PLC在矿井提升机变频调速中的应用毕业论文(含开题报告和中期答辩)

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【毕业设计】基于PLC的矿井提升机变频调速系统设计

【毕业设计】基于PLC的矿井提升机变频调速系统设计
of frequency converter and PLCand the system software and hardware design.
Including the detection modulecontrol moduleprotect moduledisplay module and
Shaft Hoist on The Basis of PLC Control
ABSTRACT
The traditional shaft hoist control system is always controlled by the
relay-contactor. The system has many disadvanges such as bad reliabilitycomplicated
采用该控制系统使提升机工作可靠使用方便同时具有动态显示的功能
节能效果明显。
关键词矿井提升机Байду номын сангаасPLC变频调速 洛阳理工学院毕业设计论文
II The Freouency Conversion Use on The Speed Adjustment of
IV 4.2 变频器的抗干扰及其防止 ................................................. 36 结 论 .............................................................................................. 37 谢 辞 ................................................................................................ 39 参考文献 .......................................................................................... 40 附 录 .............................................................................................. 41 外文资料翻译 .................................................................................. 42 洛阳理工学院毕业设计论文

试析PLC控制在矿井提升机变频调速系统应用

试析PLC控制在矿井提升机变频调速系统应用
PLC-FP2型(日本生产)。其控制单元有CPU与I / O。其中,前者能够实现普通功能,也能够完成PID处理功能。而对于后者来说,其在每一个板上的位置非常灵活,同时还能够在编程工具上分配I / O。
PLC的功能包括以下几方面:第一,实现主令操作,对总体系统进行控制,传输各种类型的指令到调节系统。第二,全程智能化控制罐笼,确保其准确平层。第三,实现罐笼运行速度的准S形曲线。第四,监控提升机的工作状态,及时诊断故障,并做出相应的保护。
2.5位置检测电路
这一个部分主要是为了对提升机所处位置进行确定。就轴脉冲编码器而言,其输出行程是1cm / rad的脉冲,共1024个。通过正、反向转动发出的脉冲总数目来求解所处位置。
图1位置检测硬件电路图
由74HC74D触发器输出的方向信号Q,Q珚与
A珚相、B珔相与非后送入高速输入口。当右旋的时候,则会有Q = 0,Q珚= 1,轴脉冲信号是1,处于恒定状态,但是ZMCA信号与B珔相位处于反向状态,B珔的增加将造成信号的输入发生中断,从而使得RAM单元提高1。当左旋的时候,Q = 1,Q珚= 0,轴脉冲信号是1,处于恒定状态,ZNCB与A珚相位两者反向移动,A珚的增加将造成高速输入发生中断问题,从而使得RAM单元提高1。图1c、f为我们展示了ZMCA与ZNCB波形。在这里,我们假定右旋指代提升机下放,这样计数值大于零;假定左旋用来指代上升,这样计数值则小于零,这样下来,利用两组数值的代数和则能够求解获得其所处的具体位置。
3PLC控制程序
具体流程我们通过下图2来进行描述。在这里,该程序主要功能是实现方式选择、自检、保护与控制调速系统等诸多方面。
图2 PLC控制流程图
4结束语
综上所述,本文在提升机之中引入PLC变频控制系统,既使得控制功能有所增加,又改善了性能,妥善处理了ห้องสมุดไป่ตู้护、测速等诸多问题,并且还能够和过去的系统实现非常紧密的衔接,使得系统的生产效率与综合性能明显改善,从而为煤矿提升机顺利工作创造了有利条件。

基于PLC控制的变频调速系统在矿井提升机中的应用_毕业设计 精品

基于PLC控制的变频调速系统在矿井提升机中的应用_毕业设计 精品

平顶山工业职业技术学院成人教育学院毕业设计(论文)任务书姓名张熙专业机电一体化任务下达日期 2011 年 2 月 26 日设计(论文)开始日期 2011 年 2 月 26 日设计(论文)完成日期 2011 年 5 月 29 日设计(论文)题目:基于PLC控制的变频调速系统在矿井提升机中的应用A.编制设计B.设计专题(毕业论文)指导教师庞元俊董德铭系(部)主任年月日平顶山工业职业技术学院毕业设计(论文)评语第页毕业设计(论文)及答辩评语:平顶山工业职业技术学院毕业设计(论文)答辩委员会记录系专业,学生于年月日进行了毕业设计(论文)答辩。

设计(论文)题目:基于PLC控制的变频调速系统在矿井提升机中的应用专题(论文)题目: 指导老师: 庞元俊董德铭答辩委员会根据学生提交的毕业设计(论文)材料,根据学生答辩情况,经答辩委员会讨论评定,给予学生毕业设计(论文)成绩为。

答辩委员会人,出席人答辩委员会主任(签字):答辩委员会副主任(签字):答辩委员会委员:,,,,,,,目录目录 (1)摘要.. (3)前言 (4)第一章十一矿新副井提升绞车电控系统概况 (8)1.1十一矿新副井绞车电控系统简介 (8)1.2十一矿新副井原来转子切电阻调速电动机运行方式 (8)1.3十一矿新副井绞车原来使用拖动系统系统框图及功能 (9)第二章双馈变频调速系统技术方案 (11)2.1 变频技术简介 (11)2.2 变频调速的基本原理 (15)2.3 双馈调速系统结构图和运行原理 (19)2.4 电平双PWM变换器 (21)2.5 全控双馈调速系统构成 (22)2.6 双馈调速系统运行方式 (23)2.7 矢量控制全控双馈调速方案 (24)2.8 全控双馈调节系统结构 (25)2.9 多PLC网络控制系统 (27)第三章操作台及外部设备的作用 (31)3.1操作台 (31)3.2 上位机监视部分 (32)3.3 外部传感器的安装与作用 (33)第四章两种方案比较 (34)总结 (37)参考文献 (39)致谢 (40)基于PLC控制的变频调速系统在矿井提升机中的应用摘要目前我国矿井提升机中的大多交流异步电机拖动系统,采用的电气控制系统采用转子串、切电阻调速,由继电器一接触器构成逻辑控制装置。

PLC与变频器在矿井提升机调速系统中的应用

PLC与变频器在矿井提升机调速系统中的应用

PLC与变频器在矿井提升机调速系统中的应用目前我国矿井提升机中的主要系统,通常选用的是电器控制系统,用转子串电阻调节速度,并由继电器和接触器组成的一种控制装置。

一般的提升机转子串电阻调速电控系统具有很多的缺点,例如在控制上不够简单、明了;应用时可靠性较差;调节速度的效果较低等。

鉴于以上种种因素,通过选择PLC和变频器并把两者组合到一起的控制措施,能够很好的对原来电控系统进行一定的改善,从而增强电控系统的整体效果,并对其安全性和可靠性,以及控制能力和速度调节上做出明显改善。

