论文12矿井提升机电控系统原理设计

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矿井提升机电控系统设计方案研究

矿井提升机电控系统设计方案研究目前，矿井提升机操作人员对该机械的电控系统的要求逐渐提高。

良好的矿井提升机电控系统能够保证提升机的工作性能和保障相关工作人员的生命安全，在发生故障前及时预警并自行制动，避免或减少造成采矿设备损坏以及操作人员的伤亡，因此提高矿井提升机电控系统的安全稳定性能是一件迫在眉睫的事情。

本文通过对某矿区矿井提升机电控系统进行全新的设计，采用直流可逆调速系统控制提升机运行，取得了较好的实践效果。

1矿井情况本文研究对象选取某生产能力为380万t/年岩矿的矿山，该矿山的采矿工作采用竖井开拓方式，其中有一条主井作为矿区的主要运输通道，主井深250m，平均爬升速度为6m/s。

现采用主井提升设备，型号为JKMD3.5X4，为多绳落地提升设备，功率为2240kW。

工作时，电机转数设置为每分钟45r。

提升机在主井距地表123m处进行安装，其容量为两个矿用多绳箕斗。

现就该提升机的硬件条件来选择相应的电控系统设计方案。

2矿井提升机电控系统的方案分析我国矿井提升机的系统设计，可选用我国目前在技术较为成熟的直流可逆调速方法、交流变频调速方法。

需结合提升设备具体状况选择适合的方法处理，上述两种方法均能加强工作人员对矿井提升机系统的控制，提高矿井提升机的安全性和稳定性。

2.1直流可逆调速方法的分析。

直流可逆调速方法，能结合提升设备自身的功率，将直流调速磁场设置为恒定的状态，电枢换向方法分成6脉动和12脉动两种主回路。

为满足不同功率提升机的不同效率，并降低谐波危害的使用要求，功率小于500kW的提升机，建议选择6脉动方法处理，针对功率＞500kW提升设备来讲，可考虑使用12脉动方法，以便保证设备工作的效率和安全性。

结合本研究所选提升机的实际功率，在此处需要选择12脉动方案来对提升机电控系统进行设计。

2.2交流变频调速方案介绍。

在功率为600～2000kW 的交流电动机运行电控系统进行方案设计时，一般会通过高压变频器，以绕线式异步电动设备，做好设备的控制、调速工作。

矿井提升机控制系统设计

矿井提升机控制系统设计矿井提升机是矿山生产过程中的重要设备，其控制系统设计的优劣直接关系到生产安全和生产效率。

本文将介绍矿井提升机控制系统设计的相关关键技术，并探讨优化方法。

矿井提升机控制系统主要包括电气控制系统和液压控制系统。

电气控制系统主要负责运行监测和故障诊断，而液压控制系统则承担着载荷控制和速度控制等功能。

为了确保提升机的安全与稳定，控制系统需满足高精度、快速响应、可靠性高等要求。

在控制系统的设计过程中，通常采用多种控制算法，如PID控制、模糊控制、神经网络控制等。

PID控制简单易行，但对参数调整要求较高；模糊控制能够处理不确定性和非线性问题，但计算复杂度较高；神经网络控制能够自适应地处理复杂的非线性过程，但训练时间较长，且对数据要求较高。

