ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEO Seria: GÓRNICTWO z. 133
_______ 1985 Nr kol. 834
Andrzej WOLSKI
Instytut Podstawowych Problemów Elektrotechniki i Energoelektroniki Politechniki śliskiej w Gliwicach
PERSPEKTYWY ZASTOSOWANIA MIKROKOMPUTERA DO STEROWANIA MASZYNĄ WYCIA80WĄ WYCIĄGU KLATKOWEGO
Streszczenle. W artykule rozważano możliwość wykorzystania mi- krokomputera do sterowania maszynę wycięgowę wycięgu klatkowego.
Podano schemat blokowy realizujęcy proces sterowanie, który zawiera obwód bezpieczeństwa i blokad oraz układy: zabezpieczeń hamulca, pomiaru ładunku użytecznego, zadawania prędkości, sterowania napę
dem i układem hamowania. Dla tak opracowanego schematu podano algo
rytm sterowania oraz program w języku BASIC dla mikrokomputera umoż- llwiajęcy sprawdzenie podanego rozwięzanis. Na tej podstawie autor przeprowadza analizę możliwości zastosowania go w układzie przemy
słowym bioręc pod uwagę niezawodność,funkcjonalność, koszty, ob
sługę itp.
1. WPROWADZENIE
Obecnie w polskim przemyśle wydobywczym pracuje kilkaset maszyn wycię- gowych z napędem elektrycznym. Znaczna ich część to maszyny wycięgowę au
tomatyczne, które realizuję cykliczny proces wydobywczy bez udziału ma
szynisty. Układy automatyczne sę budowane zarówno przy napędzie w układzie Leonarda, Jak i przekształtnikowym. Oednak prawie wszystkie pracuję w wy- cięgach skipowych z kołem pędnym i linę wyrównawczę lub skipowych bębno
wych. Były prowadzone próby realizowania układów automatycznych dla wy- cięgów klatkowych, lecz z reguły po próbach eksploatacyjnych automatykę wyłęczono i praca odbywa się przy sterowaniu ręcznym. Podstawowa trudnoś- cię automatyzacji wycięgów klatkowych Jest zmiana wartości oraz kierunku momentu na wale silnika napędowego przy przestawianiu pięter klatki. Przy wydobyciu urobku silnik pracuje w reżimie pracy silnikowej, a przy prze
stawieniu poczętkowych pięter klatki w reżimie hamowania odzyskowego.
W czasie wymiany wozów na dalszych piętrach klatki ponownie zmienia się reżim pracy silnika napędowego. Układ regulacji napędu gubi się, co jest powodem przejazdu poziomów dla poszczególnych pięter klatki. Szczególnie dużo problemów stwarza tek częsta zmiana momentu obclężenla w maszynach z napędem przekształtnikowym i rewersję momentu w obwodzie wzbudzenia.
Proces przestawiania pięter klatki wydłużs się 1 z reguły maszynista przy sterowaniu ręcznym wykonuje to szybciej 1 dokładniej. Zastosowanie układu sterowania z mikrokomputerem pozwoli na realizację układów automa-
130 A. Wolski
tycznych dla wyciągów klatkowych, ponieważ będzie on wyposażony w ukłsd wstępnego zadawania wartości i kierunku momentu, co pozwoli na precyzyjną regulację prędkości przy przestawieniu pięter klatki. Nie będzie zjawi
ska tzw. uciekanie klatki. Zastosowanie mikrokomputera do sterowania ma
szyną klatkową pozwoli również na obniżenie kosztów i zmniejszenie gaba
rytów. Zwiększy się również niezawodność pracy układu.
2. FUNKCOE MIKROKOMPUTERA W UKŁADZIE STEROWANIA MASZYNĄ WYCIĄGOWĄ
W początkowym rozwiązaniu przewiduje się, że mikrokomputer przejmie funkcje związane ze sterowaniem układem regulacji napędu 1 układem hamul
ców oraz będzie dublował istniejące układy zabezpieczeń. W miarę zdobywa
nie doświadczeń eksploatacyjnych będzie można rozszerzać zakres wykorzyr stania mikrokomputera do sygnalizacji szybowej i zabezpieczeń właściwych.