标签:提升机;电控系统;PLC;变频器引言提升机属于大型的提升机械设备,通常使用较为广泛的是矿井提升机,它所发挥的效果是连接地面和井下输送的枢纽。

因为它自身作用的关系,又被称作是矿井的“咽喉”,所以必须要确保提升机在井道内的安全性能,避免在井道中突发意外事故,给工作人员带来一定的危害,耽误工作正常运行。

传统的矿井提升机控制系统大多都是选用继电器和接触器组成的控制系统,但是,由于该控制系统有很多不完善的地方,使用性能和維护性能都比较差,所以导致了其很难跟上现今矿业发展的前进脚步。

综上所述,这种传统的继电器控制系统会逐渐地消失,而新式的PLC与变频器控制系统将会成为新的发展方向。

文章从安全、可靠、高效、经济等几个方面为主要出发点进行改革。

据统计,我国现在所使用的矿井提升机大多数是选择那种传统的交流电控制系统[1]。

该电控系统在起动和调速换挡时电流的冲击力过大,属于有级调速,且调速的平滑性较差,速度低时机械特性绵软,静差率较大,而且容易发生机械故障,节能效果低。

为了改善传统交流绕线式转子异步电动机串电阻调速系统上的不足[2],通过PLC和变频器合二为一的控制措施针对传统电控系统实行完善处理,使提升电动机较为广泛区域中的无极平滑调速得到了很好的改善,并且在机器运行时可以结合电动机的实际使用状况,来确保电动机一直正常有序的进行运转,而且这样的控制系统还非常适用于环境较为恶劣的工作场地,还具有相当优良的节能省电性能。

PLC控制煤矿矿井提升机

PLC控制煤矿矿井提升机

摘要煤矿矿井提升机是煤矿的重要设备,随着计算机PLC和液压技术的不断进步,采用先进的控制技术和液压比例加载技术来改造传统矿山行业的传统控制系统,从而使矿井提升机的控制性、安全性、防冲击能力得到很大发的改善,其控制系统和液压比例加载系统的技术性能和可靠性能直接影响煤矿的安全生产。

本设计重点对矿井提升机液压站系统和比例溢流阀应用上进行了重点研究。

电液比例控制系统与可编程控制器PLC相结合,压力传感器将采集的信号经处理后送入PLC中对信号进行处理从而发出控制信号,控制信号经放大控制器处理后作用在比例溢流阀上,控制比例电磁铁作用,控制液压源到液压缸的流量在液压缸中产生不同的压力从而达到控制盘闸制动器的目的。

关键词:提升机,电液比例,PIDAbstractMine hoist is the important equipment in coal mine, with the development of computer PLC and hydraulic technology, the traditional control system to transform the traditional mining industry to adopt the control technology and hydraulic proportional loading technology advanced, so that the mine safety machine anti impact ability obtained the very big development improvement, its technical performance control system and hydraulic proportional loading system and reliable performance directly affects the safety in production of coal mine. This paper adopts PLC technology to control the electro-hydraulic loading system. The PLC programmable controller so that it can be compared to the traditional mine safety system greatly improve the electro-hydraulic proportional loading system, running more stable and accurate. The reconstructed system can meet the stringent requirements of the mine production, but relatively little investment, high cost performance, has a strong practical value.Keywords: hoister ,electro-hydraulic,proportional PID目录第一章绪论 (5)1.1 课题研究意义 (5)第二章电液比例控制系统与PLC概述 (9)2.1电液比例控制系统 (9)2.2 PLC的简介 (10)第三章矿井提升机制动系统及其液压站设计 (14)3.1 盘闸制动器的工作原理 (14)3.2 制动过程分析研究 (15)3.3 性能参数的确定 (19)3.4 盘式制动系统的液压站 (20)第四章基于PLC的电液比例控制系统 (24)4.1 比例控制放大器 (25)4.2比例液压系统设计 (29)4.3 基于PLC的电控系统设计 (31)4.4建模与分析 (33)第五章电气控制要求 (41)5.1 I/O地址分配 (41)5.2 S7--200程序设计梯形图 (46)参考文献 (54)致谢词 (54)附录-外文文献及翻译 (56)前言矿井提升机是矿山生产的至关重要的大型设备,对矿井的生产和安全起着非常重要的作用,有着重要的国民经济意义。

基于PLC的矿井提升机变频调速控制系统设计论文

基于PLC的矿井提升机变频调速控制系统设计论文

基于PLC的矿井提升机变频调速控制系统设计摘要本文针对提升机控制系统中存在的上述问题,把可编程序控制器和变频器应用于提升机控制系统上,并在可行性方面进行了较深入的研究。

根据提升机的运行特点,控制系统采用工控机监控提升机变频调速系统, PLC控制系统、变频调速系统等组成。

为了提高系统的可靠性,对提升机各种物理量与控制单元进行控制监控。

提升机的动态监测由工控机或触摸屏和组态软件组成。

用户在组态环境中完成动画设计、设备连接、编写控制流程和工程所需要的信息报表以与结果打印等。

主控系统采用PLC系统,硬件简洁、软件灵活性强、调试方便、维护量小,配合一些专用电子模块组成的提升机控制设备,可供控制高压带动动力制动或低频制动等。

同时能检测各电机故障现象并送往上位机显示。

减少了传统继电器接触式控制系统的中间环节,减少了硬件和控制线,极大提高了系统的稳定性,可靠性。

关键词:矿用提升机;变频调速;矢量控制;可编程控制器The Freouency Conversion Use on The Speed Adjustment of Shaft Hoist on The Basis of PLC ControlABSTRACTElevator Control System In this paper, the above problems exist in the PLC and frequency converter used in elevator control system, and for a more in-depth feasibility study. According to the operation of hoist features, the control system IPC VVVF elevator control system, PLC control systems, frequency control system components. In order to improve system reliability, and various physical quantities on the elevator control unit to control monitoring. Dynamic monitoring of elevator or the touch screen by IPC and configuration software. User environment, complete the animation in the configuration design, equipment connections, control flow and project preparation of the required information statements, and the results of printing. Master control system uses PLC systems, hardware simplicity, the software flexibility and easy commissioning and maintenance of small, specialized electronic modules with a number of the elevator control equipment, drive dynamic braking for control of high pressure or low-frequency braking. While the motor symptoms can be detected and sent to the host computer display. Relay contact to reduce the traditional control system of the intermediate links, reducing hardware and control lines, which greatly improves system stability and reliability.KEY WORDS::Shaft hoist;Frequency conversion;Vector control;PLC目录前言1第1章绪论21.1课题概述21.2国外矿井提升机的发展状况21.2.1国外矿井提升机的现状21.2.2国提升机的现状与发展趋向51.3 本文容与研究的意义71.3.1研究容71.3.2 研究意义8第2章矿井提升机调速系统的设计92.1 矿井提升机对控制系统的要求92.2 提升机调速控制系统方案设计112.2.1 控制单元基本原理112.2.2 调速装置132.2.3 主控系统设计15第3章变频调速系统的设计183.1变频调速的发展与在提升机系统中的应用183.2 变频调速基本原理203.3 变频器的选择213.3.1变频器的选型213.3.2 变频器容量的选择223.3.3 变频器主电路设计与参数设定23第4章PLC在提升机变频控制系统中的应用264.1 PLC概述264.2 本系统中PLC的选型与特点274.3 PLC控制系统设计274.3.1 PLC的I/O分配274.3.2 PLC接线图33第5章PLC控制程序设计345.1 PLC软件概述与提升机PLC控制要求345.2 程序设计355.3系统抗干扰措施40结论42辞43参考文献44附录46外文资料翻译47前言在煤炭生产中提升机担负着提升煤炭、岩石、下放材料、升降人员和设备的任务,是联系井上与井下的唯一途径,素有矿井“咽喉”之称。