针对不同控制算法的优缺点，我们可以采用混合控制策略，将多种控制方法结合起来，实现优势互补。

例如，可以将PID控制和模糊控制相结合，或者将模糊控制和神经网络控制相结合，以提高控制系统的性能。

在控制系统设计中，还应充分考虑实时监控和故障诊断功能。

通过在系统中加入传感器和监测模块，实现对提升机运行状态的实时监测，及时发现并处理潜在问题，以避免事故发生。

为了提高系统的可靠性，应选择高可靠性、高稳定性的硬件设备，并加强系统的抗干扰设计。

矿井提升机控制系统设计是矿山生产中的重要环节，其优劣直接关系到矿山的安全生产和生产效率。

在设计中，应充分考虑系统的实际情况和需求，选择合适的控制算法和硬件设备，并加强实时监控和故障诊断功能，以实现提升机的安全、稳定、高效运行。

同时，随着科技的不断发展，应积极引入新的技术手段，对控制系统进行持续优化和改进，以适应不断提升的生产需求。

未来的研究可以从以下几个方面展开：进一步研究矿井提升机控制系统的动态特性和鲁棒性，以提高系统的适应性和稳定性。

针对矿井提升机运行过程中的复杂环境和恶劣条件，研究更加可靠、高效的故障诊断方法。

结合人工智能和大数据技术，实现提升机控制系统的智能化和自适应化，提高生产效率。

煤矿立井提升机电气自动化控制系统应用研究

煤矿立井提升机电气自动化控制系统应用研究【摘要】煤矿立井提升机是煤矿中必不可少的设备，其安全可靠的工作对矿山生产至关重要。

本文通过分析煤矿立井提升机的工作原理，设计了电气自动化控制系统，并结合实际案例进行了应用分析，探讨了该系统的优势和局限性，并提出了改进方法。

结论部分对煤矿立井提升机电气自动化控制系统的未来发展方向进行展望，总结了研究工作的成果。

本文旨在为煤矿立井提升机电气自动化控制系统的优化提供参考，以提高煤矿安全生产水平，促进矿山的可持续发展。

【关键词】关键词：煤矿立井提升机、电气自动化控制系统、工作原理、设计、应用案例分析、优势、局限性、改进方法、未来发展方向、总结、展望。

1. 引言1.1 煤矿立井提升机电气自动化控制系统应用研究煤矿立井提升机是煤矿生产中必不可少的重要设备之一，它承担着矿井内煤炭和人员的运输任务。

随着科技的发展和现代化生产方式的推动，煤矿立井提升机的电气自动化控制系统应运而生，为提升机的运行和管理带来了许多便利和提升。

本研究旨在探讨煤矿立井提升机电气自动化控制系统的应用现状及其未来发展方向，从而提高煤矿生产的效率和安全性。

通过对煤矿立井提升机的工作原理进行深入分析，可以更好地理解提升机在煤矿生产中的重要作用和工作机制。

随后，本文将重点介绍煤矿立井提升机电气自动化控制系统的设计原理和关键技术，探讨其在提升机运行过程中的应用效果和优势。

结合实际案例对提升机电气自动化控制系统进行详细分析，评估其在煤矿生产中的实际应用情况。

我们还将对提升机电气自动化控制系统的优势和局限性进行深入探讨，探讨其存在的问题和改进方向。

最终，结合前述研究及实际情况，对煤矿立井提升机电气自动化控制系统的未来发展方向进行展望，为煤矿提升机的智能化和自动化提供参考和指导。

通过本研究，希望能为煤矿立井提升机的电气自动化控制系统应用提供有益的参考和借鉴。

2. 正文2.1 煤矿立井提升机的工作原理分析煤矿立井提升机是煤矿井下运输系统中的关键设备，其工作原理主要包括升降运转和安全保护两方面。

毕业设计---矿井提升机控制系统设计

内容摘要：矿井提升设备是矿井生产的主要设备之一，在矿井生产中占有主要的地位，是沟通井下生产与地面生产运输的纽带。

矿井提升设备是一套复杂的机械-电气机组。

所以，矿井提升设备是矿山生产中具有举足轻重作用的重大的大型设备。

本设计首先对提升机主要设备箕斗、提升钢丝绳、滚筒、天轮等进行规格的选型与设计，以及对提升机主要结构的作用进行了介绍分析。

然后计算出提升机与井筒的相对位置以便于安装。

接着对提升机常见的故障进行了分析与提出了预防措施。

最后对提升机的制动部分与控制系统进行了总体设计。

关键词：矿井提升机、箕斗、钢丝绳、井筒、PLC控制Abstract : hoisting equipment is the main mine production equipment, in mine production has principal position, Underground production is on communication with the ground production of transport links. Mine Hoist equipment is a complex mechanical-electrical unit. So, mine is mine equipment to upgrade the production plays an important role in the major large equipment.Design of the first major equipment hoist skip, rope, pulley, wheel and other specifications for the selection and design, and the hoist structure of the role of an introductory analysis. Then compute the elevator shaft and the relative position for installation. Proceeded to hoist common fault with the analysis of preventive measures. Finally, the elevator part of the brake control system with the overall design.Keywords : Mine Hoist, skip, rope, wellbore, PLC control矿井提升机控制系统设计1、绪论1.1 引言矿井提升设备是矿井生产的主要设备之一，在矿井生产中占有主要的地位，是沟通井下生产与地面生产运输的纽带。

矿井提升设备原理

矿井提升设备原理
矿井提升设备是一种用于提升矿石、废石、人员和设备等物资的机械设备，其原理主要是利用电动机带动减速器，再通过钢丝绳连接到提升容器，通过控制电动机的转动和钢丝绳的收放，实现提升容器的上下移动，完成提升任务。

具体来说，矿井提升设备由电动机、减速器、摩擦轮、制动系统、深度指示器、测速限速器和控制系统等组成。

其中，电动机是提升设备的动力源，减速器将电动机的高速转动降低到所需的转速，摩擦轮与钢丝绳相连接，通过摩擦力的作用实现钢丝绳的收放，提升容器则是用于装载矿石、废石、人员和设备等物资的容器。

在提升过程中，控制系统根据深度指示器显示的提升高度和速度，控制电动机的转动和钢丝绳的收放，使提升容器按照设定的提升速度上下移动。

同时，测速限速器和制动系统等安全装置也会实时监测提升设备的运行状态，确保提升过程的安全性。

总之，矿井提升设备是一种利用机械传动原理实现物料提升的机械设备，广泛应用于采矿、冶金、化工等行业的地下作业中。

矿井提升机控制系统发展的研究论文

矿井提升机控制系统发展的研究论文矿井提升机控制系统发展的研究论文摘要：矿井提升机控制系统作为煤矿的主要生产设备，关系到煤矿高效和安全生产，主要要求如下：平滑的调速性能、高精度、实现四象限运行、很好的检测速度和行程、具备良好的故障监测功能、具备可靠的制动控制系统等。

关键词：矿井提升机；控制系统；发展现状；改造矿井提升机调速的控制系统具有自动化的特点，全面控制提升机调速，促使其满足矿井作业的需求，以免超出矿井提升机的规定负载。