Mikrokomputer będzie spełniał następujące funkcje w układzie:
- sprawdzenie zabezpieczeń z "obwodu bezpieczeństwa" (27 zabezpieczeń), - sprawdzenie zabezpieczeń hamulca (l5 zabezpieczeń),
- obliczenie na podstawie pomiarów wartości obciążenia klatki na poziomie wyładowczym i( załadowczym,
- określenie wartości i kierunku momentu wstępnego dla układu regulacji, - sterowanie prędkością Jazdy przy przestawianiu pięter klatki i wydoby
ciu urobku,
- blokowanie i odblokowywanie regulatorów w układzie regulacji napędu, - ciągła kontrola prędkości Jazdy w czasie cyklu i dojazdu. Wysyłanie
sygnału do “obwodu bezpieczeństwa" lub sygnalizacja, - sterowanie pracą układu hamulcowego.
Na rysunku 1 przedstawiono poglądowo sygnały wysyłane przez mikrokom
puter do układu regulacji i układu hamowanis oraz sygnały, jakie komputer pobiera z układu mechanicznego i układu regulacji. Układ mechaniczny na
leży wyposażyć w presduktorowe czujniki nacisku pod szynami przy dojaź
dzie i wyjaździe z klatki na poziomie załadowczym^i wyładowczym. Ponadto w układzie napędowym należy zainstalować przetwornik obrotowo-impulsowy do pomiaru drogi klatek w szybie oraz dostosować wszystkie sygnały z układów zabezpieczeń do poziomu wymaganego przez układy wejściowe kompu
tera. Przesyłanie rozkazów i pobieranie informacji przez mikrokomputer odbywałoby się poprzez kanał przemysłowy, wyposażony w układy wejść - wyjść analogowych. Większość sygnałów doprowadzonych do komputera to syg
nały dwustanowe. Jedynie ciężar wozów z urobkiem, prędkość jazdy i prze
byta droga podawane są sygnałami analogowymi. Ze względu na występujące na terenie kopalni silne zskłócania przemysłowe wszystkie informacje po
winny być przesyłane jako sygnały prądowe, a ze względu na bezpieczeń
stwo, należy zapewniać izolację galwaniczną np. przy użyciu optoizolato- rów.
Perspektywy zastosowania mikrokomputera. 131
O bw ody __
zabazpioczań J i b loka d l -
Fw "
Z a m k n ie w w rót szybow ych
Ł qc zn ik i rrtcnawrowa _
M I K R O K O M P U T E R
►Mi
- V z
- V < O b w ó d sygnalizacji - V > O b w ó d bazpiaczaristw a
•> U k fa d regulacji - O d h a m o w a n i*
- Vd Poczqtak dojazdu
~ Z a h a m o w a n ia
|
1 1
| ] gf f | f jJ | | i | i i i £ 1 « -
£
1 S o lRys. 1. Sygnały wysyłane 1 pobierane przez mikrokomputer z układu napędo
wego 1 układu hamulcowego
Część sygnałów wysyłanych z komputera powinna załączać urządzenia wy
konawcze, wymagany Jest więc sygnał prądowy na poziomie ok. 1,5 A w sta
nie logicznym 1. Zwiększy to również odporność sygnału na zakłócenia. Dla wszystkich sygnałów zmiennych wystarczy informacja 8-bitowa.
3. PRZYKŁADOWY ALGORYTM STEROWANIA
Poniżej przedstawiono rozwiązanie algorytmu sterowania dla maszyny wy
ciągowej urządzenia klatkowego o następujących parametrach:
głębokość wydobycia - 525 m ilość pięter w klatce - 4 wysokość piętra w klatce - 2,2 m średnica koła pędnego - 3,4 m prędkość Jazdy ustalona - 15 m/s przyspieszenie i opóźnienie - 1 m/s 2 hamulce tarczowe - ZUT "Zgoda”
układ sterowania hamulcem - ZUT "Zgoda" i "Bosch" AG.
Napęd silnikiem prądu stałego zasilanym z przekształtnika tyrystorowego.
Układ regulacji wg BPG zrealizowany w systemie "iantar B".
W celu sprawdzenia działania algorytmu bez konieczności współpracy z układem napędowym posłużono się uproszczonym modelem cyfrowym układu na
pędowego i regulacji maszyny wyciągowej, w którym zastąpiono go układem inercyjnym pierwszego rzędu o stałej czasowej 0,5 s. Można przyjąć inny, bardziej złożony model układu regulacji. Jednak w tym przypadku celem artykułu Jest przedstawienie algorytmu sterowania maszyną, więc tak pros-
-ł!2____________ A. Wolski
sO' o CD
£* cX N
rV8> Schaaatblokowo-logiczny układustarowania
Perspektywy zastosowania mikrokomputera. 133
ty model może być przyjęty. Na rys. 2 Drzedstawiono schemat blokowo-lo- glczny układu sterowania, a na zestawieniu 1 1 2 wykaz zabezpieczeń i blokad, które sę kontrolowane w czasie pracy maszyny.
