xxxxx房屋拆遷有限責(zé)任公司xxx年工作總結(jié)

Xxxx房屋拆遷有限責(zé)任公司

xxxx年工作總結(jié)

201*年，在全體職員的共同努力下，公司的拆遷業(yè)務(wù)得到了進(jìn)一步的拓展，全年共完成房屋拆遷面積xxx，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)收入xx萬(wàn)余元，較為圓滿的完成了年初制定的工作目標(biāo)。在這一年當(dāng)中，我們堅(jiān)持以安全生產(chǎn)為基本原則，杜絕了安全事故的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

回顧全年，我們主要做好了以下幾點(diǎn)工作：

一、以“安全、快速、低損、高效”為工作宗旨，安全、高效地完成了各項(xiàng)拆遷業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)了社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益雙豐收

根據(jù)我縣舊城改造和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，201*年，公司本著“安全、快速、低損、高效”的工作宗旨，承攬并完成了城區(qū)內(nèi)7棟廢舊房屋的拆除業(yè)務(wù)，先后安全、高效地拆除了xx縣生資公司倉(cāng)庫(kù)2棟，拆除房屋面積近xxx平方米，拆除xx縣電力局職工宿舍樓2棟，拆除房屋面積xxx余平方米，拆除xxx縣氮肥廠廠房1棟、住宅樓2棟，拆除房屋面積xxx余平方米，全年共安全拆除廢舊建筑物xxx余平方米，無(wú)一安全事故發(fā)生，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也為我縣的舊城改造和經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了一定的貢獻(xiàn)。

二、嚴(yán)肅安全生產(chǎn)，加大職工安全教育和安全生產(chǎn)資金的投入，確保了各項(xiàng)業(yè)務(wù)的順利完成

房屋建筑拆除是一種高危作業(yè)，為了杜絕各種安全生產(chǎn)事故的發(fā)生，公司加大了職工安全教育和安全生產(chǎn)資金的投入，對(duì)安全生產(chǎn)工作常抓不懈；堅(jiān)持從業(yè)人員百分之百崗前培訓(xùn)和在崗培訓(xùn)，在生產(chǎn)過程中，公司不定期的組織安全生產(chǎn)方面的知識(shí)教育，進(jìn)一步強(qiáng)化了職員的安全意識(shí)，消除了職員思想上的安全隱患；及時(shí)組織一線作業(yè)人員參加意外傷害保險(xiǎn)，解決了職員的后顧之憂，為確保了各項(xiàng)拆遷業(yè)務(wù)的順利完成提供了有力保障。

三、加大管理力度，制定并堅(jiān)持了專人專職、安全責(zé)任到人的管理制度，鞏固了工作成果，提高了工作效率

在管理方面，我們力爭(zhēng)“外樹形象，內(nèi)強(qiáng)素質(zhì)”，組織公司管理人員集體參加安全生產(chǎn)知識(shí)培訓(xùn)和考試、考核，各管理人員在取得了湖南省建筑施工企業(yè)從業(yè)人員安全生產(chǎn)知識(shí)考核合格卡后，根據(jù)各工地的需要，由公司指派到各崗位執(zhí)證上崗、任職，并制定了專人專職、安全責(zé)任到人的管理制度，各崗位責(zé)任到人，從而提高了管理人員的工作能動(dòng)性，保證了各項(xiàng)拆遷業(yè)務(wù)的安全、順利完成，鞏固了工作成果，提高了工作效率。

四、克服困難，認(rèn)識(shí)不足，堅(jiān)持安全生產(chǎn)不動(dòng)搖，確保了公司拆遷業(yè)務(wù)健康、穩(wěn)定、可持續(xù)性的發(fā)展

在各個(gè)拆遷項(xiàng)目的具體實(shí)施階段，技術(shù)難題、施工工期等各種實(shí)際困難相繼出現(xiàn)，針對(duì)這種情況，公司組成了技術(shù)攻關(guān)小組，并加強(qiáng)與兄弟單位的合作，在出現(xiàn)施工技術(shù)難題時(shí)，由主管副經(jīng)理負(fù)責(zé)組織技術(shù)攻關(guān)，在進(jìn)行可行性論證后，再根據(jù)具體施工方案組織施工，杜絕了盲干和蠻干現(xiàn)象的出現(xiàn)；在趕進(jìn)度、抓工期期間，因?yàn)樽鳂I(yè)工種的特殊性，公司堅(jiān)持以安全生產(chǎn)為前提，在人員調(diào)動(dòng)上，堅(jiān)持惡劣天氣不出勤、高溫天氣不加班，寧愿降低材料回收率，以機(jī)械代替人力施工來(lái)?yè)Q取生產(chǎn)的安全和有效工期，在這種正確的管理理念的指導(dǎo)下，公司的拆遷業(yè)務(wù)得到了健康、穩(wěn)定、可持續(xù)性的發(fā)展。

一年來(lái)，我們雖然取得了一定的工作成績(jī)和工作經(jīng)驗(yàn)，但我們今后的工作還任重而道遠(yuǎn)。201*年，我縣的舊城改造工作力度將會(huì)繼續(xù)加大，預(yù)計(jì)拆除重建的舊房面積將在3萬(wàn)平方米以上，這是公司業(yè)務(wù)進(jìn)一步發(fā)展的大好良機(jī)，因此，在來(lái)年，我們要再接再厲，繼續(xù)加強(qiáng)管理，努力提高自身的業(yè)務(wù)能力和業(yè)務(wù)水平，力爭(zhēng)業(yè)務(wù)量翻番，經(jīng)濟(jì)效益翻番，為公司的發(fā)展打開一個(gè)全新的局面。

xxxxxx房屋拆遷有限責(zé)任公司

xx年xx月xx日

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本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

題目：基于PLC的跳汰機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)研究姓名：史晉波學(xué)號(hào)：21106823班級(jí)：電氣工程及自動(dòng)化201*-2班

二一二年六月

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)

本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)

姓名：學(xué)院：專業(yè)：設(shè)計(jì)題目：專題：指導(dǎo)教師：

史晉波學(xué)號(hào)：21106823應(yīng)用技術(shù)學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化基于PLC的跳汰機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)研究張建文職稱：教授

201*年6月徐州

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書

學(xué)院應(yīng)用技術(shù)學(xué)院專業(yè)年級(jí)電氣二201*-2學(xué)生姓名史晉波

任務(wù)下達(dá)日期：201*年2月20日

畢業(yè)設(shè)計(jì)日期：201*年3月5日至201*年6月4日

畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：基于PLC的跳汰機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)研究

畢業(yè)設(shè)計(jì)專題題目：

畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和要求：

跳汰機(jī)是一種重要的煤炭洗選設(shè)備，洗煤廠綜合自動(dòng)化已成為一種主流發(fā)展趨勢(shì)。

本畢業(yè)設(shè)計(jì)要求全面了解跳汰洗選工藝和生產(chǎn)過程、系統(tǒng)組成、監(jiān)測(cè)和控制節(jié)點(diǎn)和參數(shù)；以PLC為控制核心，設(shè)計(jì)一種基于PLC的跳汰機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，要求對(duì)PLC、輸入輸出模塊等進(jìn)行具體選型，設(shè)計(jì)出完整的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行相應(yīng)的程序開發(fā)和仿真實(shí)驗(yàn)。

另外，翻譯與本畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容相關(guān)的、最新的、字?jǐn)?shù)不少于3000的外文資料；參閱中外文參考文獻(xiàn)資料不少于40篇，其中外文資料不少于15篇。

院長(zhǎng)簽字：指導(dǎo)教師簽字：

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評(píng)閱書

指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)（①基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；②獨(dú)立解決實(shí)際問題的能力；③

研究?jī)?nèi)容的理論依據(jù)和技術(shù)方法；④取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；⑤工作態(tài)度及工作量；⑥總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；⑦存在問題；⑧是否同意答辯等）：

成績(jī)：指導(dǎo)教師簽字：年月

日

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱教師評(píng)閱書

評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ)（①選題的意義；②基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；③綜合運(yùn)用所學(xué)

知識(shí)解決實(shí)際問題的能力；③工作量的大��；④取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；⑤寫作的規(guī)范程度；⑥總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；⑦存在問題；⑧是否同意答辯等）：

成績(jī)：

評(píng)閱教師簽字：年月

日

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱教師評(píng)閱書

評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ)（①選題的意義；②基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；③綜合運(yùn)用所學(xué)

知識(shí)解決實(shí)際問題的能力；③工作量的大��；④取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；⑤寫作的規(guī)范程度；⑥總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；⑦存在問題；⑧是否同意答辯等）：

成績(jī)：評(píng)閱教師簽字：年月

日

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯及綜合成績(jī)

答辯情況回答問題提出問題正確基本正確有一般性錯(cuò)誤有原則性錯(cuò)誤沒有回答答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)及建議成績(jī)：答辯委員會(huì)主任簽字：年月日學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組綜合評(píng)定成績(jī)：學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)人：年月日

摘要

跳汰選煤作為一種基本的選煤方法，在如今的選煤技術(shù)中仍然占有很大一部分的比例。影響洗選過程的因素很多，如：給煤量及均勻性、跳汰機(jī)風(fēng)閥周期特性（跳汰頻率及進(jìn)、排氣時(shí)間）、風(fēng)量和水量、床層狀態(tài)、洗水濃度等。跳汰機(jī)的關(guān)鍵設(shè)備——電磁風(fēng)閥直接影響跳汰機(jī)的運(yùn)行。通過改善電磁風(fēng)閥的控制效果來(lái)提高精煤產(chǎn)率，已經(jīng)成為跳汰選煤的研究熱點(diǎn)之一。

本論文研究了基于PLC的跳汰機(jī)風(fēng)閥的自動(dòng)控制系統(tǒng)，區(qū)別于以前的邏輯控制或傳統(tǒng)PID控制。首先，介紹了風(fēng)閥類型及各自的優(yōu)缺點(diǎn)并簡(jiǎn)述風(fēng)閥控制系統(tǒng)的控制策略；其次，重點(diǎn)研究了風(fēng)閥控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)：硬件部分包括PLC選型與I/O分配及外部接線圖，軟件部分詳細(xì)介紹了風(fēng)閥控制系統(tǒng)的組成、程序設(shè)計(jì)與仿真等。

在整個(gè)控制系統(tǒng)中，通過上位機(jī)對(duì)PLC進(jìn)行編程，TD200完成參數(shù)設(shè)定，輸出采用中斷響應(yīng)法控制進(jìn)、排氣時(shí)間來(lái)確保程序執(zhí)行的實(shí)時(shí)性，達(dá)到了預(yù)先設(shè)定的控制精度，實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)控制，提高了精煤產(chǎn)率，獲得預(yù)期的效果。

關(guān)鍵詞：跳汰機(jī)；可編程控制器；風(fēng)閥控制

ABSTRACT

Jiggerasoneofbasicmethodstillprevailsinpartofthescaleintoday"scoalcleaningtechnology.Therearemanyfactors,whichaffecttheeffectofcoalrunning,suchascoalquantityanduniformity,controlsofair-valve,airandwater,theststusofcoalbed,washwaterconcentrationandsoon.Thekeyequipmentofthejig-electromagnetismair-valvedirectlyaffectstheoperationofthejig.Amendingthecontrolsffectoftheair-valvetoimprovetherefiningcoal’srateisbeingoneofthestudyhotspotinjigger.

Inthisthesis,anauto-controldraftforjiggingair-vavlebasedonPLC,differentfromlogicalcontrolandtraditionalPID.Firstly,introducedtheair-valve’stypeandtherespectiveadvantagesanddisadvantages,andtheair-valvecontrolsystemcontrolstrategy;second,focusontheair-valvecontrolsystemhardwareandsoftwaredesign:thehardwarepartincludestheselectionofPLCandI/Odistributionandtheexternalwiringdiagram,thesoftwarepartintroducestheairvalvecontrolsystemcomposition,programdesignandsimulation.

Inthewholecontrolsystem,throughthehostcomputerprogrammingofPLC,TD200completeparameterset,outputusinginterruptresponsemethodtocontroltheinlet,exhausttimetoensurethattheproceduresfortheimplementationoftherealtime,reachedapredeterminedcontrolprecision,realizetheoptimalcontrol,improvethecleanedcoalyield,obtaintheanticipatedeffect.