矿井提升机调速控制系统的设计与应用，需要符合矿井作业的实践需求，一方面体现调速控制系统的优势，另一方面改善矿井提升机的性能，加强提升机调速的控制能力。

1、矿井提升机的电气控制系统概述在矿井提升机有所改进之前我国矿井提升机一般采用交流傳动方式。

但是直流传动方式的缺点是对交流电网的无功冲击大，会产生较大的启动压降；高次谐波会引起交流电网电压正弦波形的畸变，干扰其它用电设备；运行功率因数低；建设投资大、基础费用高。

后来随着矿井的规模愈来愈大，同时对提升自动化水平的要求也越来越高，随着电动机矢量控制思想的提出以及电力半导体技术和交流电动机传动方式的开发和生产，矿井提升机传动装置开始向交流传动方式发展。

例如绕线电动机转子回路串电阻调速系统，但它存在很大缺点，调速控制性能差、耗电量大，而且由于其调速的非连续性，系统的机械冲击及对电网的冲击均很大。

现代技术的不断发展将变频调速技术、PLC技术融入提升机电控系统，可使提升机电控结构简单，节省大量的交流接触器、时间继电器、中间继电器及过电流继电器，从而大大提高提升机的可靠性、可控性和安全性；可在提升电动机工作在发电状态时，将电能回馈给电网，有很好的调速特性，过渡过程平稳，且速度连续可调，机械冲击小，并且节约了电能。

2、控制系统结构原理大功率变频装置可以将工频三相交流电经过交直变换之后经过逆变器，利用设定的参数进行了逆变，使得输出为某一相应设定频率的交流电。

关于矿井提升机电气控制系统的探讨

关于矿井提升机电气控制系统的探讨作者：张成刚来源：《科技创新与应用》2014年第12期摘要：矿井工作需要在工作过程中经常性上下搬运各种器材和材料，矿井提升机即是矿井工作中，方便人员、物质上下的主要设备。

因此，它对矿井工作的重要性不言而喻，高效安全的使用矿井提升机不仅能保证人员，工作过程的安全，更能提升矿井工作效率。

对矿井提升机主要的控制系统和电力电气系统要求自然较高。

首要注意点是在安全性和实效性保证的同时，保证提升机电气拖动正常，高效完成任务，保证矿井工作人员的安全性。

文章主要讨论矿井提升机电气控制系统现状，继而对其发展方向进行研究。

关键词：矿井；提升机；电气控制系统矿井提升机是矿井作业生产过程中重要的大型器具设备，即为在矿井顶部通道口与底部通道口中建立起的大型垂直升降机，用途为搬运煤矿，材料，人员和施工设备，是井上与井下的唯一通道。

所以其电力传递特性就非常复杂与重要，电动机的高频率正反转动与制动过程，经常处于过负荷运作，必须保证其正常稳定安全的工作，才能够保证工作人员的自身生命安全以及矿山的正常运作。

如若发生事故，往往为重大事故，发生人员死亡和矿山倒塌。

因此，升降梯正常工作的重要性就是首要关键，要求升降机本身部件符合安全标准，保证在出现事故时将损失降低要最小。

而后要求升降机能够自如高效的运作，使用过程中也要保证人员乘坐舒适。

最后在前两者基础上，进行大力发展，实现全数字化控制，尽可能减少操作人员，防止人员浪费。

矿井提升器电控系统的发展过程应向着无人化，网络化，远程控制化，全自动化的新型设备发展。

1 矿井提升机电气控制系统现状1.1 国内现状如今，我国提升机电控系统为交流和直流并存，两者都被大量使用，并逐步被PLC控制系统所取代。

由于六、七十年代技术发展的停顿和较小倒退，使得我国提升机电控系统与国外发达国家电控系统水平存在较大差距。

1.1.1 交流电控系统突变频控制方式是如今大部分大功率交流电控系统的主要控制方式，而由于国内技术的不成熟，基本技术水平和制造实力的欠缺，使得大部分设备都采用国外原装进口设备。

矿井提升机plc控制系统设计-正文

矿井提升机plc控制系统设计摘要矿井提升机制动系统,是矿井提升系统的安全保障环节，对矿井提升生产效率和工作性能都有着重要意义。

矿井提升机制动系统由液压站和制动器两部分组成,其制动性能直接影响到提升系统的稳定性与安全性.矿井提升机制动系统的可靠性和准确性是矿井提升和安全运行的重要保证。

目前,提升机制动系统多采用盘式制动器,盘式制动器的制动力由液压泵站提供。

本文对提升机制动系统中液压站和制动器的结构组成及工作原理进行了简单的介绍,同时对相关参数进行计算，总结了提升机制动系统制动性能的评判要求，以及影响制动性能的主要因素。

为了保证液压泵站的安全运行，便于操作人员掌握工作状况，本文设计了提升机制动控制系统.关键词：盘式制动器;液压站；安全目录1.引言 (1)1.1研究背景及意义 (1)1.2国内外研究现状 (2)2.矿井提升机制动系统 (3)2.1提升机液压系统的组成与工作原理 (3)2.1.1液压系统的组成 (3)2.1.2液压系统工作原理 (4)2.1.3液压系统重要参数 (5)2.2提升机盘式制动器的结构与工作原理 (6)2.2.1盘式制动器的结构 (6)2.2.2盘式制动器工作原理 (7)2.3制动性能及其影响因素 (7)2.3.1制动性能 (7)2.3.2影响制动性能的因素 (9)2.4系统硬件部分 (10)2.5系统软件部分 (11)3.结语 (12)参考文献 (14)致谢 (16)1。