Schemat blokowo-loglczny pokazuje wzajemne powięzania poszczególnych bloków sterowania oraz zależności. Jakie muszę być spełnione w celu otrzymania konkretnych sygnałów dla układu regulacji i układu sterowania hamulcem. Algorytm rozpoczyna się sprawdzaniem zabezpieczeń i blokad ukła
du napędowego, a następnie po stwierdzeniu dojazdu klatki do poziomu i stanu pełnego zahamowania maszyny sygnalizuje gotowość do rozładunku oier- wszego piętra klatki. Na podstawie pomiaru ciężaru wozów załadowywanych i wyładowywanych z klatki na poziomie załadowczym i wyładowczym oraz in
formacji o ciężarze wydobytego urobku, przechowywanej w pamięci, określo
na zostaje wartość momentu wstępnego dla układu regulacji. Informacja o określeniu momentu wstępnego trafia również do licznika zliczsjęcego od 1 do 4, który decyduje, czy odbędzie się przestawienie pięter klatki, czy wydobycie urobku. Po zakończeniu załadunku i zamknięciu wrót szybowych zostaje podany sygnał startu. Powoduje on odblokowanie regulatorów w ukła
dzie regulacji, rozpoczęcie cyklu odhamowania maszyny 1 z chwilę zluzowa
nia szczęk siłowników podanie na układ regulacji zadanej wartości pręd
kości. Prędkość ta dla rozruchu i hamowania jest określona zależnościę V2 - VQ + V2aS, przy czym dla przestawiania pięter klatki przyjęto trój- kętny wykres prędkości, a dla wydobycia trapezowy. Układ realizuje zadany diagram jazdy, a z chwilę oslęgnięcla prędkości dojazdu następuje podanie impulsu do układu sterowania hamulcem. Powoduje to obniżenie ciśnienia w układzie hydraulicznym 1 przysunięcie szczęk siłowników do tarcz hamulco
wych. Gdy prędkość maszyny zmniejszy się do zera, następi pełne zahamowa
nie maszyny, a równocześnie zostanie wysłany sygnał blokujęcy regulatory w układzie regulacji oraz będzie sygnalizowana gotowość do rozładunku.
Algorytm powyższy posłużył do opracowania programu w języku BASIC dla mi
krokomputera "Sinclair Z x 81". Program składa się z programu głównego oraz dwóch podprogramów. Pierwszy z nich służy do sprawdzania zabezpie
czeń i blokad układu napędowego, drugi sprawdza zabezpieczenia i steruje pracę układu hamowarMe. W rzeczywistym rozwięzaniu podprogram sprawdza
nia zabezpieczeń byłby wykonywany pomiędzy każdę iterację obliczania prędkości zadanej. Podprogram sprawdzania zabezpieczeń hamulca byłby wy
konywany od chwili oslęgnięcla punktu rozpoczęcia hamowania również po
między każdę iterację. Program ten służy jedynie do prezentacji możliwoś
ci zastosowania mikrokomputera do sterowania pracę maszyny wycięgowej, przy realizacji praktycznej musi być zmodyfikowany. Podejmowane decyzje mikrokomputer wyświetla na ekranie monitora poprzedzone myślnikiem, a in
formacje, które mikrokomputer otrzymuje z układu napędowego i czujników pomiarowych wprowadzane sę z klawiatury w postaci konkretnej wartości lub instrukcję "INKEY". W programie przyjęto różne wartości prędkości poczęt- kowej VQ oraz czasu iteracji. Dla wydobycia VQ « 0,2 m/s, a czas lte- *
134 A. Wolski
5 REli " M A S Z Y N A "
10 L E T A = łO 3 0 L E T B = 0 S 5 G O S U B 1 0 0 0 3 0 L E T 1 = 0