Keywords：jigger；air-valvecontrol；PLC

目錄

1緒論.................................................................................................................................1

1.1跳汰選煤技術(shù)發(fā)展..............................................................................................11.2我國(guó)發(fā)展現(xiàn)狀......................................................................................................22跳汰機(jī)及其選煤機(jī)理.....................................................................................................2

2.1跳汰機(jī)的分類......................................................................................................22.2跳汰機(jī)的工作原理..............................................................................................42.3跳汰機(jī)操作工藝因素..........................................................................................53跳汰機(jī)風(fēng)閥與控制策略...............................................................................................11

3.1跳汰機(jī)風(fēng)閥........................................................................................................113.2風(fēng)閥控制系統(tǒng)控制策略....................................................................................164跳汰機(jī)風(fēng)閥控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)...................................................................................17

4.1風(fēng)閥控制系統(tǒng)原理............................................................................................174.2可編程控制器....................................................................................................184.2.1I/O信號(hào)............................................................................................................184.2.2PLC技術(shù)指標(biāo)..................................................................................................194.2.3I/O外部接線圖................................................................................................205跳汰機(jī)風(fēng)閥控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)...................................................................................21

5.1風(fēng)閥控制程序....................................................................................................225.2通訊程序............................................................................................................376總結(jié)...........................................................................................................................41參考文獻(xiàn)...........................................................................................................................42翻譯部分...........................................................................................................................44

英文原文...................................................................................................................44中文譯文...................................................................................................................52致謝...............................................................................................................................59

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第1頁(yè)

1緒論

1.1跳汰選煤技術(shù)發(fā)展

跳汰選煤的發(fā)展至今已有100多年歷史。最初用于選煤的是一種手動(dòng)的動(dòng)篩式跳汰機(jī)，也就是把人工淘選礦沙的方法應(yīng)用于選煤。到了19世紀(jì)中葉以后，由于冶金、機(jī)械工業(yè)的興起，跳汰選煤得到迅速發(fā)展。1840年開始，在煤礦中應(yīng)用了偏心傳動(dòng)的具有固定篩板的活塞式跳汰機(jī)。1892年出現(xiàn)了第一臺(tái)類似現(xiàn)代形式的用壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的無(wú)活塞跳汰機(jī)。隨著選煤技術(shù)的發(fā)展，在跳汰機(jī)的研制方面，也逐步得到改進(jìn)和完善。從篩側(cè)空氣室跳汰機(jī)到篩下空氣室跳汰機(jī)，對(duì)提高跳汰機(jī)單機(jī)處理量有了較大突破，使跳汰機(jī)臺(tái)時(shí)處理量由原來(lái)的幾噸、幾十噸，發(fā)展到現(xiàn)在的幾百噸。跳汰面積由幾平方米、十幾平方米，逐步發(fā)展到如今的40m2的大型跳汰機(jī)。在一定的跳汰理論指導(dǎo)下，改進(jìn)了跳汰機(jī)風(fēng)閥的結(jié)構(gòu)：由原來(lái)的滑動(dòng)風(fēng)閥改進(jìn)為旋轉(zhuǎn)風(fēng)閥，特別是20世紀(jì)80年代初期，我國(guó)選煤技術(shù)人員研制成功的并被廣泛使用的數(shù)控風(fēng)閥，使跳汰機(jī)內(nèi)水流脈動(dòng)更趨于合理。在跳汰機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，消化、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，研制的SKT系列和X系列新型跳汰機(jī)能與世界先進(jìn)水平相媲美；跳汰機(jī)水流脈動(dòng)合理、脈動(dòng)水流沿跳汰機(jī)篩板寬度分布均勻，產(chǎn)品排放準(zhǔn)確暢通，處理量大，分選效率高。

世界各主要國(guó)家的選煤方法的比例（201*年）大致如表1.1所示。近來(lái)又有些變化，南非又開始研究應(yīng)用跳汰選煤，而我國(guó)由于難選煤和極難選煤的增多和大直徑重介旋流器的發(fā)展，跳汰選煤所占的比例將有所下降。跳汰選煤分選精度雖然不如重介方法，但它的投資費(fèi)用和生產(chǎn)費(fèi)用較低，工藝系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠，隨著跳汰機(jī)結(jié)構(gòu)的不斷完善和智能化，跳汰選煤具有更廣泛的適應(yīng)性，因此仍是目前主要的選煤方法。

表1.1主要產(chǎn)煤國(guó)家的選煤方法的比例（%）選煤方法跳汰重介泡沫浮選其它美國(guó)13521817澳大利亞2260108南非085510中國(guó)6023143印度4735216德國(guó)791560俄羅斯46241018英國(guó)30301525隨著選煤工業(yè)的發(fā)展，對(duì)跳汰理論的研究也日益被人們所重視。從1867年奧地利人雷庭智開始研究單個(gè)顆粒在流體介質(zhì)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律起，至今已有100多年的歷史。由于跳汰過程的影響因素很多，而且各種因素的變化又很大，因而，跳汰理論的研究相對(duì)較困難。至今對(duì)跳汰理論的認(rèn)識(shí)還不夠充分，雖然已提出了許多種跳汰假說(shuō)，從不同方面對(duì)跳汰分選過程進(jìn)行了分析、研究和探討，其中一些比較好的假說(shuō)，也只能反映跳汰分選過程某些方面的規(guī)律性，對(duì)選煤生產(chǎn)起一定的指導(dǎo)作用，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第2頁(yè)

但還沒有得出一種能為大家一致公認(rèn)的理論。

1.2我國(guó)發(fā)展現(xiàn)狀

跳汰選煤是在垂直升降的變速介質(zhì)流中按礦粒密度進(jìn)行分選的過程。是否采用跳汰方法選煤的關(guān)鍵看原煤的可選性。而原煤的可選性就是原煤在洗選過程中獲得一定質(zhì)量產(chǎn)品的可能性和難易程度。它是一種工藝技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo),主要評(píng)價(jià)在某種選煤過程中能否獲得既定質(zhì)量的產(chǎn)品。影響原煤可選性難易的因素主要是產(chǎn)品的質(zhì)量要求、選煤方法和工藝技術(shù)。而可選性難易又決定采用哪種選煤方法。原則上,中等可選、易選的和極易選的3種原煤都應(yīng)采用跳汰選煤方法。難選煤是用跳汰選還是用重介選,應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后來(lái)確定,對(duì)極難選煤,原則上必須采用重介法,以求高水平、高質(zhì)量和高效益。

我國(guó)煤炭可選性從整體上說(shuō)屬中等可選和難選,有部分易選和極難選。從選煤業(yè)開始至今,由于重介選是一個(gè)相對(duì)新的工藝,并一直處在不斷完善之中,又由于經(jīng)濟(jì)實(shí)力等原因,除干選等特殊工藝外,一般都采用了成熟且技術(shù)經(jīng)濟(jì)比合適的跳汰選煤方法,并在實(shí)踐中進(jìn)一步完善,如不斷提高自動(dòng)控制水平。從我們對(duì)各省礦區(qū)選煤工藝調(diào)查情況來(lái)看也說(shuō)明了這一點(diǎn)。我國(guó)大部分選煤廠采用跳汰方法及其工藝,或與浮選、重介聯(lián)合的選煤工藝。調(diào)查中發(fā)現(xiàn),有的選煤廠由于管理科學(xué)、工藝合理,跳汰機(jī)雖然使用時(shí)間較長(zhǎng),也能正常工作,且能滿足正常生產(chǎn)的需要。

2跳汰機(jī)及其選煤機(jī)理

2.1跳汰機(jī)的分類

目前，選煤和選礦用跳汰機(jī)已有近百種之多，大致分類如下：

跳汰機(jī)水力跳汰風(fēng)力跳汰定篩跳汰機(jī)動(dòng)篩跳汰機(jī)隔膜式空氣脈動(dòng)式活塞式液壓式機(jī)械式篩側(cè)空氣室跳汰機(jī)篩下空氣室跳汰機(jī)圖2.1跳汰機(jī)類型

篩上空氣室跳汰機(jī)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第3頁(yè)

按入選物料的粒度來(lái)分可分為：塊煤跳汰機(jī)（入選物料粒度為10或13mm以上的）、末煤跳汰機(jī)（入選物料粒度為10或13mm以下的）、不分級(jí)煤跳汰機(jī)（入選物料粒度為50或100mm以上的）和煤泥跳汰機(jī)等。末煤跳汰機(jī)也常用于入選不分級(jí)原煤。

按所選出的產(chǎn)品種類來(lái)分，可分為：?jiǎn)味翁�汰機(jī)（僅選出兩種最終產(chǎn)品），兩段跳汰機(jī)（能選出三種最終產(chǎn)品）和三段跳汰機(jī)（能選出四種最終產(chǎn)品）。

按其在流程中的位置來(lái)分可分為：主選跳汰機(jī)（入選原煤）和再選跳汰機(jī)（處理主選中煤）。

按重產(chǎn)物的水平移動(dòng)方向來(lái)分可分為：正排矸式（矸石層水平移動(dòng)方向與煤流方向一致的排料方式）和倒排矸式（矸石層水平移動(dòng)方向與煤流方向相反的排料方式）。

按跳汰機(jī)脈動(dòng)水流的形成方法來(lái)分可分為：活塞式跳汰機(jī)、隔膜跳汰機(jī)和空氣脈動(dòng)跳汰機(jī)。

在選煤廠隔膜跳汰機(jī)用得較少，活塞式跳汰機(jī)也只有地方性的小廠使用，多數(shù)是依靠自己的力量就地制造的，而空氣脈動(dòng)跳汰機(jī)卻被廣泛使用�？諝饷}動(dòng)跳汰機(jī)按其空氣室的位置不同，可分為篩側(cè)空氣室式跳汰機(jī)和篩下空氣室式跳汰機(jī)兩種。

以篩下空氣室式跳汰機(jī)為例，篩下空氣室跳汰機(jī)的空氣室安設(shè)在跳汰機(jī)體內(nèi)的下方。篩下空氣室跳汰機(jī)的工作過程是將壓縮空氣經(jīng)風(fēng)閥控制，交替地壓入和排出空氣室，從而使跳汰機(jī)中的水位上升和下降，形成脈動(dòng)水流。篩下空氣室跳汰機(jī)由矸石段與中煤段組成，在矸石段有兩個(gè)跳汰室，中煤段有三個(gè)跳汰室。每個(gè)跳汰室有三個(gè)空氣室，每段空氣室間距相等。在每個(gè)跳汰室裝設(shè)兩個(gè)電磁風(fēng)閥，一個(gè)風(fēng)閥為進(jìn)氣閥，另一個(gè)為排氣閥。壓縮空氣由空氣室的一端給入，在跳汰室頂部有上下兩個(gè)孔，上面的孔與風(fēng)閥的進(jìn)氣口相連，壓入壓縮空氣，下面設(shè)有五個(gè)風(fēng)水管，分別與空氣室的進(jìn)水孔相通。在每個(gè)風(fēng)水管上裝有風(fēng)閥，用來(lái)調(diào)節(jié)各室的補(bǔ)充水量。結(jié)構(gòu)如下所示：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第4頁(yè)

43原煤25711精煤109681315141矸石中煤

圖2.2篩下空氣室跳汰機(jī)基本結(jié)構(gòu)

1下機(jī)體；2上機(jī)體；3風(fēng)水包；4風(fēng)閥；5風(fēng)閥傳動(dòng)裝置；6篩板；7水位燈光指示器；8空氣室；9排料裝置；10中煤段護(hù)板；11溢流堰蓋板；12水管；13水位接點(diǎn)；

14排料裝置電動(dòng)機(jī)；15檢查孔

2.2跳汰機(jī)的工作原理

跳汰是在交替上升和下降的水流中，使受分選的物料按顆粒密度不同進(jìn)行分離的過程，跳汰機(jī)是實(shí)現(xiàn)這種過程，且使這種操作得以連續(xù)進(jìn)行的設(shè)備。