引言1.1研究背景及意义在煤矿企业生产过程中矿井提升机是十分关键及重要的设备之一，其主要功能是提升矿物以及升降人员，担负着采矿生产活动正常运行的重要任务，占有极其重要的地位。

提升机在运行时的安全性及可靠性是由其制动性能的优劣决定的。

在工作运行过程中矿井提升设备遇到故障，而没有采取有效地紧急制动措施，这种情况将导致的后果不仅是提升机设备自身损坏，而且极大的可能会造成人员伤亡的严重事故。

根据以往提升机出现故障事故的不完全统计结果分析,60％以上的提升故障都是由于制动系统出现问题而造成的。

大学毕业设计---矿井提升机的电控系统

毕业设计（论文）报告题目矿井提升机的电控系统设计机电工程院（系）电气工程及其自动化专业学号 100616035学生姓名 @@@@@@@@指导教师 @@@@@起讫日期 2014.2.25-2014.4.25设计地点 @@@@@@@学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得井冈山大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

论文作者签名：日期：年月日学位论文使用授权声明井冈山大学有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。

本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。

除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。

论文的公布（包括刊登）授权井冈山大学教务处办理。

论文作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月日摘要摘要矿井提升机被称为矿山的咽喉，是生产的关键设备，是地下矿井与外界的唯一通道，肩负着运输矿石、物料、人员等的重要责任。

对提升机来说，运行的安全性与可靠性是至关重要的。

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。

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研究课题。

随着计算机和PLC技术的不断发展，采用先进的控制技术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能得到极大的改善，其自动化水平、安全性、可靠性都达到了新的高度，并采用现代化的管理和监视手段保障提升机的安全运行，保证矿井提升机可靠、准确地运行，实现矿井提升机的计算机控制。

简析矿井提升机电控系统组成及原理设计

简析矿井提升机电控系统组成及原理设计1、矿井提升机电控系统机械结构组成在进行矿山采矿时矿井提升机属于一种把井下和地面联系起来来的唯一运输工具。

它是由主轴、制动器、卷筒、电控柜、减速器、液压站、深度指示器以及操作台等部分所构成的。

1.1、主轴装置对于主轴装置而言它是由主轴、两个卷轴、调绳装置等所组成。

主轴装置中固定转轴在右侧，游动转轴在左侧，在进行调绳时它能和主轴进行相对滑动，主轴装置大多都是采用整体焊接式或者是剖分式。

对于弹性结构的卷轴而言，其强度大，受力均匀。

1.2、液压站对于液压站它主要是在控制制动器中所使用，它的特点大概有下面几点：（1）当有压力产生时它能通过调节制动油进而来控制制动器，同时获取制动力柜。

（2）液压站他可以迅速使制动器回油，还可以产生二级甚至一级安全制动。

（3）液压站它能产生压力油，这样对于双筒提升机调绳装置的控制（就是离合器开合）有很大作用。

1.3、盘形制动器在矿井提升机的制动系统当中盘形制动器是其中的一重要部件，它是在安全制动与工作制动时所使用的。

所以对其要求就不仅仅是重量轻、结构紧凑，还要求动作灵敏、操作简单即要安全又要可靠。

1.4、减速器矿井提升机所采用的减速器是双极圆弧齿轮，它是由机体、两级人字齿轮对和机盖等所构成。

而减速器中所用润滑油是通过独立的润滑油站所稀油强制的，每个轴承用的都是滚动轴承。

1.5、润滑系统减速器轴承、主轴承以及齿轮的润滑油都是通过润滑油站集中进行供给的，润滑系统主要有薄片过滤器、齿轮油泵、供油指示器、电接点压力表、管路、旋塞等构成。

矿井提升机电气系统中的润滑油站一共有两套齿轮泵装置，有一套是备用的。

注意过滤器一定要定期进行清洗。

1.6、测速发电机矿井提升机电气系统中的测速发动机，它主要组成是三角皮带轮、直流电机、护罩、三角皮带等。

它主要有以下作用：能发出与矿井提升机的减速轴真正的转数相适应的直流电压，能够真实的反映容器的速度。

测速发电机能提供直流电源给起速保护继电器与限速保护继电器等。

煤矿提升机控制系统设计设计

煤矿提升机控制系统设计设计煤矿提升机控制系统设计摘要: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研究课题。