PLC控制技术在矿井提升机变频调速系统应用

PLC控制技术在矿井提升机变频调速系统应用

PLC控制技术在矿井提升机变频调速系统应用发布时间:2022-09-22T09:09:21.337Z 来源:《中国科技信息》2022年10期5月作者:董连增[导读] 在社会快速发展的带动下,科学技术的发展取得了巨大的成绩,从而有效的推动了PLC技术水平的显著提升。

董连增开滦能源化工股份有限公司范各庄矿业分公司,河北唐山 063000摘要:在社会快速发展的带动下,科学技术的发展取得了巨大的成绩,从而有效的推动了PLC技术水平的显著提升。

就以往的矿井提升机的使用情况来说,一般都是借助继电器-接触器来完成控制,并且会借助电动机转子回路中的串接与电阻进行融合来完成系统的控制。

这类控制系统在实践运用中的稳定性相对较差,并且实际操作较为复杂,经常会出现故障的情况。

在电气化控制技术稳步发展的形势下,人们对于安全生产提出了更高的要求。

将PLC控制技术在矿井提升机变频调速系统中加以良好的运用,在提升整个系统的运行效果方面具有重要的作用。

关键词:矿井提升机;变频控制;PLC;应用引言:矿井提升机在采矿生产中的作用是非常重要的,以往斜井提升积极通常都是选择运用的交流接触器一晶闸管控制电阻投切的交流绕线式电动机调速系统,因为在实践中交流接触器操作十分的频繁,所以接触头经常会出现氧化的情况,极易导致设备故障问题的发生。

并且利用浆液启动大部分矿区的进线变压器容量相对较小,输出电压相对较低,所以就会导致工频时不能保证正常开机。

利用串电阻的调速系统其最为突出的特征就是有极调速,控制能力相对较差,并且极易导致提升机在降速和爬行的过程中停机位置出现误差的情况,转子外电路中所安设的电阻会形成较大的功耗,节能性能较差,中高速运行过程中会产生较大的振动,安全性较差。

通过上述分析我们发现,以往老旧模式的矿井提升机在速度调控、节能以及运行安全性方面都存在诸多的问题。

为了切实从根本上对传统提升机的实际问题加以解决,这篇文章主要针对PLG控制技术在矿井提升机变频调速系统中的实践运用展开全面细致的分析研究,希望能够对我国矿井生产领域的发展有所帮助。

PLC在矿井提升机变频调速中的应用毕业论文(含开题报告和中期答辩)

PLC在矿井提升机变频调速中的应用毕业论文(含开题报告和中期答辩)

本科毕业设计(论文)PLC在矿井提升机变频调速中的应用2011年6月本科毕业设计(论文)PLC在矿井提升机变频调速中的应用摘要摘要矿井提升机是矿山最重要的设备,肩负着矿石、物料、人员等的运输责任。

传统的矿井提升机控制系统主要采用继电器-接触器进行控制,这类提升机通常在电动机转子回路中串接附加电阻进行启动和调速。

这种控制系统存在可靠性差、操作复杂、故障率高、电能浪费大、效率低等缺点。

针对这种情况采用PLC与变频器相结合的控制方案对原有电控系统进行改造,提高整个电控系统安全可靠性、控制精度及调速性能。

因此,对矿井提升机控制系统进行研究具有现实意义,也是国内外相关行业专家学者的一个热门研究课题。

本文把可编程序控制器和变频器应用于提升机控制系统上,并在可行性方面进行了较深入的研究。

事实表明,采用该控制系统,使提升机工作可靠,使用方便,同时具有动态显示的功能,节能效果明显。

关键词:矿井提升机;变频调速;矢量控制;PLC;AbstractThe shaft hoist is the foremost equipment of mines,it is widely used to transport the materials,staff and equipment. The traditional shaft hoist control system is always controlled by the relay-contactor,and adopts the methods of connect series additional resistant in rotors winding loop to start and adjust speed. The system has many disadvantages such as bad reliability,complicated operation,high fault rate,large energy –wasting and low efficiency.According to this kind of condition, we adopt PLC and Transducer to reform for original control system, so as to raise the safety, reliability, speed regulation performance of the whole electric controlled system. So, carrying on the research on the shaft hoist control system has realistic meanings,and it is a subject for research by relevant experts and scholars,both at home and abroad.To these questions existing in the shaft hoist contro1 system,the paper applied PLC(Programmable Logic Controller)and frequency converter to the system, and carried on deeper research in feasibility. The fact indicates,adopting control system,the shaft hoist works reliably,easy to use,energy-saving well,and have dynamical shown function.Keywords:Shaft hoist;Frequency conversion;Vector control;PLC目录摘要 (I)Abstract ................................................................................................................ I I 第1章绪论.. (1)1.1课题概述 (1)1.2课题来源 (1)1.3国内外提升机研究状况 (2)1.4本文内容及研究意义 (5)1.4.1研究内容 (5)1.4.2研究意义 (6)第2章提升机的工况分析 (9)2.1提升系统简介 (9)2.2提升机电动机运行方式 (9)2.3提升机的速度图和力图 (10)2.3.1提升机的速度图 (10)2.3.2力图 (11)2.4矿井提升机对电气控制系统的要求 (12)本章小结 (15)第3章可编程控制器简介 (17)3.1PLC的基本特点 (17)3.2PLC的基本结构 (19)3.3PLC的工作原理 (20)3.4PLC的分类 (21)3.5PLC编程 (23)3.5.1PLC执行用户程序的过程 (23)3.5.2梯形图的表示 (24)3.5.3梯形图的编程规则 (25)本章小结 (25)第4章:矢量控制变频调速 (27)4.1变频调速的发展及在提升机系统中的应用 (27)4.2变频调速基本原理 (29)4.3变频调速控制方式分类 (32)4.4变频器按中间直流环节方式分类 (33)4.5变频调速技术的发展现状 (34)本章小结 (35)第5章总体设计方案 (37)5.1系统控制要求 (37)5.2选择机型 (37)5.3控制系统的I/0点 (38)5.4系统控制结构 (38)5.4.1系统主电路图 (38)5.4.2系统控制电路图 (39)5.4.3系统外围接线图 (39)5.5设计步骤 (39)5.6系统流程框图 (40)5.7硬件部分设计 (41)5.7.1输出规格 (41)5.7.2标度变换 (41)5.7.3变频器参数设置表 (41)5.8软件部分设计 (42)5.9实验及结果 (43)5.9.1实验过程 (43)5.9.2实验现象 (43)5.9.3实验结果 (44)本章小结 (44)结论 (45)参考文献 (47)致谢 (49)附录 (51)第1章绪论第1章绪论1.1 课题概述矿井提升机是机、电、液一体化的大型机械[1],广泛用于煤炭、有色金属、黑色金属、非金属、化工等矿山的竖井、斜井,是生产运输的主要工具。