跳汰機(jī)由箱體、隔板、風(fēng)閥、篩板及自動(dòng)控制系統(tǒng)組成。隔板是未達(dá)機(jī)底的垂直隔板，將機(jī)箱分成兩個(gè)部分，帶有篩板的工作室和空氣室。由于風(fēng)閥的進(jìn)、排氣作用，在空氣室中造成交替上升和下降的脈動(dòng)水流，受分選的物料中各種不同密度和形狀的顆粒，就是在這樣的水流中進(jìn)行分離。

當(dāng)水流向上沖擊時(shí)，篩面上的物料被揚(yáng)起，并呈懸浮狀態(tài)，輕重、大小不同的礦粒具有不同上升和下沉的速度�；ハ嘁苿�(dòng)位置，在上升水流末期，不同密度和粒度的顆粒開始按各自的沉降速度下沉，高密度的粗顆粒沉降得最快，位于下層，低密度的細(xì)顆粒位于上層，當(dāng)水流下降時(shí)，又產(chǎn)生吸啜作用，高密度的細(xì)顆粒在吸啜力下，穿過粗粒間的間隙，透過篩板落入機(jī)體下部，稱謂“透篩”排料，低密度的細(xì)粒煤由于沉降速度慢，覆蓋在上層。

在連續(xù)跳汰過程中，入料一方面在上升下降交變的水流中按密度分層，另一方面又在水平流的作用下，物料由入料端向排料端移動(dòng)，上層的輕產(chǎn)物將與水一起，流過溢流堰，排出機(jī)外，中煤與矸石分別從矸石段和中煤段的排料閘門排放到機(jī)體下部，并與透篩物料一起被斗式提升機(jī)運(yùn)走。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第5頁(yè)

物料在跳汰過程中之所以能分層，起主要作用的內(nèi)因是礦粒自身的性質(zhì)，但能讓分層得以實(shí)現(xiàn)的客觀條件，則是垂直升降的交變水流。由于它的存在，原本密集的床層獲得松散，同時(shí)在已獲得松散的床層中，密度、粒度、形狀各不相同的顆粒，表現(xiàn)出不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，最終得到矸石、中煤和精煤三種產(chǎn)物。

ⅠⅤⅥⅢⅣ中煤段Ⅱ矸石段

圖2.3跳汰機(jī)的工作原理

Ⅰ原煤；Ⅱ精煤；Ⅲ精煤和中煤的混合物；Ⅳ中煤；

Ⅴ中煤和矸石的混合物；Ⅵ矸石

2.3跳汰機(jī)操作工藝因素

影響跳汰選煤效果的主要因素是原料煤性質(zhì)（密度和粒度組成）、給煤量與均勻性、跳汰機(jī)結(jié)構(gòu)和跳汰機(jī)的工作制度等。在生產(chǎn)條件下，跳汰機(jī)已定，原料煤在一定時(shí)期內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定，因此跳汰機(jī)工作制度就成為影響跳汰分選效果的重要因素。但工作制度的調(diào)整仍與原煤的性質(zhì)有關(guān)。

1．給煤量及均勻性

隨著采煤綜合機(jī)械化水平的提高，資源利用的日益擴(kuò)大，毛煤和原煤質(zhì)量日趨惡化，細(xì)粒度含量增高，而入選的原料煤大都未經(jīng)均質(zhì)化處理。跳汰機(jī)入料性質(zhì)的波動(dòng)及給煤量的變化將會(huì)對(duì)跳汰機(jī)的工藝效果產(chǎn)生顯著的影響。因此，要求入料性質(zhì)（密度和粒度組成）的波動(dòng)應(yīng)盡量小，能夠在穩(wěn)定在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，給煤量和給煤速度要均勻，以保持床層穩(wěn)定，并在一定的風(fēng)水制度下保持床層處于最佳的分選狀態(tài)，以降低煤在矸石中的損失，提高分選效率。相反，如果煤炭可選性時(shí)易、時(shí)難，給料時(shí)多、時(shí)少、時(shí)斷、時(shí)續(xù)，就會(huì)導(dǎo)致床層不穩(wěn)定，這對(duì)分選是不利的。同時(shí)，給料沿跳汰機(jī)寬度上分布要均勻，伴隨物料給入的沖水一定要使原煤潤(rùn)濕，防中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第6頁(yè)

止打團(tuán)、漂浮，使精煤質(zhì)量降低，特別是分選不分級(jí)煤和粉煤含量較高時(shí)更為重要。要注意給料粒度組成的影響。細(xì)粒需要較高的分選密度，而粗粒則分選密度較低。但如果某一中間粒級(jí)過少，則會(huì)給分選帶來(lái)困難。床層中要有一定的細(xì)料物料量，用來(lái)填充床層中的空隙，幫助調(diào)節(jié)下降流吸啜作用對(duì)大粒級(jí)的影響，以減少水量消耗又不影響效率。但過量的末煤將會(huì)引起床層擁塞和水流脈動(dòng)的遲緩，使床層失去活動(dòng)性，應(yīng)急的解決辦法是減緩大粒級(jí)的排放速度。

對(duì)于分選25~0mm的煤或者10~0mm的煤要采用人工床層。

原煤在入選前要采用電磁除鐵器除鐵，動(dòng)篩或手選出矸石、除雜，大塊經(jīng)破碎后入洗。另在跳汰機(jī)矸石段、中煤段分別設(shè)有除雜裝置，給煤機(jī)采用變頻調(diào)速裝置（由跳汰機(jī)控制柜控制），可有效保證給煤量和均勻性，基本上能保證精煤的純度。

對(duì)于用同一種跳汰機(jī)可能分選幾個(gè)礦原煤的選煤廠和分選性質(zhì)差異較大的幾個(gè)煤層煤的選煤廠，為了確保入料性質(zhì)均勻性，應(yīng)盡可能采取均質(zhì)化或配煤入洗的措施，以使原煤均質(zhì)化入洗。

2．跳汰頻率與脈動(dòng)水流振幅

跳汰頻率和脈動(dòng)水流振幅是跳汰過程中的重要調(diào)整參數(shù)，頻率決定一個(gè)跳汰周期所經(jīng)歷的時(shí)間，而脈動(dòng)水流的振幅決定床層在上升期間揚(yáng)起的高度，它們直接影響床層的松散度和跳汰分層。

影響跳汰頻率和振幅的因素是：物料粒度與床層厚度，給煤量及物料的相對(duì)密度。一般，跳汰頻率低，處理量相對(duì)較大。高頻率跳汰僅能使床層小部分膨脹，因此對(duì)于分級(jí)塊煤或易選煤頻率太高是不可取的。當(dāng)給料中細(xì)粒煤含量過多（超過25%）時(shí)最好預(yù)先脫泥。低密度物要求較低的跳汰速度，因?yàn)槌两邓俣容^慢。

在風(fēng)閥進(jìn)、排氣口面積一定的情況下，增大頻率加快了進(jìn)、排氣口的打開速度，空氣室升壓速度加快，以較大的爆發(fā)力驅(qū)動(dòng)水流運(yùn)動(dòng)。反之，升壓緩慢則水流振動(dòng)無(wú)力。正常情況下，可以通過改變跳汰頻率來(lái)調(diào)整床層的松散度。

加大頻率通常都是振幅降低，吸啜力增加，適合于細(xì)顆粒煤洗選。當(dāng)原料煤粒度發(fā)生變化時(shí)，可用改變跳汰頻率的方法來(lái)調(diào)整床層狀態(tài)。一般情況下，末煤跳汰頻率高于55次/min，塊煤低于45次/min，不分級(jí)煤跳汰頻率為30~60次/min。采用這樣的頻率一般都能滿足床層松散度的需要，得到較好的分選效果。

為了滿足矸石段、中煤段各自不同的分選需要，有的跳汰機(jī)（如SKT201*型）采用多頻脈動(dòng)技術(shù)，矸石段、中煤段可根據(jù)需要分別設(shè)定不同的頻率。矸石段物料密度高、粒度大，可采用較低的頻率；中煤段物料密度低、粒度小，可采用較高的頻率。

一般可用改變風(fēng)壓、風(fēng)量（調(diào)節(jié)風(fēng)門）、風(fēng)閥進(jìn)氣孔和排氣孔面積以及頻率的方法調(diào)整振幅。調(diào)整振幅，同時(shí)也改變了床層的松散度。有的跳汰機(jī)（如SKT型）為了方便調(diào)整，在進(jìn)、排氣口分別設(shè)有手動(dòng)或電動(dòng)蝶閥，用來(lái)適當(dāng)調(diào)整進(jìn)、排氣口面積，以達(dá)到所需的洗水振幅。進(jìn)、排氣口面積同時(shí)加大才能提高洗水振幅。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第7頁(yè)

跳汰頻率對(duì)整個(gè)跳汰周期中各階段的時(shí)間都按比例增減，但對(duì)洗水振幅的影響較大。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作中，振幅和頻率的調(diào)整要相互配合，合理搭配。

床層必須揚(yáng)起的高度主要與給料的粒度及床層的厚度有關(guān)。矸石段粒度大、床層厚，就要求有較大的洗水頻率。中煤段粒度大、床層薄，要求有較小的洗水頻率。在同段內(nèi)，順煤流方向由大變小。SKT系列跳汰機(jī)的跳汰頻率可根據(jù)需要調(diào)整，調(diào)整范圍可達(dá)30~150mm。

3．風(fēng)閥周期

風(fēng)閥周期是指風(fēng)閥進(jìn)氣、膨脹、排氣和壓縮（休止）期時(shí)間的設(shè)置比例。在煤質(zhì)穩(wěn)定的情況下，一般很少再調(diào)節(jié)。

在一個(gè)周期內(nèi)，進(jìn)氣使床層升起，膨脹使床層松散度分層，排氣是粉矸透篩。各期的選擇應(yīng)根據(jù)物料的性質(zhì)來(lái)確定。物料中矸石含量多時(shí)，應(yīng)選用較長(zhǎng)的進(jìn)氣期；粉矸多時(shí)，為了加強(qiáng)吸啜透篩，減少粉矸污染精煤，排氣期應(yīng)長(zhǎng)一些。若物料中細(xì)顆粒煤含量較多，排氣期應(yīng)短一些，以防止精煤損失。

理想的情況是水流在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)做上升運(yùn)動(dòng)后，床層沿全高度的松散度能達(dá)到最大值，然后使顆粒盡可能按各自的相對(duì)密度干擾沉降，知道顆粒密實(shí)后開始第二個(gè)周期。在操作過程中，要注意進(jìn)氣期不能太長(zhǎng)，進(jìn)氣期過長(zhǎng)，床層翻花不利于分層，應(yīng)以達(dá)到跳汰所需的振幅為宜；排氣期要設(shè)置合理，空氣室內(nèi)要留有一定的余壓。排氣期過長(zhǎng)，排氣口會(huì)出現(xiàn)噴水現(xiàn)象，甚至無(wú)法正常跳汰分選。此外，在同一段中各室風(fēng)閥的周期特性要保持連續(xù)，以使床層向前運(yùn)動(dòng)是均勻協(xié)調(diào)。脈動(dòng)水流特性主要決定風(fēng)閥的周期特性。合適的風(fēng)閥特性必須由實(shí)踐來(lái)確定，用產(chǎn)品質(zhì)量、處理量、數(shù)量效率等指標(biāo)來(lái)衡量。

圖為某篩側(cè)空氣室跳汰機(jī)風(fēng)閥周期的進(jìn)、排氣期的分配情況。

5次脈動(dòng)=6s膨脹壓縮進(jìn)氣排氣0.5s0.55s0.075s360°360°360°（a）風(fēng)閥周期中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第8頁(yè)

150.0°進(jìn)氣壓縮排氣膨脹22.5°圖2.4某篩側(cè)空氣室跳汰機(jī)風(fēng)閥周期的進(jìn)、排氣期的分配

新型SKT跳汰機(jī)采用多室共用數(shù)控立式錐形變徑滑動(dòng)風(fēng)閥，各段周期特性一致，可以保證床層的整起散落，為跳汰分選創(chuàng)造了有利的條件。