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相关的研究。

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：煤矿提升机；PLC：变频器ABSTRACT:The 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 bythe relay-contactor，and adopts the methods of connect series additional resistant in rotors winding loop to start and adjust speed. The system has many disadvanges 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, control precision and speed regulation performance of the whole electric controlled system. So,carrying on the research on the shafthoist control system has realistic meanings，and it is a subject for research by relevant expertsand scholars，both at home and abroad.To these questions existing in the shaft hoist contro1 system，the paper appliedPLC(Programmable Logic Controller)and frequency converter to the system,and carried on related 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: coal mine hoist; PLC: inverter目录1绪论 (1)1.1 矿井提升机简介 (1)1.2 矿井提升机的任务及其组成 (1)1.3 国内外提升机研究状况 (1)2 系统总体方案设计 (3)2.1 系统控制要求 (3)2.2系统速度控制 (3)2.3 控制方案论证与选择 (4)2.3.1 PLC 与其它工业控制装置的比较 (4)2.3.2 系统方案的确立 (6)2.3.3可编程控制器选型 (6)2.4 PLC 控制系统结构 (8)2.4.1 PLC控制系统原理图 (8)2.4.2光电编码器工作原理 (8)2.4.3变频器作用 (8)2.5控制系统工作模式 (9)3 可编程控制器各单元工作方式的设置与参数整定 (9)3.1 CPU单元 (9)3.2 脉冲输出单元 (10)3.2.1参数的脉冲化 (10)3.2.2 脉冲单元面板上主要端子的功能 (12)3.2.3 脉冲单元工作方式选择开关的设置 (13)3.2.4 脉冲单元共享存储器的内容设置 (13)3.2.5 占用I/O点及I/O的分配 (13)3.2.6 脉冲单元在本设计中的工作过程 (14)3.3 高速计数单元的设置与整定 (15)3.3.1 高速计数器的设置 (15)3.3.2 用F164(SPDO)指令实现位置控制的方式 (16)3.4 A/D单元的设置 (18)3.4.1 PLC通道的选择 (18)3.4.2 I/0分配 (18)3.4.3 共享存储器的分配 (19)3.4.4 A/D单元的技术参数 (20)3.4.5 A/D单元的编程方法 (20)3.5 D/A单元的设置 (20)3.5.1 通道的选择 (20)3.5.2 D/A单元I/0分配 (21)3.5.3 D/A单元共享存储器的分配表 (21)3.5.4 D/A单元的技术参数 (22)3.5.5 D/A单元的编程方法 (22)4 软件设计 (23)4.1 系统中检测及控制开关I/0分配 (23)4.2 控制过程中重要的流程图 (24)4.3 系统程序设计 (28)5 结论 (40)参考文献 (41)谢辞 (42)1绪论1.1 矿井提升机简介矿井提升机是安装在地面，借助于钢丝绳带动提升容器沿井筒或斜坡道运行的提升机械。

矿用提升机控制系统设计分析

矿用提升机控制系统设计分析摘要：矿用提升机是井下作业的重要运输工具，在矿产开采中得到广泛应用。

本文在分析现有提升机控制系统存在的问题基础上，开展了基于交—交变频控制方式的矿用提升机控制系统设计，以供参考。

关键词：矿用提升机；问题分析；优化设计1矿用提升控制系统组成矿用提升机的提升控制系统主要包括制动系统、机械传动系统、工作系统、观测和操纵系统、拖动和自动保护系统等部分。

其中，钢丝绳、提升容器、制动器、减压传动装置、电机、导向轮装置等部件共同构成了提升控制系统。

各主要分系统的功能如下：（1）制动系统。

提升机的制动系统是一个由制动器和液压传动装置等部件组成的液压制动系统，在提升机减速过程中，通过刹住提升机的卷筒，实现对提升机的迅速停车、制动，具有较高的制动效果和可靠性，对提高设备的运行安全具有重要作用，是提升机控制系统中的不可获取的关键设备之一。

（2）工作机构。

提升机的工作机构主要由主轴和主轴承组成，是提升系统中的主要承力机构，用于缠绕提升货物所需的钢丝绳，且可承受来自提升过程中的外界载荷作用，并传递至固定基础处，由此实现对货物的提升运输。

另外，当提升过程出现机械故障时，可快速完成对主轴、轴承或钢丝绳的更换。

（3）观测与操纵系统。

提升机的观测与操作系统主要由操作台、深度指示器及轴编码器等组成，在提升过程中，操作人员可通过操作平台实现对设备运行的运行和控制操作。

通过深度指示器，可实现对提升容器运行过程中不同位置的显示与提示；当提升容器接近井口时，深度指示器将发生减速信号提示；当提升机在制动状态时，指示器可对提升速度的快慢进行设置，实现提升机的速度限制。

2矿用提升机控制系统设计研究2.1、PLC控制模块的设计原理PLC控制模块是提升控制系统的核心部件，通过PLC可以实现矿井提升外围信号的控制、速度控制、行程控制、制动控制和故障诊断等功能。