谈PLC在矿井提升机控制系统中的应用

谈PLC在矿井提升机控制系统中的应用

谈PLC在矿井提升机控制系统中的应用【摘要】矿井提升机是矿山的重要设备,其控制系统的技术性能和可靠性直接影响矿山的生产安全。

老式的矿井提升控制系统线路复杂,调速精度低,可靠性低,故障率高,而基于PLC技术的矿井提升系统具有系统安全性高,运行更加平稳、准确,可以适应不同矿山生产的苛刻要求。

性价比很高,具有很强的实用性。

本文对PLC的工作原理、系统功能、运作模式和优点进行了介绍。

【关键词】PLC技术;煤矿;提升系统1 前言我国矿井提升机90%以上是采用单机容量在1000kW以下传统的交流异步电机拖动,采用转子串、切电阻调速,由继电器-接触器构成逻辑控制装置。

由于触点较多,且切换电阻实现调速时使速度变化不平滑和不平稳,由于惯性的作用,在运行时就会使人感觉不舒服。

用PLC把原来由继电器控制的调速系统改造为PLC控制的系统,从而使调速系统的性能得到改善。

2 PLC工作原理PLC控制系统的控制回路采用先进的PLC取代原有的继电器逻辑控制系统。

PLC作为工业计算机,具有独特的微处理功能,通过采集外部的信号进行逻辑判断后,传输给各个不同的执行元件,实现对提升机的自动控制功能。

其方框图如图1所示。

PLC控制工作原理图PLC控制系统除了具有原电控系统的所有功能外,还具有以下主要功能:(1)后备保护功能;(2)减速阶段的多种曲线自动设定及执行功能;(3)速度、提升次数、深度直观显示功能;(4)声光故障报警功能。

3 PLC的系统功能PLC用于机器的自动控制,具有体积小、功耗低、速度快、可靠性高、抗干扰性强等特点。

同时具有灵活性和可扩展性。

要改变生产过程只需改变程序即可,非常方便,这是继电器控制电路无法相比的。

PLC已成为工业控制领域中最主要的自动化装置,它代表了当前电控技术的先进水平。

根据矿井提升机控制系统的要求,PLC应具有以下功能:(1)按照操作工艺要求及系统状态,实现主令操作控制的软接线网络和各水平操作台之间的信息传递、操作连锁,产生给全数字调速系统命令(起P停、设定速度、运行种类、运行方向、故障复位及闸系统、安全保护等指令)。

基于PLC的矿井提升机变频调速系统毕业设计论文

基于PLC的矿井提升机变频调速系统毕业设计论文

毕业设计论文基于PLC的矿井提升机变频调速系统设计摘要本设计在原有的继电器—接触器电控系统的基础上,对提升机的电控系统进行了改进,改用PLC控制,与传统的继电器—接触器电控系统相比,调速时的能耗大大降低,运行效率也有很大的提高,而且减少了维修的成本。

如果需要改变系统的装置,可以直接在计算机上相应的梯形图进行修改,不像传统的电控系统,需要改变很多继电器,接触器的接线,这在无形之中就节省了大量的劳动力和时间,进而提高了劳动生产率。

在矿井提升机控制系统研究中,采用变频器和可编程控制器相结合的方法,在使用过程中实现了变频调速,换向等功能,使运行更加平稳可靠。

适应范围广,节能效果更加明显。

通过对已改造的提升机设备进行调研以及相关文献的阅读可以看出PLC控制的变频调速提升机有明显的社会效益和经济效益。

关键词:矿井提升机,变频调速,PLCMine Hoist Frequency Control System Design Based On PLCABSTRACTThis design in the original relays-contactor control system based on, on the basis of hoist electric control system is improved, and switch to PLC control, and the traditional relays-contact device than the electric control system, the energy consumption greatly reduced speed, efficiency also have greatly increased, and to reduce the maintenance cost. If need to change the system of the device, can be directly in computer on corresponding ladder diagram modified, unlike traditional electric control system, need to change a lot of relays, contact device wiring, this in the void will save a lot of labor and time, and improve the labor productivity.In the mine elevator control system study, based on frequency and programmable is combined with the method, in use process realized the frequency control, reversing, and other functions, make run more stable and reliable. The range is wide, the energy conservation effect more apparent. Through the reform of the hoist equipment has investigation and related literature reading can see the PLC control variable frequency speed regulation hoist has obvious social benefits and economic benefits.KEY WORDS: mine hoist,Variable frequency speed regulation,PLC目录前言 (1)1.1课题概述 (1)1.2国内外矿井提升机研究现状与发展趋势 (1)1.2.1 国外矿井提升机的现状 (1)1.2.2 国内提升机的现状与发展趋向 (3)1.3 本文研究意义 (4)第1章矿井提升机 (1)1.1科技名词定义 (1)1.2矿井提升机的组成 (2)1.3矿井提升机的分类 (2)1.4提升机电动机运行方式 (3)1.5提升机的受力情况 (5)第2章PLC简介 (6)2.1 PLC的基本概念 (6)2.1.1 PLC的基本结构 (6)2.1.2 PLC的基本特点 (7)2.2 PLC的选型 (9)2.3 PLC的工作原理 (10)2.4 PLC的外围接线及各部分细节 (12)2.5 PLC的编程语言 (12)2.6 梯形图的编程规则 (13)第3章变频器简介 (14)3.1 变频调速技术的发展现状 (14)3.2 变频调速的概述 (14)3.3 变频器的基本结构 (15)3.4 变频调速原理 (15)3.5 变频器的工作原理 (16)3.6 变频器的参数设置 (16)3.7 变频调速主电路设计 (17)3.8 变频器在调速系统中的优点 (18)3.9 变频器MM420的控制面板 (19)第4章总体设计方案 (20)4.1 系统流程框图 (20)4.2 硬件部分设计 (21)4.2.1 系统主电路图 (21)4.2.2 PLC与变频器的外围接线图 (21)4.2.3 系统控制电路图 (22)4.2.4 控制系统外部接线图 (23)4.2.5 模拟输出信号规格图 (24)4.3 控制系统要求 (25)4.4 控制系统总体设计 (25)4.5 系统软件编程 (26)4.5.1 系统的软件设计 (26)4.5.2 梯形图 (28)第5章调试过程及结果 (31)5.1 调试过程 (31)5.2 调试结果 (31)结论 (32)谢辞 (33)参考文献 (1)外文资料翻译 (36)中文资料翻译 (38)前言1.1课题概述矿井提升机是机、电、液一体化的大型机械,广泛用于煤炭、有色金属、黑色金属、非金属、化工等矿山的竖井、斜井,是生产运输的主要工具。