4．風(fēng)量和水量

風(fēng)（壓縮空氣）的作用是鼓動(dòng)水流脈動(dòng)。單位時(shí)間內(nèi)風(fēng)量越大，壓入的水量越多，床層升起越高，排氣期下降水速也相對(duì)較大（與空氣室剩余風(fēng)量和風(fēng)壓有關(guān)）。

風(fēng)是跳汰選煤的動(dòng)力源。風(fēng)量可以改變振幅，從而通過水量來(lái)改變床層的松散度。增大風(fēng)量使床層升的更高，造成水流較強(qiáng)的上下脈動(dòng)。

矸石段的風(fēng)量要比中煤段的風(fēng)量大一些，粒度大時(shí)適當(dāng)增加風(fēng)量，粒度小時(shí)適當(dāng)減少風(fēng)量。通常，篩側(cè)空氣室跳汰機(jī)用的風(fēng)壓為0.018~0.025MPa，篩下空氣室跳汰機(jī)用的風(fēng)壓為0.025~0.05MPa。用風(fēng)量參見下表。鼓風(fēng)機(jī)能力一般約為7.5m3/m2篩板面積。

表2.1跳汰機(jī)用風(fēng)量跳汰機(jī)的類型篩下空氣室跳汰機(jī)篩側(cè)空氣室跳汰機(jī)混合入選選塊煤選末煤水的作用是作為一種介質(zhì)使床層升起，形成分選空間，使礦粒相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)分層，并從跳汰機(jī)中排出。

用水量包括篩下頂水（反向水）和與給料一起進(jìn)入的沖水（上部水）。頂水提供水流脈動(dòng)，吸啜作用和促進(jìn)活動(dòng)性，而上部沖水則是濕潤(rùn)給料和使其劃入跳汰室。

22.5°165.0°（b）風(fēng)閥周期劃分

單位篩面空氣耗量/m3（m2min）-15～65～65～65～63～中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第9頁(yè)

沖水量約占總水量的20%~30%，頂水約占70%~80%（粗略計(jì)，頂水和沖水的比例大約是2：1）。增加頂水量，能提高床層松散度，減弱吸啜作用和細(xì)顆粒透篩，并加大水平流速。過多的上部沖水，將造成過快的水平流，加大了顆粒粒度和形狀對(duì)分選的影響。

通常，分選0~50mm不分級(jí)煤時(shí)，水量消耗約為2.5~3m3/t（原煤）。大型跳汰機(jī)的用水量要少些，約為1.5~2.5m3/t（煤）（其中約0.75~1.25m3/t是篩下水）；分選塊煤時(shí)，水量消耗約為4~5.5m3/t（原煤）�，F(xiàn)代高效選煤廠的水量消耗一般小于1m3/t（原煤）。

水的總量隨著給料總量和風(fēng)閥周期而變。細(xì)粒和未分級(jí)的原煤要求的水量大大少于預(yù)先分級(jí)的物料。細(xì)粒含量高的原煤需要較多的上部沖水，已克服細(xì)小礦�！按驁F(tuán)”現(xiàn)象，避免在床層上部滾動(dòng)，不能被分選并污染精煤產(chǎn)品。

水的壓力也非常重要。其它設(shè)置都調(diào)好后，再調(diào)水壓，調(diào)好后不應(yīng)隨意改變。帶有溢流的定壓水箱是較好的壓力源。

篩孔尺寸對(duì)水流運(yùn)動(dòng)和水流作用于床層的速度有重要的影響。通常用直徑上小下大的錐形孔，或者條形篩孔，防止堵塞。大孔產(chǎn)生大的下降流。篩孔一般為5~30mm，5~20mm的小孔用于粗粒煤跳汰（120mm×0.5mm），而大孔則用于人工床層（長(zhǎng)石）的細(xì)粒煤的跳汰。這是用篩孔控制下降流常用的方法。

風(fēng)量和水量的正確配合對(duì)分選至關(guān)重要。在一定范圍內(nèi)增加風(fēng)量或者水量都能提高床層的松散度。若減小脈動(dòng)，需要降低風(fēng)量和水量；若增大下降流，需增加風(fēng)量或減少水量。反之，減少風(fēng)量增加水量。加大風(fēng)量能提高下降期的吸啜作用，而加大水量卻是減弱它的作用。在篩下頂水的分配上，矸石段比中煤段用量大，而且各分室通常是從入料端到排料端依次減少。下圖表明了跳汰機(jī)各室風(fēng)閥和水閥開啟的相對(duì)大小。在實(shí)際操作中，應(yīng)根據(jù)具體情況和工作經(jīng)驗(yàn)靈活運(yùn)用。

全開風(fēng)閥水閥關(guān)室第一段第二段

圖2.5跳汰機(jī)各室風(fēng)水調(diào)節(jié)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第10頁(yè)

采用多室共用風(fēng)閥的SKT跳汰機(jī)，風(fēng)量的調(diào)整只能是分段進(jìn)行。各室水量可用電動(dòng)閥門隨意調(diào)整，以達(dá)到滿意的跳汰分選條件。

5．床層狀態(tài)

床層運(yùn)動(dòng)狀態(tài)決定著礦粒按密度分層的效果。

床層厚度變化的原因來(lái)自兩個(gè)方面，一是給料變化，當(dāng)粒度組成發(fā)生變化時(shí)，溢流和底流床層的厚度比值隨之波動(dòng)；二是排料系統(tǒng)，常因排料連續(xù)性較差而引起床層厚度比例失調(diào)。

排料口大小決定重產(chǎn)物層厚度。當(dāng)給料中含有大于100mm的大塊時(shí)，床層厚度應(yīng)大于最大粒度的3倍，以保證它們?cè)诠趟�介質(zhì)中有效分選，以防止原料煤剛進(jìn)入跳汰機(jī)就立刻沉降到篩板上。在滿足上述要求時(shí)，床層應(yīng)盡可能薄，以使其在脈動(dòng)水流中快速而有效的運(yùn)動(dòng)。

為保持床層厚度相對(duì)穩(wěn)定，要有準(zhǔn)確測(cè)床層厚度的傳感器，有良好的自動(dòng)化排料系統(tǒng)以改善其對(duì)入料變化的適應(yīng)能力。

整個(gè)床層必須具有可動(dòng)性。這可用探桿（木棒或金屬棒）來(lái)探測(cè)。水流上升時(shí)，探桿稍稍升起，水流下降時(shí)向前沉下，稍施壓力即能停在篩板上。較好的情況是，在上升流情況下向床層插入探桿時(shí)，感到細(xì)粒向上推，而在下降流時(shí)是向下推動(dòng)。如果感到太猛烈，則先要減少水量和空氣量。如果床層過死或者床層上部出現(xiàn)硬蓋，都將嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。

通過調(diào)整篩板傾角和風(fēng)水量，可以控制床層水平移動(dòng)速度，使它與床層分層速度相適應(yīng)，物料到達(dá)排料閘門時(shí)應(yīng)按密度分好層，并使矸石床層和中煤床層沿跳汰室全寬的水平移動(dòng)速度與原煤中矸石和中煤的含量相適應(yīng)，以保證合適的重產(chǎn)物層厚度，并創(chuàng)造良好的分選條件。

正確的床層厚度由排料口控制，這要有些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，。當(dāng)給料組成在規(guī)定范圍內(nèi)時(shí)，為防止床層厚度隨上升水流劇烈變化，由浮標(biāo)排料裝置來(lái)控制，自動(dòng)保持床層厚度。厚度和流動(dòng)性要常檢查，不同物料層在跳汰室中運(yùn)動(dòng)速度也不同（如下圖），要防止矸石床層厚度變薄。矸石層缺失時(shí)可從斗子內(nèi)的產(chǎn)品中看出，它含有粗粒煤并與普通粒度的矸石混在一起。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第11頁(yè)

水面水煤600～900mm/s50～75mm/s中煤矸石5～12mm/s5～9mm/s

圖2.6床層運(yùn)動(dòng)速度

篩板現(xiàn)代跳汰機(jī)多采用取消溢流堤的連續(xù)“穩(wěn)靜”排料方式，或者低堰式自動(dòng)測(cè)控排料系統(tǒng)，在一定程度上改善了對(duì)入料變化的適應(yīng)能力。但在操作的過程中仍要注意根據(jù)原煤性質(zhì)的變化隨時(shí)調(diào)整活動(dòng)溢流堤或閥門的高度，以確保合適的重產(chǎn)物層厚度與穩(wěn)定的透篩排料。

6．洗水濃度

礦粒在水中的沉降末速是其密度和粒度的函數(shù)，大塊煤與小塊矸石可達(dá)相同的沉降末速。水中細(xì)粒固體物越多，介質(zhì)密度相對(duì)增大，同效分選的粒度范圍越寬。

然而實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確是，在清水中洗選總是可以得出更純凈的最終產(chǎn)品。這與上述理論似有矛盾。有人解釋是，隨著“介質(zhì)”相對(duì)密度的增高，舉起礦粒所需要的水速減小。于是相同的水流上升速度，能將更大的矸石升到較高層位上。當(dāng)然，這一水速不應(yīng)過大，否則可能污染精煤。

我國(guó)多數(shù)選煤廠為混合入選，對(duì)目前的一些跳汰機(jī)型而言，供跳汰用的洗水濃度不宜大于50～80g/L。使用更高濃度的洗水雖然也可以分選，但將使分選變的困難，影響精煤質(zhì)量，降低分選效率。

3跳汰機(jī)風(fēng)閥與控制策略

3.1跳汰機(jī)風(fēng)閥

風(fēng)閥是跳汰機(jī)的關(guān)鍵裝置，它控制跳汰機(jī)空氣室周期性地與風(fēng)包和大氣相通，從而造成周期性的進(jìn)氣和排氣，是水流產(chǎn)生合理的脈動(dòng)，是物料達(dá)到較為理想的松散分層。風(fēng)閥的結(jié)構(gòu)直接影響著水流在跳汰機(jī)中的振動(dòng)特性。因此，此裝置在不斷地加以改進(jìn)和發(fā)展，從作垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)的滑動(dòng)風(fēng)閥發(fā)展到作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)風(fēng)閥，而后又發(fā)展到用電子數(shù)控裝置和電磁閥控制的數(shù)控風(fēng)閥。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第12頁(yè)

1.滑動(dòng)風(fēng)閥

滑動(dòng)風(fēng)閥的構(gòu)造見圖。它是由頂部封閉的圓筒形殼體1和圓筒形的空心滑閥2組成。殼體固定在跳汰機(jī)的空氣室之上，其上端進(jìn)氣管與壓縮空氣源聯(lián)接，下端則與空氣室相通。外殼四周開有三排窗孔（排氣孔），滑閥上對(duì)應(yīng)地開有窗孔�；�閥用拉桿與偏心輪聯(lián)接，偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)滑閥上下作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

當(dāng)滑閥向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，外殼體上部的進(jìn)氣孔打開，排氣孔封閉，壓縮空氣經(jīng)空心滑閥進(jìn)入跳汰機(jī)的空氣室，這便是進(jìn)氣期。當(dāng)滑閥向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，關(guān)閉進(jìn)氣孔而打開排氣孔，空氣室的空氣被排放至大氣中，這就是排氣期。為使進(jìn)氣孔與排氣孔不致竄通，進(jìn)氣與排氣之間有一短時(shí)間的間歇，此時(shí)進(jìn)氣孔已關(guān)閉而排氣孔尚未打開，壓縮空氣在空氣室內(nèi)繼續(xù)膨脹，故稱為膨脹期。在排氣后期和進(jìn)氣初期之間同樣也有一段短暫的間歇時(shí)間，這時(shí)排氣孔已關(guān)閉而進(jìn)氣孔尚未打開，空氣室內(nèi)的空氣因水位上升而受到壓縮，故稱壓縮期。