4 0 P R I N T " K L R T K R N R P O Z I O M I E "
S 0 P R I N T |;POMIRR F Z 1 , F Z 2 6 0 I N P U T Z 1
7 0 I N P U T Z 2 8 0 L E T B = B + Z 1 - Z 2
„ „ 9 P.„P R I N T ' C I E Z R R U R O B K U W K L R T C E N R P O Z I O M I E Z A Ł A D O W C Z Y M U Y N O S I ; B ; " T "
1 0 0 P R I N T " P O M I R R F U l . F U R 1 1 0 I N P U T U 1
1 2 0 I N P U T u a 1 3 0 L E T R =R + W 1 —W 2
1 4 0 P R I N T " C I E Z R R U R O B K U U K L R T C E N R P O Z I O M I E U Y L A D O W C Z Y M U Y N O S I t R t ' T "
1 5 0 L E T M = ( B - R ) * 1 . 7 1 6 0 IF M < 0 T H E N G O T O 1 9 0 1 7 0 P R I N T " P O D N O S Z E N I E C I E Z R R U
tM O M E N T U S T E P N Y M = " ; M ; " T M "
1 8 0 G O T O 2 0 0
1 9 0 P R I N T " O P U S Z C Z A N I E C I E Z R R U ,M O M E N T U S T E P N Y M = " ; M ; " T M "
2 0 O L E T 1 = 1 + 1
2 1 8 IF I <4 T H E N G O T O 2 3 0 2 2 0 IF 1 = 4 T H E N G O T O 5 S 0 2 3 0 P R I N T " W R O T A Z R M K N I E T E ? 2 4 0 I F I N K E Y * < > " T " T H E N G O T O 2 4 0
2 5 0 I F I N K E Y * = " T ” T H E N G O T O 2 8 5 2 S S P R I N T ---
£ 6 0 P R I N T P I E T E R
2 7 0 P R I N T O R Y
2 6 0 P R I N T
T R K '
S T R R T - P R Z E S T A W I A N I E - O D B L O K U J R E G U L R T - Z W O L N I J H A M U L C E
^ 9 0 P R I N T " S I Ł O W N I K I Z W O L N I O N E '300 IF INKEY*<> " T " T H E N G O T O 3 0 9
3 1 0 3 1 5 3 3 0 3 3 0 34.»
3 5 0 3 6 0 3 7 0 3 6 0 35*0 410 420 430 440 445 4 50 4.55 460 550 560 O
570 575 530 K U
590 U N I O 610 620 630 640 650
IF I N K E Y $ s"T** T H E N G O T O 3 1 S P R I N T " T R K "
L E T S = 0 L E T U O = .1
IF S > 1 . 1 T H E N G O T O 4-30 L E T U = U O + S Q R C2*SJ L E T 5 = 5 + U * . 1 P L O T © , 9 * U P L O T 1 1 * 5 , 0
P R I N T R T 14,0; " 0 . 1 # fUR P L O T 1 0 * 3 , 8 * U
G O T O 3 4 0
IF 2 . 2 - 5 < =0 T H E N G O T O 4 S 5 L E T U = S Q R ( 2 * ( 2 . 2 - 3 ) ) IF U = 0 . 5 T H E N G O S U B 1 2 B G G O T O 3 6 0
P R I N T " 5 (M) G O T O 4 0
P R I N T " U R O T R Z R H K N I E T E ? IF I N K E Y $ < >" T" T H E N G O T O S B IF I N K E Y % a "T " T H E N G O T O S 7 S P R I N T " T R K "
P R I N T " S T R R T - W Y D O B Y Ć J f f U R O B
6 6 0 IF U <15 T H E N G O T O 6 9 0 6 7 0 L E T J = J + 1
6 8 0 L E T U = 1 S
g 6 9 0 L E T U R = U * ( 1 - E X P l-fl-S+J)y.
7 0 0 L E T S = S + ( U R # . S ł 7 1 0 P L O T 0 . 1 . 1 ł UR 7 2 0 P L O T 0 . 1 * S , 0
7 3 0 P R I N T R T 1 2 , 0 ; "U R<MyS.»"
7 4 0 P L O T . 1 * S , U R 7 5 0 G O T O 8 4 0
7 6 0 IF 5 2 5 - S < = 0 T H E N G O T O 8 0 0 7 7 0 L E T U = S G R ( 2 * < 5 2 5 - S ł >
7 7 S IF U = 0 . S T H E N G O S U B 1 2 0 0 7 9 0 L E T J = 0
7 9 0 G O T O 6 9 0 8 0 0 P R I N T "S <M) "
8 1 0 G O T O 4 0
1 0 0 0 P R I N T “ S P R R U D Z R N I E O B W O D O M Z A B E Z P I E C Z E Ń I B L O K A D "
1 0 0 5 F O R J = 1 T O 2 7
è ! I S z Ê 5! Ê T " ; S ? " 7 Î ? D 2 i n L R L O Z R B E Z
1 0 2 0 I N P U T R *
1 0 2 5 IF R * = " T " T H E N G O T O 1 0 B P Ï E R * = " N " T H E N G O T O 1 0 4 0 3 2 9 2 N " t h e n g o t o 1020 1 0 4 0 P R I N T " N I E "
1 0 5 0 N E X T J 1 0 5 5 R E T U R N 1 0 6 0 P R I N T " T R K "
' ^ r . " .