浅析PLC—高压变频器在煤矿提升机上的应用

浅析PLC—高压变频器在煤矿提升机上的应用

浅析PLC—高压变频器在煤矿提升机上的应用针对交流提升机串电阻调速电控完成PLC改造后存在的缺点,通过改造方案的对比,提出了利用原有PLC引进高压变频器的技术改造方案,结果表明改造后运行平稳可靠、精度高、节能效果明显,缩短了提升时间,取得了良好的效益。

标签:PLC高压变频器;提升机;电控系统引言矿井提升机是矿井开采中的重要设备,矿井提升机的安全和可靠运转不仅关系着矿井的生产,而且还涉及到矿井职工的生命安全,特别是电控系统在很大程度上制约着矿井的安全生产,因此使提升机的电控系统的安全设计成为矿井工程技术人员重点研究的重要课题[1]。

对于矿井提升机的电控系统改造来讲,不仅要利用好原有的设备,还要将原有设备和新设备密切地配合来保证系统的可靠性。

目前,我国矿井提升机普遍采用的是电机转子回路串电阻调速系统,通过逐级切断串入的电阻,来达到分级调速的目的。

这种调速方法属于功率消耗型调速系统,耗电量较大;而且这种调速系统的控制性能不够理想,还会给电网造成很大的谐波影响。

提升机调速系统进行改造是必然趋势,由于变频调速的调速特性很好,过渡过程非常平稳,而且节能效果明显。

因此,将变频调速技术、可编程控制器(PLC)技术应用到提升机电控系统当中,是提升机安全稳定运行的可靠保障。

1 矿井提升机的概况1.1 概述西马煤矿副井绞车在上世纪1985年8月安装,绞车型号:JKM-2.8/4(Ⅱ),洛阳矿山机械厂生产。

电机型号YR630-12/1430,哈尔滨电机厂生产。

在2004年电控系统进行了技术改进,电控设备采用了天津民益公司生产的TKM-D2-PC2电控系统,采用了PLC-SCR编码启动电控系统取代了原来的继电器-接触器电控系统;用KDG可控硅低频装置代替了原来的KZC动力制动系统。

电控系统采用SIEMENS的S7-300型PLC作为控制主元件,S7-200型PLC作为后备保护,实现了双线保护。

转子切换采用了SLR编码控制技术,用无触点的可控硅交流开关切换转子电阻,将启动级数增加至20级。

PLC在矿山提升机控制系统中的应用

PLC在矿山提升机控制系统中的应用

PLC在矿山提升机控制系统中的应用摘要】随着科学技术的发展,PLC技术已被广泛应用于各个领域。

矿山矿井提升机控制系统应用PLC技术对于提升矿山提升机控制系统的工作效率和生产安全有重要作用。

简述了PLC技术在矿山提升机控制系统中的控制原理,结合以往的工作经验对PLC技术在矿山提升机控制系统进行了应用设计,基于PLC技术的矿山提升机控制系统大大提高了矿山的生产效率。

【关键词】PLC技术;矿山机电控制;引用探究一、前言随着矿山开采深度的增加,开采的难度相较于以前来说难度等级有所提高。

矿山提升机在矿山开采作业中发挥着重要作用,是不可取代的设备之一,其工作效率与质量直接影响了矿山开采的效率与安全度。

因此,将当代呈飞速进步趋势的PLC技术运用于矿山提升机控制有着重要意义。

由于我国科学技术的发展迅猛飞速,因此矿山业对矿山机电设备的性能要求也越来越高,PLC技术的应用完全符合行业发展需求,为矿山机电设备高效率、高质量地进行生产工作提供了坚实的技术基础,伴随着传统继电器被PLC一一取代,我国矿山业的经济效益也进一步得到提高,为我国社会经济发展作出了巨大贡献。

二、PLC技术简述PLC技术本质上属于微型计算机,具备自动化控制功能,能够完成工业领域控制系统的微处理操作,并且对所收集的外部信息信号进行逻辑区分判断,给相应元件传输信号并执行对应行为。

随着我国科技的不断创新进步,工业控制行业运用PLC的条件也越来越充足。

PLC技术运用于矿山机电设备控制系统为我国矿山业提供了重要的竞争意义,其优势不仅仅是对状态设定与运行速度的自动设定,还有对一些必要信息的收集与分析处理的功能,例如对提升总次数、深度、速度等信息。

当提升机异常运行时,控制系统也会对操作端发出警报与光声提示。

基于PLC技术的矿山提升机控制系统的电气控制原理如图1所示。

从图1中可以看出,矿山提升机凭借先进的PLC技术能够实现独特的微处理功能,通过采集外部信号作出逻辑判断,进而对各个原件发出对应指令,从而实现矿山提升机的自动化控制。

基于PLC控制的变频调速毕业设计论文

基于PLC控制的变频调速毕业设计论文

第一章绪论1.1 课题来源国内提升机电控绝大多数还是转子回路串电阻分段控制的交流绕线式电机继电器接触器系统,设备陈旧、技术落后。

而且这种控制方式存在着很多的问题: l)转子回路串接电阻,消耗电能,造成能源浪费。

2)电阻分级切换,为有级调速,设备运行不平稳,容易引起电气及机械冲击。

3)继电器、接触器频繁动作,电弧烧蚀触点,影响接触器使用寿命,维修成本较高。

4)交流绕线异步电动机的滑环存在接触不良问题,容易引起设备事故。

5)电动机依靠转子电阻获得的低速,其运行特性较软。

6)提升容器通过给定的减速点时,由于负载的不同,而将得到不同的减速度,不能达到稳定的低速爬行,最后导致停车位置不准,不能正常装卸载。

上述问题使提升机运行的可靠性和安全性不能得到有效的保障。

因此,需研制更加安全可靠的控制系统,使提升机运行的可靠性和安全性得到提高。

在提升机控制系统中应用计算机控制技术和变频调速技术,对原有提升机控制系统进行升级换代。

就计算机技术在工业现场应用情况而言,可编程控制器(PLC)是目前作为工业控制最理想的机型,它是采用计算机技术、按照事先编好并储存在计算机内部一段程序来完成设备的操作控制。

采用PLC控制,硬件简洁、软件灵活性强、调试方便、维护量小,PLC技术己经广泛应用于各种提升机控制,配合一些提升机专用电子模块组成的提升机控制设备,可供控制高压带动力制动或低频制动,单、双机拖动等。