设计的提升系统PLC控制模块采用的是“SIMATICS7-400PLC+FM458-1DP+ET200M+CP443-5”架构。

矿用提升机控制原理

矿用提升机控制原理1. 简介矿用提升机是一种用于提升和运输矿石、煤炭等重物料的设备。

它在矿山和煤矿等行业中起着重要作用。

矿用提升机的控制原理是指对提升机进行自动化控制的基本原理和方法。

本文将介绍矿用提升机控制原理的主要内容。

2. 控制系统组成矿用提升机的控制系统主要由以下几个组成部分组成：2.1 电动机矿用提升机驱动器中常采用交流电动机作为主要执行元件。

通过控制电动机的启动、加速度、减速度等参数，可以实现对提升机的控制。

2.2 传感器矿用提升机上安装有多种类型的传感器，用于检测提升机的运行状态和工况。

常用的传感器包括速度传感器、载荷传感器、位置传感器等。

2.3 控制器控制器是控制矿用提升机的核心部件，主要由工控机或PLC组成。

控制器接收传感器的反馈信号，根据设定的控制策略，输出信号给电动机，调节提升机的运行状态。

2.4 人机界面人机界面用于与操作员进行交互，显示提升机的运行状态和参数，接收操作员的指令。

常见的人机界面包括触摸屏和键盘。

3. 控制原理矿用提升机的控制原理主要包括以下几个方面：3.1 运行模式选择在矿用提升机的控制系统中，通常会设置多种运行模式，包括手动模式和自动模式。

手动模式下，操作员可以通过人机界面手动控制提升机的运行；自动模式下，提升机将按照预设的控制策略进行自动运行。

3.2 运行状态监测通过传感器对提升机的运行状态进行监测，包括监测提升机的速度、载荷、位置等参数。

监测结果将作为控制器的反馈信号，用于调节提升机的运行状态。

3.3 控制策略控制器根据传感器的反馈信号和设定的控制策略，决定提升机的运行参数。

控制策略可以包括对提升机的速度、加速度、减速度等进行调整，以达到设定的运行要求。

3.4 安全保护矿用提升机的控制系统中通常还会包含多种安全保护机制。

例如，当提升机超过设定的载荷范围时，控制器会自动停机，以防止超载运行造成的安全隐患。

4. 总结矿用提升机的控制原理是实现对提升机运行的基础。

矿业企业矿井提升机电控系统设计方案的研究

引言矿用提升机作为煤矿生产中的关键设备,主要承担矿井中煤矿、人员、货物等的提升作用,其设备的运行高效性、快速性及低故障性对整个煤矿的高产值生产起到举足轻重的作用。

目前的矿用提升机基本都配备了控制系统,以实现设备的自动化控制[1]。

但由于井下环境的恶劣性,加上整个提升机的控制线路相对复杂,在其实际运行过程中,提升机经常出现工作温度较高、减速制动不稳定、停靠位置不准确等问题,设备及控制系统的故障率相对较高,维修也较难,控制系统的运行不稳定,将给煤矿生产及现场作业安全构成严重威胁[2]。

随着当前控制技术水平的不断提升,为提高提升机运行的综合性能,有必要对其电控系统进行升级设计。

1提升机结构组成矿用提升机作为矿井中的关键设备,其整体结构基本由制动器、滚筒、减速机、电机、润滑系统、钢丝绳等部分组成,工作时通过交流市电带动电机运行,电机再将旋转动力传递至减速机,经过变大的旋转力矩可有效带动旋转主轴,主轴与钢丝绳进行连接,最终实现矿井中滚筒的运行,实现对井下货物及人员的输送任务[3]。

根据矿用提升机在煤矿生产中的工作原理及工作方式,可将其分为缠绕式单滚筒和双滚筒提升机、塔式及多绳式等类型。

提升机虽结构形式有多种,但其工作原理和组成模块基本相同。

根据提升机的功能模块划分,又将其分为电源系统、传动系统、控制系统、动力系统、悬挂系统、制动系统、保护装置等,其中,电源系统则由高压和低压装置、主变压器等构成,而制动系统则包括了制动器、制动闸及液压装置,控制系统包括了继电器柜、操作台、传动柜等[4],其结构组成框架图如图1所示。

而各部分功能模块的实现及运行可靠性,均与一套完整的电控系统息息相关,电控系统的运行稳定及可靠,对保证提升机的运行高效性起到关键作用。

根据国家安全监督总局规定,矿用提升机在使用过程中必须设计一套完整的控制系统,以实现提升机运行速度、过卷、松绳、故障等保护及控制。

为此,后文将以提升机结构组成为研究基础,重点对提升机的控制系统进行设计研究。

矿井提升机的PLC控制系统设计

由于我国经济的快速发展,人们对矿山资源的需求也在日益增长,要求矿井提升机的运行应该是相对较安全可靠的，而且应该具有较高的效率。经过了几十年的发展,数字化控制取得了很大的进步，我国的矿井提升机电控技术初步形成，但是与美国、德国等发达国家相比，依然存在着很大差距。目前发达国家的矿井提升机电控技术已经全面实现了数字控制，而国内绝大多数矿井提升机的电控系统还是采用效率低下、安全隐患多的继电器一接触器控制技术，严重影响着我国矿山产业的健康发展，所以需要对矿井提升机进行大规模技术改造和更新。
而在本设计中，也特别需要在安全方面做出应有的装置，安全回路，故障报警等等设计内容都为矿井提升机的安全运行提供了更好的保障。
调速方式
矿井提升机调速基于异步电机，转速公式为：
（2-1）
因此想要改变电机转速，可通过的方式有：改变转差率s，改变电机的极对数p，改变供电频率f。
从调速的本质来看，可分为改变同步转速或者不改变同步转速两种。
在本次设计中选择了三菱公司的一款PLC产品，它的功能强大，能够很好地满足本次的设计任务。通过该款PLC产品，配合变频器的使用，能够很好地控制矿井提升机正常运行，也为将来的功能调整提供便利。
变频技术简介
异步电机的转速主要有电压和频率决定。而现代变频器技术则是通过改变电源频率的方法来进行调速的控制设备，是一种整合了微电子技术和变频技术的新型调速方式。变频器主要由整流、滤波、逆变三大部分组成。其中对于频率的调整是选择了电力电子开关器件来实现的。通过对于多个电力电子开关器件的正确连线，在使用中通过开关的通断可以进行无极的频率电压参数调节，这种新型的调速方法不但可以达到调速的预期目的，相比传统的电阻调速，它还在节能方面有更突出的优势。市面上绝大多数变频器均拥有自己的丰富的辅助功能，在电力控制的流程中，一旦产生了过载，过压等等危险的故障现象，变频器能够通过安全回路和过载保护功能来很好的保护电机，同时提升了矿井提升机运行中的安全系数。正是由于变频技术随着自动化技术的提升而越来越先进，目前，已经在各类工业级电机的运行控制调速系统中，已经成为了不可忽视的一种先进调速思路。