- - - _J- S T E R O W A N I E H A M U L C E M "
U P R A W N I E N I E S T E R O W A Ń - O D B L O K O W A N E "
- Z A L A C Z Z U H "
- S P R A W D Z E N I E Z R B
- O D B L O K U J R E G . , Z W O P R I N T "
H A M U L C E "
L E T J =0 L E T 5 = 0 L E T U O = . 2
IF S > = 4 1 2 . 5 T H E N G O T O 7 8 » L E T U = U O + S O R (2*S)
1070 P R I N T 1 0 8 0 -S T O P 1 2 0 0 P R I N T 1 2 1 0 P R I N T IR H A M U L C E M 1 2 2 0 P R I N T 1 2 3 0 P R I N T
E Z P I E C Z E N H R M U L C R 1 2 3 5 G O S U B 1 4 0 0
1 2 4 0 P R I N T " S I Ł O W N I K I P R Z Y T R R C Z Y ? * f
1 2 5 0 IF I N K E Y # < > " T " T H E N G O T O 1 2 S0
1 2 6 » IF I N K E Y * = " T " T H E N G O T O 1 2 7 1 2 7 » P R I N T " T R K "
1 2 8 0 P R I N T " - U Y L R C - Z R C "
3222 P S 3 ? T " - W Y L R C Z Z U M "
3 2 9 2 £ RIKE - z R L R c z z n o r c- 1 3 1 0 P R I N T " C I Ś N I E N I E P = 0 7 ":
1 3 2 0 IF I N K E Y *< > " T " T H E N G O T O 1 3 20
1 3 3 0 IF I N K E Y $ = " T " T H E N G O T O 1 3 4 1 3 4 0 P R I N T " T R K "
3 3 5 0 P R I N T " - W Y L R C Z P O M P E "
I 1 3 5 5 P R I N T " P R Ę D K O Ś Ć M A S Z Y N Y = 0 ? 1 3 6 © ' I F I N K E Y *<> "T " T H E N G O T O 1 3 6 0
1 3 6 3 I F I N K E Y * = " T " T H E N G O T O 1 3 6 1 3 6 6 P R I N T " T R K "
1 3 7 0 P R I N T - - Z R L R C Z P H "
1 3 8 0 P R I N T " M R S Z Y N R Z A H A M O W A N A"
! 1 3 9 0 G O T O 4 5 0 1 4 0 0 F O R K = 1 T O I S
: ^iizl5ïëT " l ^ ^ ? D Z I , , , - f , L O
ZRBEZ
1 1 4 2 0 I N P U T B *
¡ 1 4 3 0 I F B * = " T " T H E N G O T O 1 4 8 » 3 Í Í 2 ÎF e * = " N " T H E N G O T O 1 4 6 0 1 4 5 0 IF B * 0 ”N " T H E N G O T O 1 4 2 © 1 4 6 0 P R I N T " N I E "
1 4 7 0 N E X T K 1 4 7 5 R E T U R N 1 4 0 0 P R I N T " T A 1.490 P R I N T ---
1 5 0 0 S T O P
Rys. 3. Wydruk decyzji 1 sygnałów wysyłanych przez mikrokomputer
Perspektywy zastosowanie mikrokomputera. 135
K L R T K R N O P O Z I O M I E P O M I R R F Z i , F Z a
w s b m t i ^ o z i o m
C I E Z R R U R O B K U W K L R T C E N R P O Z I O M IE W Y L R D O W C Z Y M U Y N O S I ? V 5 T P N Y S M - ? 8 N | f u CIeZf,RU 'H O M E N T W S T E U R O T R Z R M K N I E T E ? T R K
5 T H R T - P R Z E 5 T R U I R N I E P I E T E R - O D B L O K U J R E G U L R T O R Y - Z U O L N I J H R H U L C E
& I L O U N I K I Z W O L N I O N E T T R K 0 . H :'UR(H.-51 )
t
I__________ i f M >
KLR'iKR H»< r-Ti" 7 H M T F P O M I R R F21.Fr.?