164325

（a）（b）

圖3.1滑動(dòng)風(fēng)閥的構(gòu)造及工作原理

1外殼；2空心滑閥；3進(jìn)氣管；4進(jìn)氣孔；5排氣孔；6拉桿

滑動(dòng)風(fēng)閥就是利用滑閥上下作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使跳汰機(jī)空氣室周期性的進(jìn)氣、膨脹、排氣和壓縮，促使在跳汰室產(chǎn)生脈動(dòng)水流，實(shí)現(xiàn)物料在跳汰機(jī)中進(jìn)行分選。調(diào)整拉桿的長(zhǎng)短可在小范圍內(nèi)改變進(jìn)氣期和排氣期的長(zhǎng)短。但此結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜，難以采用。所以目前現(xiàn)有風(fēng)閥的特性曲線是固定不變的，即在一個(gè)周期內(nèi)，其進(jìn)氣期100°、膨脹期10°、排氣期170°、壓縮期10°。

在同樣的分選條件下，跳汰機(jī)使用旋轉(zhuǎn)風(fēng)閥要比使用滑動(dòng)風(fēng)閥的處理量大。所以，滑動(dòng)風(fēng)閥現(xiàn)已大多被旋轉(zhuǎn)風(fēng)閥所代替，僅在一些老廠中尚還使用。

2.旋轉(zhuǎn)風(fēng)閥

各種跳汰機(jī)的旋轉(zhuǎn)風(fēng)閥，其結(jié)構(gòu)和參數(shù)雖有所不同，但其工作原理是基本相同中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第13頁(yè)

的。旋轉(zhuǎn)風(fēng)閥主要是由水平放置的鑄鐵外殼定子、帶有手柄可以轉(zhuǎn)動(dòng)的進(jìn)、排氣調(diào)整套和轉(zhuǎn)子組成。定子下部有兩個(gè)矩形開口，一個(gè)開口與風(fēng)箱接通進(jìn)氣口，另一個(gè)開口用管子穿過風(fēng)箱與跳汰機(jī)空氣室相聯(lián)排氣口。轉(zhuǎn)子是一個(gè)中間被隔板分成進(jìn)氣和排氣兩部分的空心鑄鐵圓筒，在這兩部分的相背方向分別開有矩形的進(jìn)氣孔和排氣孔；轉(zhuǎn)子套在轉(zhuǎn)子軸上，轉(zhuǎn)子軸分別裝在左右兩端堵蓋的滾動(dòng)軸承上；進(jìn)氣端的堵蓋用螺釘固定在外殼端部，并構(gòu)成封密；排氣端的堵蓋是通的，只是用以支持軸承，從跳汰室排出的壓縮空氣可以通過這個(gè)堵蓋排到大氣中。在定子與轉(zhuǎn)子之間套著用來(lái)調(diào)整風(fēng)閥進(jìn)、排氣口面積的調(diào)整套。調(diào)整套上開有矩形孔口，并裝有手柄以轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整套位置。為了不使調(diào)整套被轉(zhuǎn)子所帶動(dòng)，手柄上有固定爪，固定爪嵌合在外殼的扇形齒板上。并用壓緊螺釘固定。進(jìn)氣和排氣調(diào)整套可以分別獨(dú)立地進(jìn)行調(diào)整。風(fēng)閥進(jìn)、排氣口面積是指定子與轉(zhuǎn)子進(jìn)、排氣孔相遇的開口面積。

當(dāng)轉(zhuǎn)子的進(jìn)氣孔與定子的進(jìn)氣孔相遇時(shí)，從進(jìn)氣導(dǎo)管通入的壓縮空氣進(jìn)入空氣室，這時(shí)排氣孔被關(guān)閉，形成進(jìn)氣期；轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)定子的進(jìn)氣孔被轉(zhuǎn)子蓋住，而排氣孔仍未與轉(zhuǎn)子的排氣孔相遇，壓縮空氣在空氣室內(nèi)繼續(xù)推動(dòng)水面，這就是所謂的膨脹期；直到轉(zhuǎn)子的排氣孔與定子的排氣孔相遇時(shí)，膨脹過的壓縮空氣才從轉(zhuǎn)子的排氣孔沿排氣端堵蓋排至大氣中，這就是排氣期。多數(shù)旋轉(zhuǎn)風(fēng)閥沒有壓縮期，即轉(zhuǎn)子的排氣孔一離開定子的排氣孔時(shí)，轉(zhuǎn)子的進(jìn)氣孔與定子的進(jìn)氣孔就馬上相遇。

在跳汰室中水流的上升期常常滯后于風(fēng)閥的進(jìn)氣期，這是因?yàn)橹挥挟?dāng)跳汰室的氣壓上升超過下降水流的動(dòng)能以及兩室間的液位差所形成的壓力時(shí)，跳汰室內(nèi)的水流才能回升。所以需要在空氣室里有一段升壓的時(shí)間，這段時(shí)間的長(zhǎng)短取決于風(fēng)壓的大小、空氣室的容積和風(fēng)閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（特別是風(fēng)閥的進(jìn)、排氣面積）等因素。利用電子示波器測(cè)試篩側(cè)空氣室跳汰機(jī)的滯后角度為40°～60°，篩下空氣室跳汰機(jī)的滯后角為700°～100°。

跳汰室中水流下降期開始的時(shí)間一般都發(fā)生在排氣孔打開之后，若風(fēng)閥的膨脹期較長(zhǎng)，下降水則與排氣孔打開同時(shí)發(fā)生；若風(fēng)閥特性沒有膨脹期或膨脹期較短，則下降水稍有滯后。這是因?yàn)樗�流運(yùn)動(dòng)具有慣性的緣故。

風(fēng)閥進(jìn)氣孔的面積要保證跳汰機(jī)空氣室的氣壓在進(jìn)氣初期能迅速上升到所需的壓力，使脈動(dòng)水流具有所需要的最大速度和加速度。因此，風(fēng)閥進(jìn)氣孔面積大小與使用的風(fēng)源壓力、跳汰機(jī)的結(jié)構(gòu)和入選物料粒度等因素有關(guān)。在其他條件不變的情況下，風(fēng)源壓力高，開口可小些；跳汰機(jī)空氣室和水的沿程阻力大，進(jìn)氣孔面積也要求大些。塊煤分選機(jī)比末煤分選機(jī)所需要的進(jìn)氣孔面積大。風(fēng)閥進(jìn)氣面積差別很大，大約為跳汰機(jī)面積的。由于排氣時(shí)壓力比進(jìn)氣時(shí)壓力低，所以排氣孔面積比進(jìn)氣孔面積大些，特別是篩側(cè)空氣室跳汰機(jī)，進(jìn)氣孔面積約為排氣孔面積的50～90%。

風(fēng)閥進(jìn)氣孔的弧線長(zhǎng)度占其圓周的度數(shù)稱為風(fēng)閥開口角。由風(fēng)閥特性曲線可中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第14頁(yè)

知，在風(fēng)閥進(jìn)氣孔面積不變的情況下，開口角度愈小，曲線上升就愈陡，跳汰機(jī)空氣室壓力上升愈快，上升水流更強(qiáng)有力（加速度較大），對(duì)提高分選效果有時(shí)會(huì)有某些好處。但是在風(fēng)閥進(jìn)氣孔面積不變的情況下，減小風(fēng)閥開口角度，必然要增大風(fēng)閥半徑，導(dǎo)致風(fēng)閥體積和重量都要作相應(yīng)增大。風(fēng)閥的這些參數(shù)通常是在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上由試驗(yàn)來(lái)確定的。

旋轉(zhuǎn)風(fēng)閥與滑動(dòng)風(fēng)閥比較有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

①用旋轉(zhuǎn)風(fēng)閥的跳汰機(jī)處理能力較高，一般在6～17t/hm2范圍。當(dāng)處理具有相同可選性的煤時(shí)，其處理量比用滑動(dòng)風(fēng)閥高2t/hm2左右。

②旋轉(zhuǎn)風(fēng)閥結(jié)構(gòu)較輕巧，轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，制作快，投資少，所起的作用大。③用旋轉(zhuǎn)風(fēng)閥的跳汰周期適于選不分級(jí)煤，因此可以把入選上限提高到150～200mm。

④對(duì)細(xì)粒級(jí)的精選一般是滑動(dòng)風(fēng)閥有效，分選下限達(dá)0.3mm，這給用簡(jiǎn)單辦法回收煤泥的精選創(chuàng)造條件。

⑤旋轉(zhuǎn)風(fēng)閥的周期可隨煤質(zhì)變化進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。3.數(shù)控風(fēng)閥

數(shù)控風(fēng)閥是二十世紀(jì)七十年代設(shè)計(jì)的用電子數(shù)控裝置和電磁風(fēng)閥控制進(jìn)、排氣的一種新型的跳汰機(jī)風(fēng)閥。

操作時(shí)，其頻率和風(fēng)閥特性曲線可以作任意調(diào)整。數(shù)控風(fēng)閥按閥體形式的不同，有蓋板閥和滑動(dòng)閥兩種；滑動(dòng)閥又按其滑閥安裝方式不同分為臥式滑閥和立式滑閥。

數(shù)控風(fēng)閥整個(gè)系統(tǒng)由三部分組成：

①電子數(shù)控裝置：通過電子脈沖計(jì)數(shù)控制系統(tǒng)控制電磁風(fēng)閥的通電和斷電時(shí)間，從而控制跳汰頻率和周期。

②控制風(fēng)動(dòng)部分：這部分由高壓風(fēng)管、氣動(dòng)三聯(lián)體（過濾器、油霧器、調(diào)壓器）、電磁閥和氣缸構(gòu)成。其作用是將高壓風(fēng)濾清、調(diào)壓、油霧后送入氣缸，驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣閥活塞上下運(yùn)動(dòng)。

③工作風(fēng)動(dòng)部分：主要由板閥或滑閥、管路、低壓風(fēng)箱和排氣風(fēng)箱等幾部分裝在工作風(fēng)包上，排氣閥裝在氣箱上，排氣箱與消音包相連，消音包與大氣相通。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第15頁(yè)

去消音排氣包高壓風(fēng)管0.5MPa9109104456121271183風(fēng)壓0.03～0.05MPa

圖3.2電控氣動(dòng)風(fēng)閥系統(tǒng)示意圖

1進(jìn)氣電磁閥；2進(jìn)氣閥；3分配箱；4油霧器；5排氣電磁閥；6排氣閥；7排氣管；

8進(jìn)氣管；9濾氣器；10調(diào)壓閥；11電子數(shù)控系統(tǒng)；12高壓風(fēng)管

數(shù)控電動(dòng)風(fēng)閥的風(fēng)閥特性曲線如下圖所示。曲線陡峭，達(dá)到閥口全開的時(shí)間甚短，約0.02～0.013s，托舉床層的爆發(fā)力強(qiáng)，且進(jìn)、排氣期等各期段可調(diào)。對(duì)于中等可選性的煤，風(fēng)壓適當(dāng)時(shí)進(jìn)氣期約占20%～25%，排氣期約為25%～30%，休止期約為5%～10%，余為膨脹期。各時(shí)段所占比例與原料煤可選性、粒度組成及風(fēng)壓等有關(guān)。相對(duì)而言，進(jìn)氣期和排氣期與普通旋轉(zhuǎn)風(fēng)閥相比要短，因?yàn)檫_(dá)最大進(jìn)、排氣面積的時(shí)間一般僅為普通風(fēng)閥的1/3左右。

進(jìn)氣面積排氣期休止期t排氣面積進(jìn)氣期膨脹期一個(gè)周期

圖3.3數(shù)控電動(dòng)風(fēng)閥特性曲線

數(shù)控風(fēng)閥的優(yōu)點(diǎn)是：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第16頁(yè)

（1）風(fēng)閥開關(guān)速度快，對(duì)物料分選有利。由于利用高壓風(fēng)動(dòng)可以在0.01～0.02s左右迅速打開或關(guān)閉風(fēng)閥，可使床層迅速托起，增長(zhǎng)分選時(shí)間，對(duì)物料分選有利。因此，不完善度和分選效率均優(yōu)于旋轉(zhuǎn)風(fēng)閥。

（2）跳汰周期和頻率無(wú)須停車即可對(duì)各室進(jìn)行無(wú)極調(diào)節(jié)。因此，當(dāng)原煤的粒度、密度發(fā)生變化時(shí)，數(shù)控風(fēng)閥可以在0.67～1.5s內(nèi)隨時(shí)調(diào)整周期和頻率，以適應(yīng)原煤性質(zhì)的變化。