矿井提升机直流调速电控原理

矿井提升机直流调速电控设备工作原理：全数字调速系统主要由全数字调速装置和晶闸管变流器组成。

通常有两种配置方式，一种是调速装置和晶闸管全部采用进口件；另一种是采用进口的小型全数字调速装置，配置国产的晶闸管功率单元随着国产可控硅质量提高，这种配置比较常用。

特别对于较大容量的提升机性能价格性能价格比较优良，使用效果也不错。

根据用户实际需要，晶闸管装置可以配置成6脉动、串联12脉动或并联12脉动。

对于串联12脉动，当一组晶闸管装置发生故障情况下，可以切换为6脉动全载半速运行。

矿井提升机的工艺要求提升电动机必须能正反转。

因此，全数字直流电控可以设计成磁场反向，也可以设计成电枢反向；随着晶闸管器件的普及，价格不断下降，加上电枢反向比磁场反向在快速性，对电动机的影响，复杂性占有优势，因此，矿井提升机直流传动有都将主回路设计成电枢可逆的趋势。

技术性能：1、直流传动属无级调速，全数字调速精度高，一般<1%。

2、具有多种故障自检保护功能，运行安全可靠。

3、加、减速段是具有防冲击的S化给定曲线控制。

4、参数的设备可通过菜单来设定。

5、全数字直流调节系统电流环，速度环的参当选可通过系统的自优化完成。

6、对主回路串、并联12肪动可减少高次谐波和无功冲击。

7、控制系统采用PLC控制并与全数字直流调速系统、上位机等训件组成网络，使各部分的信号传递更方便、准确。

8、完善的提升系统的后备保护，使提升机运行更加安全可靠。

9、先进的数字深度指示功能，带有精、精针显示，精度达±1cm。

10、上位机的应用使PLC软件的编制，修改更加方便；画面的应用，使管理人员对系统运行状况一目了然。

11、远程专家服务系统的应用可使用户解决后顾之忧。

适用范围单组6脉动直流调速电控设备，使用于电动机≤ 800kW以下的的矿井提升机。

并联12脉动直流调速电控设备，使用于500kW ≤电动机≤2500kW 的矿井提升机。

串联12脉动直流调速电控设备，使用于500kW ≤电动机≤2500kW 的矿井提升机。

矿井提升机电控系统

矿井提升机电控系统介绍矿井提升机在矿山和其它类似应用中起到了至关重要的作用。

它们用于将矿石、煤炭和其他物料从地下提升到地面。

矿井提升机的电控系统扮演着关键角色，它负责控制提升机的运行、监测其状态并确保操作的安全性和可靠性。

本文将介绍矿井提升机电控系统的架构、功能和关键技术。

架构矿井提升机电控系统通常包括以下几个关键组件：1.主控制器：主控制器是电控系统的核心，它负责接收操作员的指令、监测提升机的状态，并根据需要控制电机和其他执行器的运行。

2.电机驱动器：电机驱动器将主控制器发送的指令转化为电机可以理解的信号，以控制电机的转速和方向。

3.传感器：传感器用于监测提升机的状态，例如提升机的位置、负载重量、速度等。

这些传感器可以是位置传感器、重量传感器、速度传感器等。

4.安全系统：矿井提升机的安全性至关重要，安全系统用于监测潜在的危险情况，并在必要时采取相应的措施，例如紧急停机、报警等。

5.通信模块：通信模块用于与其他系统进行数据交换，例如与监控系统、调度系统等进行通信。

功能矿井提升机电控系统的功能主要包括以下几个方面：1.运行控制：电控系统可以控制提升机的启动、停止、运行速度和方向。

它可以根据操作员的指令以及传感器的反馈信息，智能地调整提升机的运行状态。

2.故障检测与诊断：电控系统可以通过传感器监测提升机的状态，并及时检测和诊断故障。

一旦发现故障，系统可以发送警报并采取相应的措施，例如停机或切换到备用系统。

3.安全保护：电控系统可以通过安全检测和控制功能确保提升机的安全运行。

例如，它可以监测提升机的负载重量，当超过额定载荷时，系统会发出警报并停止运行，以防止提升机超负荷工作。

4.数据记录与分析：电控系统可以记录提升机的运行数据，例如运行时间、负载情况、故障情况等。

这些数据可以用于后续分析和优化工作，以改进提升机的性能和可靠性。

关键技术矿井提升机电控系统的设计和实现涉及了多种关键技术，包括但不限于以下几个方面：1.PLC（可编程逻辑控制器）：PLC是常用的控制设备，可以灵活地实现逻辑控制和数据处理。

