模数转换器的输入。 再将A/D模数转换器的输出端D0D7g到80C51单片机的P0 口，将闪光响铃报 警电路接到80C51单片机的P3.7 口，从而构成气体检测报警系统。当气体传感 器检测的浓度值大于或等于所设定的气体浓度值，通过A/D模数转换成高电平送到80C51单片机的P0 口，从而使P3.7=0,闪光响铃就启动了，从而完成了气体 的检测。3.1 A/D 转换集成电

42、路主芯片 0809A/D转换由集成电路0809完成。0809具有8路模拟输入端口，地址线（23-25脚）可决定对哪一路模拟输入作 A/D转换。0809的管脚图如下：CLOCK一"rd伸GMD % 一口 B图32 ADC0809外部管脚图A/D转换电路采用了常用的8位8通道数模转换专用芯片 ADC0809 ,电路 如图5所示。气体传感器的输出分别接到 ADC0809的IN0至IN7。ADC0809的 通道选择地址 A, B, C分别由89C51的P0.0P0.2经地址锁存器74LS373输出 提供。当P2.7=0时，与写信号 WR共同选通ADC0809。图中ALE信号与ST信 号连在一起，在 WR信号的前沿写入地址信号，在其后沿启动转换。图中 ADC0809的转换结束状态信号 EOC接到89C51的INT1弓唧，当A/D转换完成后，EOC变为高电平，表示转换结束，产生中断。在中断服务程序中，将转换 好的数据送到指定的存储单元。数据采集电路图如下：741 S373! OCV<