（3）振幅大，處理量大，分選效率高。由于進(jìn)風(fēng)量大而迅速，使跳汰機(jī)振幅增大，為提高處理量創(chuàng)造有利條件。經(jīng)工業(yè)性試驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐表明，與旋轉(zhuǎn)風(fēng)閥相比，數(shù)控風(fēng)閥可提高處理能力20%左右，并可提高數(shù)量效率2%左右。

（4）噪聲小。數(shù)控風(fēng)閥由于排氣迅速，為了降低噪聲將其引到消音排氣包，因此基本達(dá)到無(wú)噪聲。

缺點(diǎn)是：需另配置高壓風(fēng)系統(tǒng)，氣缸加工精度要求較高，機(jī)電部件多。維修工作量較大。

3.2風(fēng)閥控制系統(tǒng)控制策略

電磁風(fēng)閥作為跳汰機(jī)的主令控制裝置，它的工作可靠性直接影響跳汰機(jī)的整機(jī)運(yùn)行和生產(chǎn)。八十年代初使用的跳汰機(jī)風(fēng)閥控制器由分離元件組成，體積大，故障點(diǎn)多且難以查找，設(shè)置時(shí)間不精確等問題；九十年代初出現(xiàn)的以單片機(jī)為核心的跳汰機(jī)風(fēng)閥控制器，此系統(tǒng)雖然精度能達(dá)到要求，但根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用情況存在集成度低，抗干擾能力差，維護(hù)復(fù)雜等缺點(diǎn)。

選煤廠工作環(huán)境煤塵多、濕度大、干擾強(qiáng)、振動(dòng)大，要求控制裝置可靠性要高。因此我們用為工業(yè)自動(dòng)控制而設(shè)計(jì)的可編程控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁風(fēng)閥的控制。

本跳汰機(jī)有5個(gè)隔室，每個(gè)隔室有一個(gè)空氣室，空氣室有兩組電子數(shù)控氣動(dòng)風(fēng)閥單元對(duì)進(jìn)氣閥和排氣閥控制�？删幊炭刂破鞲鶕�(jù)設(shè)定的進(jìn)氣期、膨脹期、排氣期和壓縮期參數(shù)來(lái)控制五個(gè)進(jìn)氣閥和五個(gè)排氣閥的動(dòng)作。各室的進(jìn)、排氣閥按照一定的順序開關(guān)，使每室在一個(gè)跳汰周期內(nèi)經(jīng)歷以上四個(gè)時(shí)期。由此，可編程控制器要實(shí)現(xiàn)的功能就是根據(jù)TD200設(shè)定的參數(shù)產(chǎn)生控制信號(hào)，控制五個(gè)進(jìn)氣閥和排氣閥的動(dòng)作。

我們使用可編程控制器和上位機(jī)組成的兩級(jí)控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)風(fēng)閥的自動(dòng)控制。上位機(jī)利用PC友好的人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話和實(shí)時(shí)監(jiān)控，PLC作為下位機(jī)完成數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)控制任務(wù)。

在風(fēng)閥自動(dòng)控制中，上位機(jī)可修改風(fēng)閥各室參數(shù)和跳汰頻率，并通過PC/PPI傳至可編程控制器，經(jīng)過處理，控制風(fēng)閥動(dòng)作并將修改后的各個(gè)參數(shù)顯示在TD200上。

為了處理突發(fā)事件和便于現(xiàn)場(chǎng)操作，我們可以利用手動(dòng)操作系統(tǒng)。它是由PLC,TD200顯示面板，輸出電路構(gòu)成。在必要時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)工人可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)利用TD2中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第17頁(yè)

手動(dòng)輸入修改風(fēng)閥的控制參數(shù)和跳汰頻率來(lái)控制風(fēng)閥動(dòng)作。并可以將修改后的數(shù)據(jù)傳送至上位機(jī)顯示。在下面的兩章將分別就控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)做詳細(xì)介紹。

4跳汰機(jī)風(fēng)閥控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

4.1風(fēng)閥控制系統(tǒng)原理

風(fēng)閥控制系統(tǒng)原理圖如下圖所示。本系統(tǒng)由上位機(jī)、可編程控制器、TD200顯示裝置輸出電路等組成。

TD200風(fēng)閥參數(shù)數(shù)據(jù)通訊上位機(jī)PLC控制信號(hào)風(fēng)閥系統(tǒng)

圖4.1風(fēng)閥控制系統(tǒng)原理圖

1．上位機(jī)

上位機(jī)是一種加固的增強(qiáng)型個(gè)人計(jì)算機(jī)，它可以作為一個(gè)工業(yè)控制器在工業(yè)環(huán)境中，面對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)烈震動(dòng)灰塵特別多另有很高的電磁場(chǎng)力干擾且連續(xù)作業(yè)而可靠運(yùn)行。

它在整個(gè)控制系統(tǒng)中起到的作用是對(duì)PLC進(jìn)行編程，在線或離線狀態(tài)編制系統(tǒng)的應(yīng)用程序在線修改PLC程序的相關(guān)參數(shù)；同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控，完成對(duì)主要數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析存儲(chǔ)處理等功能。

2．可編程控制器

PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算順序運(yùn)算計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。

考慮到風(fēng)閥動(dòng)作的頻繁性，PLC采用晶體管輸出型以保證長(zhǎng)的使用壽命。它通過PC-PPI電纜與上位機(jī)通訊，實(shí)現(xiàn)風(fēng)閥控制參數(shù)的傳送，便于上位機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)跳中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第18頁(yè)

汰機(jī)的運(yùn)行情況，也可以及時(shí)地響應(yīng)上位機(jī)對(duì)參數(shù)做出的調(diào)整。PLC的輸出經(jīng)過由固態(tài)繼電器、熔斷器和保護(hù)回路等組成的輸出電路控制電磁閥的動(dòng)作。

3．TD200顯示裝置

TD200是所有SIMATICS7-200系列操作員界面問題的最佳解決方法。TD200連接很簡(jiǎn)單，只需用它提供的連接電纜接到CPU22X系列PPI接口上即可，不需要單獨(dú)的電源。它具有以下作用：

1）文本信息的顯示：

①用選擇項(xiàng)確認(rèn)方法可顯示最多80條信息，每條信息最多可包含4個(gè)變量。②五種系統(tǒng)語(yǔ)言可設(shè)定實(shí)時(shí)時(shí)鐘。③提供強(qiáng)制I/O點(diǎn)診斷功能。④提供密碼保護(hù)功能。

⑤過程參數(shù)的顯示和修改，參數(shù)在顯示器中顯示并可用輸入鍵進(jìn)行修改。⑥可編程的8個(gè)功能鍵可以替代普通的控制按鈕，作為控制鍵。這樣還可以節(jié)省8個(gè)輸入點(diǎn)。

⑦可選擇通訊的速率。2）輸入和輸出的設(shè)定：

①8個(gè)可編程功能鍵的每一個(gè)都分配了一個(gè)存儲(chǔ)器位。

②可選擇顯示信息刷新時(shí)間。

4.2可編程控制器

4.2.1I/O信號(hào)

整個(gè)系統(tǒng)要求的輸入輸出信號(hào)如下所示：輸入信號(hào)：均為開關(guān)量

手動(dòng)、自動(dòng)按鈕；通斷電按鈕；急停、故障按鈕；撤出按鈕；啟動(dòng)按鈕；停止按鈕；氣室選擇按鈕；

1#室進(jìn)氣按鈕，1#室排氣按鈕；2#室進(jìn)氣按鈕，2#室排氣按鈕；

1#室進(jìn)氣閥原位、1#室進(jìn)氣閥終位；1#室排氣閥原位、1#室排氣閥終位；2#室進(jìn)氣閥原位、2#室進(jìn)氣閥終位；2#室排氣閥原位、2#室排氣閥終位；輸出信號(hào)：均為開關(guān)量

通斷電指示燈；原位指示燈；完成指示燈；報(bào)警指示燈；自動(dòng)指示燈；手動(dòng)指示燈；急停指示燈；

1#室進(jìn)氣閥指示燈、1#室排氣閥指示燈；2#室進(jìn)氣閥指示燈、2#室排氣閥指示燈；

1#室進(jìn)氣閥繼電器輸出、1#室排氣閥繼電器輸出；2#室進(jìn)氣閥繼電器輸出、2#室排氣閥繼電器輸出；

由上面分析可知，共有19個(gè)輸入點(diǎn)、14個(gè)輸出點(diǎn)，I/O地址分配表如下所示。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第19頁(yè)

表4.1I/O地址分配I/O地址I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7I1.0I1.1I1.2I1.3I1.4I1.5I1.6I1.7I2.0I2.1I2.2I2.3I2.4說(shuō)明自動(dòng)按鈕手動(dòng)按鈕氣室選擇按鈕通斷電按鈕急停按鈕故障按鈕撤出按鈕啟動(dòng)按鈕停止按鈕1#室進(jìn)氣按鈕1#室排氣按鈕2#室進(jìn)氣按鈕2#室排氣按鈕1#室進(jìn)氣閥原位1#室進(jìn)氣閥終位1#室排氣閥原位1#室排氣閥終位2#室進(jìn)氣閥原位2#室進(jìn)氣閥終位2#室排氣閥原位2#室排氣閥終位I/O地址Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7Q1.0Q1.1Q1.2Q1.3Q1.4Q1.5Q1.6Q1.7說(shuō)明通斷電指示燈原位指示燈完成指示燈報(bào)警指示燈自動(dòng)指示燈手動(dòng)指示燈急停指示燈終位指示燈1#室進(jìn)氣閥指示燈1#室排氣閥指示燈2#室進(jìn)氣閥指示燈2#室排氣閥指示燈1#室進(jìn)氣閥繼電器輸出1#室排氣閥繼電器輸出2#室進(jìn)氣閥繼電器輸出2#室排氣閥繼電器輸出根據(jù)PLCI/O點(diǎn)數(shù)估算的一般法則，為系統(tǒng)信號(hào)擴(kuò)展，應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)腎/O的冗余量，通常根據(jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)總數(shù)，再增加10%～20%的I/O點(diǎn)數(shù)。

考慮，本系統(tǒng)控制核心采用的是SIEMENSS7-200CPU226，電源采用100～230VAC電源、24VDC輸入、繼電器輸出。由于本身具有24點(diǎn)輸入、16點(diǎn)輸出，共有40個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)，滿足控制系統(tǒng)需求的同時(shí)還有一定的冗余量，故不需要再擴(kuò)展輸入/輸出模塊。如果在今后的使用中需要進(jìn)行擴(kuò)展，可以考慮數(shù)字量I/O混合模塊EM223（具有8I/O、16I/O、32I/O等多種配置）和模擬量混合模塊EM235（4路模擬量輸入、1路模擬量輸出。）4.2.2PLC技術(shù)指標(biāo)

表4.2CPU226技術(shù)指標(biāo)程序存儲(chǔ)器用戶存儲(chǔ)器8192字5120字中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第20頁(yè)存儲(chǔ)器類型存儲(chǔ)卡數(shù)據(jù)后備（超級(jí)電容）編程語(yǔ)言程序組織本機(jī)I/O擴(kuò)展模塊數(shù)量數(shù)字量I/O映像區(qū)模擬量I/O映像區(qū)布爾指令執(zhí)行速度計(jì)數(shù)器/定時(shí)器順序控制繼電器基本運(yùn)算指令增強(qiáng)功能指令FOR/NEXT循環(huán)整數(shù)運(yùn)算（算術(shù)運(yùn)算）實(shí)數(shù)運(yùn)算（算術(shù)運(yùn)算）內(nèi)置高速計(jì)數(shù)器內(nèi)置模擬電位器脈沖輸入通信中斷定時(shí)中斷輸入中斷口令保護(hù)通信中斷4.2.3I/O外部接線圖