C I E Z n P U R O B K U U K L R T C E IE Z R L R D O U C Z Y M W Y N O S I P O M I O R FIJl.FUa
C I E Z n n U R O B K U U K L R T C E IE LPYLRtnOL.ZYM W Y N O S I P O D N O S Z E N I E C I F Z R R U .M O M E N T P N Y tt=O.STM
W R O T R ZRMt U I E T E 7 T R K S T R R T - P P Z E S T R I . I I R N I E P I E T E R
- O D B L O K U J R E G U L R T O R Y - Z U O L N I J M R M U L C E
S I Ł O W N I K I Z W O L N I O N E T T R K 0 . 1 « iyp(M.-5l 1
N R P O Z I O M 7.5T N R P O Z I O M
T
N R PO"
lOT I O M
J
'KL " 7 K R " t ™ "T u z I O M IE P O M I R R r z i . r z a
C I E Z R R U R O B K U U K L R T C E IE ¿ R L R C W C Z Y M W Y N O S I P O M I R R F U 1 , F U 2
C I E Z R R U R O B K U U K L R T C E IE W Y L R D O U C Z Y M W Y N O S I
P O D N O S Z E N I E C I E Z R R U ,M O M E N T W S T Ł P N Y M = 1 7 T M
U R O T R Z R M K N I E T E f T R K S T R R T - I J Y D O B Y C T E U R O B K U
. - O D B L O K U J R E G , Z U O L N I J HFl.lULCE R I M / S l
NR
OT PO ¿1IOM
Rys. 4. Wydruk decyzji i sygnałów wysyłanych przez mikrokomputer
racji » 0,5 e, dla przeetawiania pięter V0 * 0,1 m/8, a czas itera
cji Tj = 0,1 a. Zróżnicowanie czasów iteracji pozwala zmieścić wykresy jazdy na ekranie monitora. W rozwięzaniu rzeczywistym czas iteracji byłby Jeden. = 0,1 a. Listing programu oraz przykładowy wydruk dla cyklu pracy przedstawiono na rys. 3 i 4.
Przyjęto następujęce oznaczenia dla zmiennych:
V - prędkość zadana, VR - prędkość rzeczywista, S - droga,
FZ1 - ciężar wozu załadowywanego na poziomie załadowczym.
A. wolski
F?2 - ciężar wozu wyładowywanego na poziomie załadowczym, podobnie FW1 i FW2 na poziomie wyładowczym,
M - moment wstępny.
4. MOŻLIWOŚCI PRAKTYCZNE3 REALIZAC3I UKcADU
Obecny stan rozwoju elektroniki w Polsce w pełni pozwala na praktyczna realizację omówionego wyZej systemu sterowania maszynę wycięgowę. W chwi
li obecnej Jest w produkcji pełny zestaw układów scalonych dla potrzeb uniwersalnego 8-bltowego mikroprocesora. Począwszy od jednostki central
nej (MCY7880) do oamięci EPROM 8 x 2 K (MCY7716). Możliwe Jest więc roz- ooczęcie prac konstrukcyjnych majęce na celu opracowanie specjalizowaneoo układu realizującego proces sterowania maszynę wycięgowę. Wymaga to jed
nak znacznych nakładów na prace badawcze, konstrukcyjne itp. Innę możli
wość realizacji daje wykorzystanie gotowego mikrokomputera produkowanego seryjnie. IV 1983 roku na rysunku krajowym pojawił się stosunkowo tani (160.000 zł) krajowy mikrokomputer osobisty MERITUM-1 produkowany przez Zakłady Urzędzeń Komputerowych MERA-EIZAB. Mikrokomputer umieszczony jest w obudowie typowej klawiatury ¿typ UUERTY) i ma konstrukcje Jednopłytow;
□ wymiarach 1 złęczu zgodnym ze standardem mechaniki CAMAC. Posiada on również zegar czasu rzeczywistego, dwustanowe linie WE/WY, obwody komuni
kacji z klawiaturę, obwody sterowania monitorem ekranowym oraz iterfejsy:
szeregowy i równoległy umożliwiajęcy oodłęczenie dowolnego tyou drukarki, w najbliższym czasie pojawię się na rynku następne podzespoły w stancar- dzie mechaniki CAMAC, a mianowicie: uniwersalna karta WE/WY sygnałów cy
frowych (l6 sygnałów WE/WY) oraz karta WE sygnałów analogowych (8 wejsc’
współpracujęce z kartę mikrokomputera za pośrednictwem magistrali systemu CAMAC poprzez tylne złęcza bezpośrednie. Wykorzystanie tych podzespołów i typowej kasety CAMAC daje w pełni autonomiczny układ sterownika prze
mysłowego pozwąlajęcy na praktycznę realizację układu sterowania maszyną wycięgowę bez długotrwałych prac konstrukcyjnych i dużych nakładów finan
sowych. Rozwlęzanle to umożliwia, po zdobyciu doświadczeń eksploatacyj
nych, dalsze rozszerzenie funkcji mikrokomputera poprzez zwiększenie ilości kart WE/WY. Ze względu na konieczność zachowania trwałego oprogra
mowania (konieczność natychmiastowego startu po załęczeniu napięcia zasi
lania lub przyciśnięciu przycisku zerowania) program musi być zapisany w pamięci typu EPROM. 3est to możliwe Jedynie przy programowaniu w Języku wewnętrznym mikrokomputera.