操作、监控和安全保护系统选用可编程控制器。

主控计算机应用软件能完成提升机自动、半自动、手动、检修、低速爬行等各种运动方式的控制要求。

本设计将在PLC电控系统的基础上配合变频调速装置,运用现在先进的矢量控制技术,不但适合提升机运行工艺的要求,还将解决整套提升机系统的电力拖动方面的一系列问题。

1.2 国内外提升及研究状况近三十年来,国外提升机机械部分和电气部分都得到了飞速的发展,而且两者相互促进,相互提高。

起初的提升机是电动机通过减速器传动卷筒的系统,后来出现了直流慢速电动机和直流电动机悬臂安装直接传动的提升机。

PLC控制及变频调速在矿用提升机系统中的应用

PLC控制及变频调速在矿用提升机系统中的应用

PLC控制及变频调速在矿用提升机系统中的应用发布时间:2022-06-22T03:39:52.536Z 来源:《中国科技信息》2022年2月第4期作者:刘华金[导读] 采用变频调速系统可以克服传统提升机串电阻调速系统存在的诸多缺点刘华金广西桂林市全州县人民医院广西桂林 541500 [摘要] 采用变频调速系统可以克服传统提升机串电阻调速系统存在的诸多缺点,本文以PLC控制变频器为例对该系统作了全面介绍。

[关键词] 矿用提升机、PLC控制、矢量控制型变频器、能量回馈、调速系统一、概述交—直—交变频调速系统已在泵类、风机类负载上得到广泛应用,并且正在大面积推广。

但大多数矿用提升机还在沿用传统的线绕式异步电动机,用转子串电阻的方法调速。

这种系统属于有级调速,低速转矩小,转差功率大,启动电流和换档电流冲击大,中高速运行振动大,制动不安全不可靠,对再生能量处理不力,斜井提升机运行中调速不连续,容易掉道,故障率高。

矿用生产是24小时连续作业,即使短时间的停机维修也会给生产带来很大损失,矿用提升机的技术改造要求迫在眉睫。

因为采用绕线电机转子串电阻的方式进行调速存在诸多缺点,举例如下:(1)、大量的电能消耗在转差电阻上,造成了严重的能源浪费,同时电阻器的安装需要占用很大的空间。

(2)、控制系统复杂,导致系统的故障率高,接触器、电阻器、绕线电机碳刷容易损坏,维护工作量很大,直接影响了生产效率。

(3)、低速和爬行阶段需要依靠制动闸皮摩擦滚筒实现速度控制,特别是在负载发生变化时,很难实现恒减速控制,导致调速不连续、速度控制性能较差。

(4)、启动和换档冲击电流大,造成了很大的机械冲击,导致电机的使用寿命大大降低,而且极容易出现“掉道”现象。

(5)、自动化程度不高,增加了开采成本,影响了产量。

(6)、低电压和低速段的启动力矩小,带负载能力差,无法实现恒转矩提升。

采用变频调速系统可以很好地克服上述缺点,本文以PLC控制变频器为例,详细介绍变频调速系统在矿用提升机上应用的可行系统方案。

PLC在矿井提升机变频调速控制系统中的应用

PLC在矿井提升机变频调速控制系统中的应用

PLC在矿井提升机变频调速控制系统中的应用【摘要】矿井提升机是矿山生产最重要的设备。

传统提升机转子串电阻调速电控系统存在诸多问题,如控制方式繁琐、可靠性低、调速性能差等。

针对这种情况采用PLC与变频器相结合的控制方案对原有电控系统进行改造,提高整个电控系统安全可靠性、控制精度及调速性能。

【关键词】提升机;电控系统;PLC;变频器;改造目前,我国绝大部分矿井提升机,采用传统的交流电控系统。

这种电控系统起动和调速换挡过程中电流冲击大;属于有级调速,调速的平滑性差;低速时机械特性较软,静差率较大;故障率高,节能效果差等。

为克服传统交流绕线转子异步电动机串电阻调速系统的缺点,采用PLC与变频器相结合的控制方案对传统电控系统进行改造,变频调速是通过改变定子供电频率,成功实现了提升电动机大范围的无级平滑调速,在运行过程中能随时根据电动机的负载情况,使电机始终处于最佳运行状态,能够满足提升机特殊工作环境的要求且有着明显的节电效果;采用PLC对提升系统进行保护和监控,使系统更加安全可靠。

变频调速系统将是提升机电控系统的发展方向。

1.总体设计基于PLC控制的大功率矿井提升机变频调速控制系统由动力装置、液压站、变频器、操作台和控制监视系统组成。

动力装置:包括主电机、减速器、卷筒、制动器和底座,完成人、物、料的运输任务。

主电机通过减速器向卷筒提供牵引所需的动力。

液压站:为提升机提供制动力,停车时先通过液压站给卷筒施加机械制动力,再取消直流制动力;提升机起动时,先对电机施加直流制动,再松开机械抱闸,防止溜车,以保证系统安全可靠地工作。

变频器:是动力站的能量供给单元,通过它可将输入工频电能转换成频率可调的电能提供给交流电动机,以达到控制交流电动机转速的目的。

操作台:操作台设置两个手柄,分别用于速度辅助给定及制动力给定。

它是整个矿井提升机运输系统的控制核心,通过它可以设定系统的工作方式和控制方式,可以发布系统的各种控制命令,以实现对提升机启动、加速、平稳运行、减速、停车以及紧急制动等各种控制功能。

基于PLC控制的变频调速在矿井提升机中的应用的开题报告

基于PLC控制的变频调速在矿井提升机中的应用的开题报告

基于PLC控制的变频调速在矿井提升机中的应用的开题报告一、题目背景矿井提升机是煤矿、金属矿山等地的重要设备之一,它的作用是将在井下采掘出来的矿石、煤炭等物质从井下运出。

随着现代工业的快速发展和自动化技术的飞速发展,矿井提升机逐渐从传统的机械式控制逐步向电气自动化控制方向发展,其中变频调速技术作为一种目前广泛应用的先进控制技术受到越来越多的关注和应用。

二、问题概述在矿井提升机中,由于运输材料的重量巨大,一旦控制不当会造成严重的事故,所以控制系统必须要稳定可靠,且能快速响应外部变化。

此外,为了更好的满足生产需求,矿井提升机还需要开展精确的载重计算,并实现对电机运行状态的监控和保护等功能。

三、研究目标与意义本研究旨在探究PLC控制的变频调速在矿井提升机中的应用,主要目标包括:研发适合矿井提升机运行特点的PLC控制方案,实现矿井提升机的变频调速控制及相关功能,提高矿井提升机的安全性、稳定性和运行效率。