EEPROMEEPROM190hLAD、FDB和STL1個(gè)組織塊（可以包含子程序和中斷程序）24點(diǎn)輸入/16點(diǎn)輸出7個(gè)模塊256點(diǎn)（128點(diǎn)輸入/128點(diǎn)輸出）32路輸入/32路輸出0.37μs/指令256/256個(gè)256個(gè)11項(xiàng)8項(xiàng)有有有6個(gè)（30kHz）2個(gè)（8位分辨率）2個(gè)高速輸出（20kHz）1發(fā)送器/2接收器2個(gè)（1～255ms）4個(gè)3級(jí)口令保護(hù)2個(gè)RS-485通信接口可用作PPI接口、MPI從站接口和自由口CPU226接線規(guī)則如下：

（1）24個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)分成兩組。第一組由輸入端子I0.0～I(xiàn)0.7、I1.0～I(xiàn)1.7共13個(gè)輸入點(diǎn)組成，每個(gè)外部輸入的開關(guān)信號(hào)由各輸入端子接出，通過一個(gè)直流電源至公共端1M；第二組由輸入端子I1.5～I(xiàn)1.7、I2.0～I(xiàn)2.7共11個(gè)輸入點(diǎn)組成，每個(gè)外部輸入的開關(guān)信號(hào)由各輸入端子接出，通過一個(gè)直流電源至公共端2M。由于是直流輸入模塊，所以采用直流電源作為檢測(cè)各個(gè)輸入接點(diǎn)狀態(tài)的電源。M、L+兩個(gè)端子提供DC24V/400mA傳感器電源，可以作為傳感器的電源輸出，也可以作為輸入端的檢測(cè)電源使用。

（2）16個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)分成3組。第一組由Q0.0～Q0.3共4個(gè)輸出點(diǎn)與公共端1L組成；第二組由Q0.4～Q0.7、Q1.0共5個(gè)輸出點(diǎn)與公共端2L組成；第三組由Q1.1～Q1.7共7個(gè)輸出點(diǎn)與公共端3L組成。每個(gè)負(fù)載的一段與輸出點(diǎn)相連，另中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第21頁(yè)

一端經(jīng)電源與公共端相連。由于是繼電器輸出方式，所以既可以帶直流負(fù)載，也可帶交流負(fù)載。輸出端子排的右端N、L1端子是提供電源AC120V/240V輸入端。該電源的電壓允許范圍為AC85～264V。

1M0.00.10.20.30.40.50.60.71.01.11.21.31.42M1.51.61.72.02.12.22.32.42.52.62.7ML+1L0.00.10.20.3限位開關(guān)自動(dòng)手動(dòng)通斷電指示燈原位指示燈完成指示燈報(bào)警指示燈氣室選擇按鈕通斷電按鈕急停按鈕故障按鈕撤出按鈕啟動(dòng)按鈕停止按鈕1#室進(jìn)氣按鈕1#室排氣按鈕2#室進(jìn)氣按鈕2#室排氣按鈕1#室進(jìn)氣閥原位1#室進(jìn)氣閥終位2#室進(jìn)氣閥原位2#室進(jìn)氣閥終位1#室排氣閥原位1#室排氣閥終位2#室排氣閥原位2#室排氣閥終位2L0.40.50.60.71.03L1.11.21.31.41.51.61.7NL1AC自動(dòng)指示燈手動(dòng)指示燈急停指示燈終位指示燈1#室進(jìn)氣閥指示燈1#室排氣閥指示燈2#室進(jìn)氣閥指示燈2#室排氣閥指示燈1#室排氣閥繼電器輸出1#室排氣閥繼電器輸出2#室進(jìn)氣閥繼電器輸出2#室排氣閥繼電器輸出AC120V/240VDC24V

圖4.2PLC輸入/輸出外部接線圖

5跳汰機(jī)風(fēng)閥控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

風(fēng)閥控制系統(tǒng)的軟件組成主要包括兩部分：PLC風(fēng)閥控制程序和PLC通訊程序。前一部分完成風(fēng)閥控制的算法；后一部分完成風(fēng)閥參數(shù)的與上位機(jī)的數(shù)據(jù)交換。

風(fēng)閥控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如下所示：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第22頁(yè)

開始風(fēng)閥參數(shù)初始化排序計(jì)算啟動(dòng)中斷程序判斷修改否調(diào)用通訊子程序判斷上位機(jī)更新數(shù)據(jù)否結(jié)束

圖5.1風(fēng)閥控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖

5.1風(fēng)閥控制程序

在本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，主要分為主程序、子程序和中斷程序三部分組成。先結(jié)合梯形圖就主要部分進(jìn)行說(shuō)明。

（1）主程序

程序一：系統(tǒng)啟動(dòng)與調(diào)用子程序中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第23頁(yè)

系統(tǒng)啟動(dòng)后，需要加一個(gè)自鎖功能，使得在啟動(dòng)按鈕按下后，系統(tǒng)可自行運(yùn)行。同時(shí)，由產(chǎn)生的啟動(dòng)位控制調(diào)用子程序，完成對(duì)PLC的初始設(shè)定，設(shè)定內(nèi)容在子程序部分做詳細(xì)解釋。系統(tǒng)停止程序類似，只是不需要停止位的自鎖功能。

程序二：氣室的自動(dòng)/手動(dòng)啟動(dòng)程序中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第24頁(yè)

這一部分主要介紹了自動(dòng)手動(dòng)啟動(dòng)。自動(dòng)啟動(dòng)是一般跳汰機(jī)控制的首選，經(jīng)過設(shè)定后跳汰機(jī)自動(dòng)工作，不需要人工干預(yù)且操作簡(jiǎn)便。手動(dòng)程序主要是在自動(dòng)控制出現(xiàn)問題或者自動(dòng)程序執(zhí)行出錯(cuò)的情況下，工人需要憑借經(jīng)驗(yàn)處理現(xiàn)場(chǎng)問題時(shí)使用。

程序三：完整跳汰周期

為了防止跳汰風(fēng)量的不足,程序可實(shí)現(xiàn)跳汰Ⅰ段(包括Ⅰ、Ⅱ跳汰室)、Ⅱ段(包括Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ跳汰室)的跳汰反相,即Ⅰ段進(jìn)氣時(shí),Ⅱ段排氣;Ⅰ段排氣時(shí),Ⅱ段進(jìn)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第25頁(yè)

氣,可保證跳汰機(jī)在風(fēng)量不足情況下的不間斷工作。

仿真圖如下所示：

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第26頁(yè)

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第27頁(yè)

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第28頁(yè)

完整跳汰周期包括進(jìn)氣期、膨脹期、排氣期和休止期，PLC主要控制電磁閥在進(jìn)氣期和排氣期的通斷操作。進(jìn)氣期作為一個(gè)跳汰周期的開始，可以通過原位啟動(dòng)和自動(dòng)/手動(dòng)啟動(dòng)兩種方式，進(jìn)氣結(jié)束后需要自動(dòng)進(jìn)入膨脹期，這在程序中主要通過定時(shí)器來(lái)完成。依次類推，直到休止期結(jié)束。

在一個(gè)跳汰周期結(jié)束后，需要判斷是否自動(dòng)循環(huán)，或是否在一個(gè)洗選運(yùn)行周期完畢后停止。這樣就需要在休止期加入一個(gè)停車位標(biāo)志來(lái)判定，如網(wǎng)絡(luò)14所示。若要自動(dòng)進(jìn)入下一周期，程序如下：

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第29頁(yè)

1#室與2#室的完整跳汰周期一樣，在此不再累述。

（2）子程序

PLC上電運(yùn)行后進(jìn)行參數(shù)的初始化，包括相位、周期以及各期的時(shí)間設(shè)定。要求每段的進(jìn)氣期、膨脹期、排氣期、休止期時(shí)間可以自由調(diào)節(jié)，跳汰機(jī)的相位調(diào)節(jié)就是一段的進(jìn)氣期起始時(shí)刻與二段進(jìn)氣期的起始時(shí)刻相差的周期數(shù)（一般相差1/2周期）。兩段相位相差50%表示相差半個(gè)周期，用50表示，其中一段與二段之間的相位也可以從0～50自由調(diào)節(jié)。當(dāng)最小為0時(shí)，表示兩段同步工作，煤層同步起落；當(dāng)相位為50時(shí)，兩段異步工作，煤層交替起落。控制系統(tǒng)具體調(diào)節(jié)范圍見表5.1。

表5.1參數(shù)調(diào)整范圍調(diào)整內(nèi)容頻率進(jìn)氣期排氣期休止期相位調(diào)節(jié)調(diào)整范圍30~900~500~500~150~50單位次/分%%%%說(shuō)明占整個(gè)周期的百分比占整個(gè)周期的百分比占整個(gè)周期的百分比占整個(gè)周期的百分比1%=3.6度中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第30頁(yè)

初始化完成后，由于在觸摸屏上輸入的是一個(gè)洗選周期的百分?jǐn)?shù)，因此需要在PLC程序中進(jìn)行計(jì)算來(lái)獲取每段具體的定時(shí)時(shí)間。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第31頁(yè)

跳汰機(jī)控制系統(tǒng)的基本要求是在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下最大限度提高生產(chǎn)效率。也就是既要保證預(yù)期的精煤灰分的要求，又要保證產(chǎn)品的產(chǎn)率。要提高產(chǎn)品的中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第32頁(yè)

產(chǎn)率就要在減少排出的矸石和中煤中錯(cuò)配物的情況下最大限度地減少精煤流失，提高生產(chǎn)運(yùn)行速率。要達(dá)到這個(gè)要求，風(fēng)閥控制系統(tǒng)的基本控制策略就是要盡可能的提高風(fēng)閥控制精度。為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，確保程序執(zhí)行的實(shí)時(shí)性，本系統(tǒng)PLC輸出控制采用中斷響應(yīng)法。

西門子編程軟件STEP7-Mirco/Win32提供兩種時(shí)基中斷：定時(shí)中斷和定時(shí)器中斷。

定時(shí)器中斷使用且只能使用1ms定時(shí)器T32和T96對(duì)一個(gè)指定時(shí)間段產(chǎn)生中斷。T32和T96的使用方法同其他定時(shí)器，只是在定時(shí)器中斷被允許時(shí)，一旦定時(shí)器的當(dāng)前值和預(yù)設(shè)值相等，則執(zhí)行被連接的中斷程序。在使用過程中若要連續(xù)工作，必須要不斷觸發(fā)才可以。即要使定時(shí)器中斷連續(xù)的執(zhí)行，必須使其在每個(gè)掃描周期內(nèi)觸發(fā)一次，因此掃描周期越長(zhǎng)定時(shí)器中斷響應(yīng)的實(shí)時(shí)性就會(huì)越差，這與我們的控制策略相悖。

定時(shí)中斷可以設(shè)置一個(gè)周期性觸發(fā)的中斷響應(yīng)，通常用于模擬量的采樣周期或執(zhí)行一個(gè)PID控制。周期時(shí)間以1ms為增量，周期可以設(shè)置為5ms～255ms。S7-200系列的PLC提供了兩個(gè)定時(shí)中斷：SMB34和SMB35。定時(shí)中斷0的周期值寫入SMB34，定時(shí)中斷1的周期值寫入SMB35。當(dāng)定時(shí)中斷被允許，則定時(shí)中斷相關(guān)定時(shí)器開始計(jì)時(shí)，在定時(shí)時(shí)間值與設(shè)置周期值相等時(shí)，相關(guān)定時(shí)器溢出，開始執(zhí)行定時(shí)中斷連接的中斷程序。每次重新連接時(shí)，定時(shí)中斷功能能夠清除前一次連接時(shí)的各種累計(jì)值，并用新值重新開始計(jì)時(shí)。要改變周期時(shí)間則必須先修改SMB34和SMB35中的周期時(shí)間值，然后重新將中斷事件和中斷服務(wù)程序相關(guān)聯(lián)。由于定時(shí)中斷只需在程序首次掃描時(shí)觸發(fā)一次，然后就連續(xù)運(yùn)行，在指定時(shí)間間隔每次溢出時(shí)，轉(zhuǎn)入執(zhí)行被連接的中斷程序，且可在中斷程序中修改時(shí)間間隔，不受掃描周期的影響。