Perspektywy zastosowania mlkrokomputera. 137
5. WNIOSKI
Zastosowanie mikrokomputera do sterowania maszyn? wyciągową pozwoli na realizację w pełni automatycznego układu sterowania dla maszyn wyciągo
wych klatkowych. Równocześnie będzie można zmniejszyć liczbę przekaźników w układzie sterowania, co spowoduje zmniejszenie ilości połączeń oraz ga
barytów. Układy scalone VLSI cechuje współczynnik niezawodności 2
,
= 10~7-— 8
10 . czym znacznie przewyższaj? układy przekaźnikowe. Wzrośnie więc nie
zawodność układów sterowania i zmniejsz? się koszty konserwacji. Dodatko
we zalet? mikrokomputerowego układu sterowania Jest łatwość zmiany pro
gramu, a rozwiązanie sterowania w funkcji drogi umożliwia automatyzację przy prowadzeniu wydobycia z kilku poziomów. Wprowadzenie mikrokomputero
wego układu sterowania powinno odbywać się etapami. Poczętkowo zainstalo
wanie mikrokomputera i połączenie go z układem Jedynie poprzez układy wejściowe, a dyspozycje powinny być wyświetlane na monitorze, następnie wykorzystanie sygnałów z komputera do sterowania prędkości?, dopiero póź
niej do sterowania hamulcem.
Zwiększenie niezawodności, automatyzacje ruchu przy dużej dokładności, duża uniwersalność rozwiązania pozwoli na lepsze wykorzystanie maszyny wyciągowej.
138 A. Wolski
Z e s t a w i a n i a 1
W y k a z z a b e z p i e c z e ń l b l o k a d w u k ł a d z i e n a p ę d o w y m k o n t r o l o w a n y c h p r z e z m i k r o k o m p u t e r
1. K o n t r o l a p r ę d k o ś c i w i e c z n e j 2. K o n t r o l a z w i s u l i n y w y r ó w n a w c z e j 3. K o n t r o l a p r a w i d ł o w o ś c i k i e r u n k u J a z d y 4. K o n t r o l a r e g u l a t o r a J a z d y
5. K o n t r o l a p r a c y p r z e k s z t a ł t n i k ó w g ł ó w n y c h 6. K o n t r o l a p r a c y p r z e k s z t a ł t n i k ó w w z b u d z a n i a 7. K o n t r o l a p r a c y t r a n s f o r m a t o r ó w g ł ó w n y c h 8. K o n t r o l a p r a c y t r a n s f o r m a t o r ó w w z b u d z a n i a
9. K o n t r o l a s y m e t r i i f a z owej p r z e k s z t a ł t n i k a w z b u d z a n i a 10. K o n t r o l a s y m e t r i i f a z owej p r z e k s z t a ł t n i k ó w g ł ó w n y c h
11. Z a b e z p i e c z e n i e od p r z e p i ę ć ł ę c z e n l o w y c h t y r y s t o r ó w w z b u d z e n i a
12. Z a b e z p i e c z e n i e o d s k u t k ó w z w a r ć w e w n ę t r z n y c h i z e w n ę t r z n y c h w p r z e k s z t a ł t n i k u w o b w o d z i e w z b u d z e n i a
13. K o n t r o l a n l e r ó w n o m l e r n o ś c l r o z p ł y w u p r ę d u p r z e k s z t a ł t n i k ó w g ł ó w n y c h 14. K o n t r o l a w e n t y l a c j i s z a f y p r z e k s z t a ł t n i k ó w g ł ó w n y c h
15. Z a b e z p i e c z e n i e o d p r z e p i ę ć ł ę c z e n l o w y c h t y r y s t o r ó w g ł ó w n y c h
16. Z a b a z p i s c z e n l s o d s k u t k ó w z w a r ć w e w n ę t r z n y c h i z e w n ę t r z n y c h w p r z e k s z t a ł t n i k a c h o b w o d u g ł ó w n e g o
17. K o n t r o l a n a p i ę c i a z a s i l a n i a s z a f y r e g u l a t o r ó w 18. K o n t r o l a n a p i ę c i a z a s i l a n i a a z a f y s t e r o w n i k ó w 19. K o n t r o l a n a p i ę c i a z a s i l a n i a 2 4 V p r ę d u s t a ł e g o 20. K o n t r o l a n a p i ę c i a z a s i l a n i a 12 V p r ę d u s t a ł e g o 21. K o n t r o l a o d p a d a n i a ł ę c z n l k ó w m a g n e t y c z n y c h 22. K o n t r o l a z a d z i a ł a n i a ł ę c z n l k ó w m a g n e t y c z n y c h 23. K o n t r o l a t e m p e r a t u r y ł o ł y s k m a s z y n y
24. K o n t r o l a c i ś n i e n i a o l e j u - w a r t o ś ć m i n i m a l n a 25. K o n t r o l a m a k s y m a l n e j p r ę d k o ś v i V x » 1 , 1 4 n 26. P r z e j e c h a n i e p o z i o m ó w k r a ń c o w y c h o 0 , 6 m 27. P r z e j e c h a n i a p o z i o m ó w k r a ń c o w y c h o 1 m.