该研究的意义主要体现在以下几个方面:1.提高了矿井提升机的智能化程度,更好地满足了生产需求。

2.减少了设备的损耗和维护成本,提高了设备的使用寿命。

3.为矿井提升机的可靠性和安全性保驾护航,降低了事故发生的概率和风险。

四、研究内容1.研发适合矿井提升机的PLC控制方案,并建立其控制系统框架。

2.选用合适的变频器,并对其进行参数配置及调试。

3.实现矿井提升机的载重计算和电机运行状态的监测与保护功能。

4.结合实际情况,优化控制算法和控制参数,提高矿井提升机的控制精度和稳定性。

五、研究方法本研究主要采用文献研究、实验论证和案例分析等方法。

通过对相关领域的文献资料的梳理和研究,掌握PLC控制和变频控制的原理和技术,了解矿井提升机的控制系统架构和传统控制方法。

基于矿井提升机的运行特点,设计PLC控制方案,并通过实验验证其性能,最终结合案例分析确定优化方案。

六、研究预期结果1.完成PLC控制方案的设计,并建立完整的控制系统框架。

矿井提升机电控系统的PLC改造开题报告终极版

矿井提升机电控系统的PLC改造开题报告终极版

矿井提升机电控系统的PLC改造开题报告终极版太原理工大学现代科技学院信息系本科毕业论文(设计)开题报告毕业设计(论文)题目矿井提升机电控系统的PLC改造学生姓名武静蕾导师姓名专业自动化报告日期班级08-2班指导教师意见签字年月日专业(教研室)主任意见年月日系主任意见年月日1.选题意义矿井提升机是煤矿,有色金属矿生产过程中的重要设备,提升机的安全,可靠,有效高速运行直接关系到企业的生产状况和经济效益,矿井提升系统具有环节多,控制复杂,运行速度快,惯性质量大,运行特性复杂的特点,且工作状况经常交替转换,虽然矿井提升系统本身有一些安全保护措施,但是由于现场使用环境条件恶劣,造成了各种机械零件和电气元件的功能失效,以及操作者的人为过失和对行程监测研究的局限性,是的现有保护未能达到预期的效果,只是提升系统的事故至今仍未能消除,一旦提升机的行程失去控制,没有按照给定速度曲线运行,就会发生提升机超速,过卷事故,造成楔形罐道萁斗的损坏,影响矿井正常生产,甚至造成重大人员伤亡,给煤矿生产带来极大的经济损失,所以提升机调速控制系统的研究一直是社会各界人士共同关注的一个重大课题,并且根据提升机的运行方式和煤矿企业的固有特点,国产矿井提升机电控制系统中应用plc也发展很快。

但从现场使用情况来看,目前,在国产煤矿提升机控制系统中,plc主要用于处理开关量,以替代老式提升机控制系统中众多的继电器、接触器、复杂的连线以及信号显示系统,而涉及到提升机安全运行的制动系统中的模拟量和自动调节过程,大多还是通过用半导体器件、运算放大器等可调闸和可控硅动力制动的普通电子模式来处理。

使用过程中经常会出现零点漂移、电子元件损坏,并且存在维修及重新调试难、可靠性差等缺点,因而使提升机电控系统的可靠性降低。

针对上述问题,深入研究用plc控制煤矿提升机控制系统是非常必要的。

2.国内外研究现状概述矿井提升机对安全性,可靠性和调速性能的特殊要求,是的提升机电控系统的技术水平在一定程度上代表一个厂或国家的传动控制技术水平,因此世界各大公司纷纷将成熟的技术应用于提升机电控系统,首先,我国矿井提升机电器控制系统的现状是,在煤矿生产中,矿井提升机起着非常重要的作用,它是矿山生产的效率及安全,又代表着矿井提升机发展的整体水平,目前我国机90%以上是采用单机容量在1000KW一下传统的交流异步电机拖动,采用转子串,且电阻调速,由继电器接触器构成逻辑控制装置,其中多半为电动机,发电机供电,采用晶闸管交流传动的只占一部分,传动交流拖动系统的显著特点是:调速性能差,调速时能量要大量消耗在电阻上,给定方式落后,控制精度低,安全保护和监测环节不完善,安全可靠性差,维护工作量大,而且运行不经济,由于异步电动机在低速运行时特性曲线软,在次同步状态下无法产生有效的制动力矩,因而难于准确的控制提升机的停车位置,目前多采取动力制动或低频拖动加制动的方式来完成减速,爬行和停车,目前在用的动力制动及低频电源大多数为采用模拟技术控制的晶闸管装置,仍存在调试困难,维护量大的问题,传统交流电控系统可靠性差的另一个原因是安全保护,闭锁及检测系统不完善,均为单线系统,且与控制系统想混联,多数公用一套线路,互相影响,1986年以来,针对制约提升安全的主要环节,陆续增设了深度指示器,自动减速,限速,等安全检测及后备保护功能,初步实现了对提升容器的定点位置检测及几项重要安全保护的双线制,使提升安全状况有所改善,在试试提升机电器控制系统技术改造时,即要有超前一步的意识紧盯国际先进水平,也要考虑我国国情,依靠自己的力量,加强与先进国家的合作,采取引进,消化吸收,合作生产,联合改造等多种形式,实现符合中国国情的煤矿提升机。

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本科毕业设计(论文)PLC在矿井提升机变频调速中的应用2011年6月本科毕业设计(论文)PLC在矿井提升机变频调速中的应用摘要摘要矿井提升机是矿山最重要的设备,肩负着矿石、物料、人员等的运输责任。