由于定時(shí)中斷只需在程序首次掃描時(shí)觸發(fā)一次，然后就連續(xù)運(yùn)行，在指定時(shí)間間隔每次溢出時(shí)，轉(zhuǎn)入執(zhí)行被連接的中斷程序，且可在中斷程序中修改時(shí)間間隔，不受掃描周期的影響。鑒于此，我們選用定時(shí)中斷。

由于每個(gè)空氣室的跳汰周期相同，可將一個(gè)周期映射為100等分，根據(jù)設(shè)定的頻率自動(dòng)計(jì)算出每一跳汰周期所需的時(shí)間。氣室參數(shù)分配原則是指按每個(gè)空氣室在一個(gè)跳汰周期內(nèi)各階段所占百分比分配，即進(jìn)氣期+膨脹期+排氣期+壓縮期=一個(gè)跳汰周期(100)，如下圖所示。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第33頁(yè)

S開孔面積進(jìn)氣期排氣期膨脹期壓縮期

圖5.2跳汰周期示意圖

在各氣室進(jìn)、排氣時(shí)間內(nèi)由PLC控制電磁閥，從而在各室產(chǎn)生相應(yīng)的進(jìn)、排氣動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的跳汰特性。各氣室的進(jìn)氣起始時(shí)刻可分別設(shè)置，而各氣室壓縮期參數(shù)則隨其他參數(shù)的調(diào)整而自動(dòng)改變。修改這些跳汰參數(shù)，電磁風(fēng)閥的控制也隨之得到改變。

當(dāng)跳汰周期為T(s)，頻率為f(次/min)時(shí)，1等分對(duì)應(yīng)的計(jì)算時(shí)間為600/fms，其中，f的變化范圍是40-60次/min。

方案一：當(dāng)跳汰頻率給出后，計(jì)算出T(s)，并將其分成100份，用戶給出的參數(shù)就是在一個(gè)跳汰周期內(nèi)占的份數(shù)。設(shè)定時(shí)中斷的時(shí)間間隔為跳汰周期的一份，即每個(gè)跳汰周期中斷程序被調(diào)用100次，在中斷程序中統(tǒng)計(jì)中斷程序被調(diào)用的次數(shù)，把它與用戶給出的參數(shù)相比較，由此決定輸出。此方案實(shí)現(xiàn)起來(lái)很簡(jiǎn)單，但誤差較大，可達(dá)到6-7ms，例如，當(dāng)跳汰頻率為49時(shí)，1等份對(duì)應(yīng)的時(shí)間分別為:

f=49T=600/49=12.2449

假設(shè)在跳汰頻率為49的一個(gè)跳汰周期內(nèi)，膨脹期占30份，計(jì)算誤差：標(biāo)準(zhǔn)值：T*30=12.2449*30=367.347實(shí)際輸入：12*30=360

可見誤差輸入大約7ms。

方案二：

在計(jì)算出跳汰周期后，將用戶給定的參數(shù)與之相乘，直接計(jì)算出各風(fēng)閥開、閉的時(shí)間參數(shù)，然后將這些參數(shù)從小到大排序，依次把相鄰的兩個(gè)數(shù)的差值作為定時(shí)中斷的時(shí)間間隔，最小的那個(gè)數(shù)就作為第一個(gè)定時(shí)中斷間隔值，同時(shí)在中斷程序中統(tǒng)計(jì)中斷次數(shù)。程序執(zhí)行完一個(gè)差值，給出相應(yīng)的輸出，而后執(zhí)行下個(gè)送入中斷的差值，依次類推，直到整個(gè)周期完成，然后再啟動(dòng)下一周期。這種方案中斷程序執(zhí)行的次數(shù)要少得多，誤差不超過1ms。

通過比較，選用方案二。在中斷開始執(zhí)行的時(shí)候修改周期時(shí)間值，重新連接定時(shí)中斷，這樣在新值重新開始計(jì)時(shí)執(zhí)行中斷程序可以減小誤差。為進(jìn)一步減小誤差，輸出采用立即置(SI)、復(fù)(RI)位指令。

因?yàn)榱⒓粗?SI)、復(fù)(RI)位不受掃描周期的影響，程序執(zhí)行到該點(diǎn)，直接對(duì)物理中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第34頁(yè)

輸出口進(jìn)行操作。

排序程序如下：給參數(shù)分配固定地址，從VW48開始。對(duì)參數(shù)值進(jìn)行排序，使得輸出脈沖信號(hào)與10個(gè)風(fēng)閥的動(dòng)作相對(duì)應(yīng)。M3.0作為標(biāo)志位進(jìn)行檢測(cè)，如果檢測(cè)到參數(shù)有變，調(diào)用排序程序，使得脈沖信號(hào)準(zhǔn)確控制風(fēng)閥。

排序完成后，需要計(jì)算中斷終值，然后啟用SMB34定時(shí)設(shè)定的時(shí)間周期進(jìn)行中斷處理，具體程序如下所示：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第35頁(yè)

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第36頁(yè)

下圖為中斷程序結(jié)構(gòu)框圖：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第37頁(yè)

開始指針指向參數(shù)序列中的下一個(gè)數(shù)Y比較此數(shù)是否與前一數(shù)相等N計(jì)算定時(shí)中斷終值判斷是否>255Y計(jì)算與255的差值N將計(jì)算結(jié)果送入SMB34/SMB35啟動(dòng)下次中斷計(jì)時(shí)將255送入SMB34/SMB35啟動(dòng)中斷計(jì)時(shí)Y計(jì)時(shí)到N根據(jù)條件令響應(yīng)的輸出口立即置復(fù)位將差值送入SMB34/SMB35修改輸出控制條件啟動(dòng)下一個(gè)周期結(jié)束

圖5.3中斷程序結(jié)構(gòu)框圖

5.2通訊程序

本系統(tǒng)中，通訊程序包括PLC與TD200的通訊和PLC與PC的通訊。1.PLC與TD200的通訊

此通訊模塊的主要功能是讀取設(shè)置的參數(shù)，定義TD200功能鍵，監(jiān)視TD200的按鍵情況，并做出相應(yīng)的響應(yīng)(修改參數(shù)值，實(shí)現(xiàn)同/反相切換，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)/手動(dòng)轉(zhuǎn)換，啟/停輸出等)。

在參數(shù)塊的設(shè)置過程中，STEP7-Mirco/Win32會(huì)立即為所設(shè)參數(shù)分配一個(gè)存儲(chǔ)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第38頁(yè)

地址，而在數(shù)據(jù)塊生成之后，該參數(shù)也有一個(gè)存儲(chǔ)地址，我們要使用的是數(shù)據(jù)塊生成之后的地址，才能保證存儲(chǔ)信息的正確性。

同時(shí)，還要注意程序其他編址地址和參數(shù)塊所用地址相沖突，否則TD200顯示面板上會(huì)出現(xiàn)亂碼或不正確的信息。

2.PLC與PC的通訊

該模塊主要完成的任務(wù)是將傳感器信號(hào)，TD200設(shè)置的參數(shù)，PLC運(yùn)行的狀態(tài)上傳到上位工控機(jī)，同時(shí)接收上位工控機(jī)下傳的參數(shù)，并將其送入輸出控制模塊參與控制。

1)通信方式一般通訊端口分為四種工作方式：

PPI(點(diǎn)到點(diǎn)Point-to-point)：S7-200PLC專用通信協(xié)議，主要應(yīng)用于S7-200的編程、S7-200之間的通信、S7-200與HMI產(chǎn)品的通信。

MPI(多點(diǎn)接口，Multi-point)：S7系列產(chǎn)品的之間的一種專用通信。它可以是主/主協(xié)議或主/從協(xié)議，協(xié)議如何操作有賴于通信設(shè)備的類型。

PROFIBUS(用于分布式I/O設(shè)備(遠(yuǎn)程I/O)的高速通訊，通常有一個(gè)主站和幾個(gè)I/O從站)：它是以西門子公司為主由10多個(gè)公司和研究所一起開發(fā)的一種現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。

自由口通訊：借助于自由口通信，可以通過用戶程序?qū)νㄐ趴谶M(jìn)行操作，自己定義通信協(xié)議。通過設(shè)定特殊存儲(chǔ)字節(jié)SMB30（端口0）或SMB130（端口1）允許自由口模式，用戶程序可以通過使用發(fā)送中斷、接受中斷、發(fā)送指令（XMT）和接受指令（RCV）對(duì)通信口操作。應(yīng)該注意的是，只有在CPU在RUN模式下才能允許自由口模式，此時(shí)編程器無(wú)法與S7-200進(jìn)行通信。本系統(tǒng)采用自由口通信方式。

2)通信協(xié)議

由于PC計(jì)算機(jī)及筆記本等設(shè)備的串口為RS-232信號(hào)，而PLC的通信口為RS-485，兩者之間要進(jìn)行通信，必須有裝置將兩種不同信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。PC/PPI電纜就是一種實(shí)現(xiàn)該功能的部件。

在通信時(shí)，如數(shù)據(jù)由RS-232向RS-485傳輸，則電纜時(shí)發(fā)送狀態(tài)，反之是接受狀態(tài)。接收狀態(tài)與發(fā)送狀態(tài)相互轉(zhuǎn)換要一定時(shí)間。轉(zhuǎn)換時(shí)間與設(shè)置的波特率有關(guān)，它們之間的關(guān)系參見下表。通常情況下電纜是出于接收狀態(tài)。當(dāng)檢測(cè)到RS-232發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，電纜立即從接收狀態(tài)轉(zhuǎn)換到發(fā)送狀態(tài)。若電纜處于發(fā)送狀態(tài)的時(shí)間超過電纜轉(zhuǎn)換時(shí)間，電纜自動(dòng)切換為接收狀態(tài)。

表5.2開關(guān)設(shè)置于波特率對(duì)應(yīng)關(guān)系開關(guān)1,2,3000001傳輸速率/(b/s)3840019200轉(zhuǎn)換時(shí)間/ms0.5中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第39頁(yè)0100111001011109600480024001201*0024714283)通訊格式

本系統(tǒng)中S7-200的RS-232通訊口設(shè)置為9600bps，8位數(shù)據(jù)位、1位停止位、無(wú)奇偶校驗(yàn)。通訊報(bào)文格式如下所示：

AFlagD1～～～Dn圖5.4通訊報(bào)文格式

VB注：A：數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠鹗挤�（可以設(shè)置為其他字符）

Flag：通訊錯(cuò)誤標(biāo)志，？－標(biāo)志上次傳輸?shù)腻e(cuò)誤數(shù)據(jù)；

＠－標(biāo)志上次傳輸?shù)恼�確數(shù)據(jù)

D1～Dn：字節(jié)，傳送數(shù)據(jù)的報(bào)文，n－傳送數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)V：校驗(yàn)字節(jié)，數(shù)據(jù)校驗(yàn)采用字節(jié)異或校驗(yàn)方式B：數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕Y(jié)束符（可以設(shè)置為其他字符）

4)數(shù)據(jù)校驗(yàn)

為了保證傳輸數(shù)據(jù)的可靠性，防止在傳輸過程的錯(cuò)誤指令被執(zhí)行，所有傳輸數(shù)據(jù)都要進(jìn)行異或循環(huán)校驗(yàn)：前兩個(gè)字節(jié)異或結(jié)果再與第三個(gè)字節(jié)異或，依次類推，直到最后一個(gè)字節(jié)，其結(jié)果就是發(fā)送數(shù)據(jù)中的校驗(yàn)碼，存在發(fā)送數(shù)據(jù)校驗(yàn)字節(jié)內(nèi)。若校驗(yàn)碼前后的相一致，則表明傳輸數(shù)據(jù)正確；若不一致，則表明傳輸有誤，需要重新發(fā)送。

通訊程序的結(jié)構(gòu)框圖如下所示：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)201*屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第40頁(yè)

開始通訊口初始化接收數(shù)據(jù)NYN接收數(shù)據(jù)校驗(yàn)正確Y相應(yīng)數(shù)據(jù)處理采樣完成NY采樣數(shù)據(jù)校驗(yàn)填寫相應(yīng)報(bào)文格式發(fā)送數(shù)據(jù)

圖5.5通訊程序結(jié)構(gòu)框圖

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