Perspektywy zastosowania mikrokomputera. 139
Zestawienie 2
Wykaz zabezpieczeń i blokad w układzie sterowania i zabezpieczeń hamulca kontrolowanych przez mikrokomputer
1. Kontrola ciśnienia w układzie hamowania bezpieczeństwa 2. Kontrola pracy zaworów bezpieczeństwa
3. Kontrola załączenia bezpieczników układu zasilania hamulca 4. Kontrola zahamowania
5. Kontrola odhamowania
6. Kontrola obwodu sterowania regulatora ciśnienia RC 7. Kontrola wyłączników ciśnieniowych stanu zahamowania 8. Kontrola napięcia zasilania układu hamowania
9. Kontrola zaworu wstępnego hamowania 2WH 10. Kontrola zaworu pełnego hamowania ZPH 11. Kontrola szczeliny
12. Kontrola zużycia maksymalnego wykładzin 13. Kontrola temperatury oleju
14. Kontrola poziomu oleju w zbiorniku 15. Kontrola filtrów oleju.
Recenzent: Doc. dr inż. Tadeusz ZMYSŁOWSKI
Wpłynęło do Redakcji w październiku 1984 r.
IIEPCnEKTHBH nPHMEHEHHH MHKPOKOMnbiOTEPA AJIH ynPABJIEHHH KJIETbEBHM nOIb&IOM
P e 3 *3 m e
B p a ó o T e o r o B o p e H h i b o 3m o x h o c t h H c n o j i b a o B a H H H M H K p o K o u n b i o T e p a hjih y n p a B J i e - h h h KJieTbeBboi n o n b e M o u . IIpHBefleHa Ó z o H H a a c x e u a t peajiH3y p y i o n a H n p o n e e c y n p a B J i e H H H , K o i o p a a c o c t o h t H 3 n p e f l o x p a H H T e z b H o r o h ÓjijóKHpyronero K O H T y p a h y c i p o f t c T B t npefloxpaHHieJia i o p M 0 3 a , H 3M e p e H H H nojie3 H o r o r p y 3 a 3a naioąero C K O p O C T b , y n p a B J i e H H H npHBO f l O M H y C T p o i ł C T B O M T O p M O K e H H H .
JIjih, T a K H M o 6 p a 3 0 M, p a 3 p a 6 o T a H H o 8 c x e u n ,ąaH ajiro p n i M y n p a B J i e H H H a t a K * e n p o r p a u M a b E e a c H K e . Ha o t o m o c H O B a H n e a B i p o M n a e i c a a H a z H 3 b o 3 mo)khocth n p H M e H e H H H M H K p O K O M H b l O T e p a B npOMbDUJieHHOa C H O T e M e y H H T b I B a H H a f l e * H O C T b , jiyHKiiHOHaJibHocTb, a a i p a m , o Ó c j i y s H B a H H e h np .
140 A. Wolski
THE PERSPECTIVES OF USING A MICROCOMPUTER
FOR CONTROLLING THE WINDING MACHINE OF A CAGE HOIST
S u m m a r y
The possibility of using a microcomputer for operating the winding ma
chine of a cage hoist has been considered in the paper. A block diagram realizing the operating process has been given, which includes the safety and blocking circuit and the following systems: brake protections, measu
ring of the useful load, determining the speed, controlling the drive and brake system. The controll algorithm and program in Basic language heve been given for a computer in the elaborated scheme which would permit checking of the obtained solution. On such basis, the author has analyzed the possibility of using it in an industrial system, taking into conside
ration its reliability, functionality, costs, maintenance etc.