传统的矿井提升机控制系统主要采用继电器-接触器进行控制,这类提升机通常在电动机转子回路中串接附加电阻进行启动和调速。

这种控制系统存在可靠性差、操作复杂、故障率高、电能浪费大、效率低等缺点。

针对这种情况采用PLC与变频器相结合的控制方案对原有电控系统进行改造,提高整个电控系统安全可靠性、控制精度及调速性能。

因此,对矿井提升机控制系统进行研究具有现实意义,也是国内外相关行业专家学者的一个热门研究课题。

本文把可编程序控制器和变频器应用于提升机控制系统上,并在可行性方面进行了较深入的研究。

事实表明,采用该控制系统,使提升机工作可靠,使用方便,同时具有动态显示的功能,节能效果明显。

关键词:矿井提升机;变频调速;矢量控制;PLC;AbstractThe shaft hoist is the foremost equipment of mines,it is widely used to transport the materials,staff and equipment. The traditional shaft hoist control system is always controlled by the relay-contactor,and adopts the methods of connect series additional resistant in rotors winding loop to start and adjust speed. The system has many disadvantages such as bad reliability,complicated operation,high fault rate,large energy –wasting and low efficiency.According to this kind of condition, we adopt PLC and Transducer to reform for original control system, so as to raise the safety, reliability, speed regulation performance of the whole electric controlled system. So, carrying on the research on the shaft hoist control system has realistic meanings,and it is a subject for research by relevant experts and scholars,both at home and abroad.To these questions existing in the shaft hoist contro1 system,the paper applied PLC(Programmable Logic Controller)and frequency converter to the system, and carried on deeper research in feasibility. The fact indicates,adopting control system,the shaft hoist works reliably,easy to use,energy-saving well,and have dynamical shown function.Keywords:Shaft hoist;Frequency conversion;Vector control;PLC目录摘要 (I)Abstract ................................................................................................................ I I 第1章绪论.. (1)1.1课题概述 (1)1.2课题来源 (1)1.3国内外提升机研究状况 (2)1.4本文内容及研究意义 (5)1.4.1研究内容 (5)1.4.2研究意义 (6)第2章提升机的工况分析 (9)2.1提升系统简介 (9)2.2提升机电动机运行方式 (9)2.3提升机的速度图和力图 (10)2.3.1提升机的速度图 (10)2.3.2力图 (11)2.4矿井提升机对电气控制系统的要求 (12)本章小结 (15)第3章可编程控制器简介 (17)3.1PLC的基本特点 (17)3.2PLC的基本结构 (19)3.3PLC的工作原理 (20)3.4PLC的分类 (21)3.5PLC编程 (23)3.5.1PLC执行用户程序的过程 (23)3.5.2梯形图的表示 (24)3.5.3梯形图的编程规则 (25)本章小结 (25)第4章:矢量控制变频调速 (27)4.1变频调速的发展及在提升机系统中的应用 (27)4.2变频调速基本原理 (29)4.3变频调速控制方式分类 (32)4.4变频器按中间直流环节方式分类 (33)4.5变频调速技术的发展现状 (34)本章小结 (35)第5章总体设计方案 (37)5.1系统控制要求 (37)5.2选择机型 (37)5.3控制系统的I/0点 (38)5.4系统控制结构 (38)5.4.1系统主电路图 (38)5.4.2系统控制电路图 (39)5.4.3系统外围接线图 (39)5.5设计步骤 (39)5.6系统流程框图 (40)5.7硬件部分设计 (41)5.7.1输出规格 (41)5.7.2标度变换 (41)5.7.3变频器参数设置表 (41)5.8软件部分设计 (42)5.9实验及结果 (43)5.9.1实验过程 (43)5.9.2实验现象 (43)5.9.3实验结果 (44)本章小结 (44)结论 (45)参考文献 (47)致谢 (49)附录 (51)第1章绪论第1章绪论1.1 课题概述矿井提升机是机、电、液一体化的大型机械[1],广泛用于煤炭、有色金属、黑色金属、非金属、化工等矿山的竖井、斜井,是生产运输的主要工具。

在煤炭生产中提升机担负着提升煤炭、矸石、下放材料、升降人员和设备的任务,是联系井上与井下的唯一途径,素有矿井咽喉之称。

提升机的电力传动特性复杂,电动机频繁正反向,经常处于负荷运转和电动、制动不断地转换的状态中。

对应提升机来说运行的安全可靠是至关重要的,主井直接关系到矿山的生产效率,作为运送人员的副井,一旦发生故障往往造成机毁人亡。

提升机运行的安全可靠性不仅直接影响整个矿井的生产能力,影响整个矿山的经济效益,而且还涉及到井下工作人员的生命安全。

因此,研制并制造即安全可靠又节省能源的提升机是煤炭安全生产的一项重要课题。

1.2 课题来源国内提升机电控绝大多数还是转子回路串电阻分段控制的交流绕线式电机继电器-接触器系统,设备陈旧、技术落后。

而且这种控制方式存在着很多的问题:l)转子回路串接电阻,消耗电能,造成能源浪费。

2)电阻分级切换,为有级调速,设备运行不平稳,容易引起电气及机械冲击。

3)继电器、接触器频繁动作,电弧烧蚀触点,影响接触器使用寿命,维修成本较高。

4)交流绕线异步电动机的滑环存在接触不良问题,容易引起设备事故。

5)电动机依靠转子电阻获得的低速,其运行特性较软。

6)提升容器通过给定的减速点时,由于负载的不同,而得到不同的减速度,不能达到稳定的低速爬行,最后导致停车位置不准,不能正常装卸载。

上述问题使提升机运行的可靠性和安全性不能得到有效的保障。

因此,需研制更加安全可靠的控制系统,使提升机运行的可靠性和安全性得到提高。

在提升机控制系统中应用计算机控制技术和变频调速技术,对原有提升机控制系统进行升级换代。

就计算机技术在工业现场应用情况而言,可编程控制器(PLC)是目前作为工业控制最理想的机型,它是采用计算机技术、按照事先编好并储存在计算机内部的一段程序来完成设备的操作控制。

采用PLC控制,硬件简洁、软件灵活性强、调试方便、维护量小,PLC技术己经广泛应用于各种提升机控制,配合一些提升机专用电子模块组成的提升机控制设备,可供控制高压带动力制动或低频制动,单、双机拖动等。

操作、监控和安全保护系统选用可编程控制器。

主控计算机应用软件能完成提升机自动、半自动、手动、检修、低速爬行等各种运动方式的控制要求。

本设计将在PLC电控系统的基础上配合变频调速装置,运用现在先进的矢量控制技术,不但适合提升机运行工艺的要求,还将解决整套提升机系统的电力拖动方面的一系列问题。

1.3 国内外提升机研究状况近三十年来,国外提升机机械部分和电气部分都得到了飞速的发展,而且两者相互促进,相互提高。

起初的提升机是电动机通过减速器传动卷筒的系统,后来出现了直流慢速电动机和直流电动机悬臂安装直接传动的提升机。

上世纪七十年代西门子发明矢量控制的交一直一交变频原理后,标志着用同步电动机来代替直流电机实现调速的技术时代已经到来。

1981年第一台用同步机悬臂传动的提升机在德国Monopol矿问世,1988年由MAVGHH制造的机电一体的提升机(习惯称为内装电机式)在德国Romberg矿诞生了,这是世界上第一台机械和电气融合成一体的同步电机传动提升机。

在提升机机械和电气传动技术飞速发展的同时,电子技术和计算机技术的发展,使提升机的电气控制系统更是日新月异。

早在上世纪七十年代,国外就将可编程控制器(PLC)应用于提升机控制。

上世纪八十年代初,计算机又被用于提升机的监视和管理。

计算机和PLC的应用,使提升机自动化水平、安全、可靠性都达到了一个新的高度,并提供了新的、现代化的管理、监视手段。

特别要强调的是,此时期在国外著名的提升机制造公司,如西门子、ABB、第1章绪论ALSTHOM都利用新的技术和装备,开发或完善了提升机的安全保护和监控装置,使安全保护性能又有了新的提高。

就在国外科学技术突飞猛进发展的时候,我国提升机电控系统很长时间都处于落后的状况。

直到目前为止,我国正在服务的矿井提升机电控系统大多数还是转子回路串金属电阻的交流调速系统,设备陈旧、技术落后。

国产提升机安全性、可靠性差,在关键部位—上下两井口减速区段没有配套的有效的速度监视装置,就提升机控制技术而言,依然是陈旧的,和国外相比,我们存在很大的差距。

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