矿井提升机电控系统设计

摘要【中文摘要】矿井提升机是矿山生产的关键设备,其运行的安全性和可靠性对矿山生产起着至关重要的作用。

传统的矿井提升机系统控制精度不高、调速性能较差、安全保护和监测环节都不够完善。

本文以甘肃华煤集团陈家沟矿副井提升机电控系统的改造项目为工业背景,对原有的调速系统和控制回路进行改良设计,利用组态软件完成上位机监控系统设计。

调速系统采用变频调速方式,提高了提升机运行的稳定性,同时降低了能源消耗。

控制系统采用PLC控制方式,设计了双PLC冗余控制系统,极大保障了提升机运行的可靠性;此外,推导出行程给定中理想S形速度曲线的数学模型,并在Matlab中进行仿真,验证了该控制系统的可行性。

上位机监控通过工业以太网与PLC通信,实时显示提升机的运行参数和状态,支持在线WEB发布功能,实现系统远程监控。

经过以上改造设计,该矿井提升机安全性和稳定性大幅提高,不仅节能效果显著,还提高了生产效率。

【英文摘要】The mine hoist is the most important equipment in mine mountain, it is crucial for mine production that stability and reliability. The property of traditional electrical control system for the mine hoist is worse, there are many problems such as bad control precision、poor speed adjusting performance、faulty safety protection and monitoring parts.In the background of the retrofit of auxiliary hoist electrical control system of Chenjiagou Mine belongs to Gansu Huamei Group, the author has improved its spee...【关键词】矿井提升机变频调速 PLC控制上位机监控【英文关键词】mine hoist frequency control PLC control PC monitoring system目录第一章矿井提升机电控系统的基本情况介绍 (1)第二章矿井提升机交流TKD电控系统的工作原理 (4)第一节主回路的组成和工作原理 (4)第二节测速回路的工作原理 (7)第三节安全回路的工作原理 (8)第四节控制回路的组成和工作原理 (11)第五节工作过程介绍 (16)第三章PLC控制系统软件、硬件介绍 (23)第四章PLC控制提升机交流电控系统的组成、功能、原理 (27)第一节PLC控制提升机交流电控系统的组成 (27)第二节PLC控制提升机交流电控系统的功能 (27)第三节PLC控制提升机交流电控系统的原理 (27)第五章PLC控制提升机交流电控系统硬件、软件设计 (29)第一节提升机总体开发方案 (29)第二节提升机PLC输入输出分配 (31)第三节PLC软件结构及设计 (39)第四节安全回路设计与实现 (43)第五节系统操作 (46)第六节特殊功能 (48)第七节提升机电控系统对速度、位置的控制 (50)第八节总结 (54)参考文献 (55)第一章矿井提升机电控系统的基本情况介绍目前，大多数中、小型矿井采用斜井绞车提升，传统斜井提升机普遍采用交流绕线式电机串电阻调速系统，电阻的投切用继电器—交流接触器控制。

煤矿提升机电控系统设计

煤矿提升机电控系统设计作者：刘晓灵来源：《中国化工贸易·下旬刊》2019年第01期摘要：为了提升矿井提升机运行效率以及自动化程度，在基于PLC基础之上设计设计了一种提升机电控系统，并在阐述电控系统整体方案基础上，详细分析了电控系统硬件组成以及软件，最后进行试验，分析设计的电控系统运行状况，结果表明，设计的电控系统可以实现平稳高效运行，可以提升矿井提升效率。

关键词：煤矿;提升机;电控系统煤矿提升机担负着对煤炭、人员、物料等运输的责任，在矿井正常生产过程中起着十分作用的作用。

提升机能够高效运行直接关系到矿井的经济效益，传统的矿井提升机电控系统多是采用TDK方式，提升控制稳定性差，控制效率不高，难以满足矿井高效、大量运输的需要[1～3]。

随着科学技术的不断前进，PLC控制技术在矿井中的应用日益广泛，因此，笔者以PLC控制器为核心，设计了一种新型矿井提升机电控系统，以期能更好的促进矿井高效生产。

1 电控系统整体设计方案煤矿主提升机控制系统的核心组成部分是电控系统，电控系统主要组成模块为变频调速控制模块以及处理器模块，文中选择2块西门子生产的S7-3000系列PLC作为处理器。

整个电控系统结构组成主要由高压控制柜、操作触屏、PLC控制柜等等，设计的电控系统具体运行设计流程结构图如图1所示。

在系统各个组成部件中，PLC控制器主要起到自动或者手动控制提升机启、停、闭锁，指示工作闸或者安全闸工作，另外一PLC控制器起到对控制系统运行状况监测作用;变频控制柜主要是实现对提升机运行速度的控制，并可以实现能量反馈;制动电阻柜起到减速或者停止运行提升机作用;低压配电柜负责给低压电路或者外围的低压电路提供电源;触摸屏主要是实现监测信号、提升机运行状态、运行参数显示，画面显示的主要是有提升机的运行速度、输入的电流、电压等信息。

2 电控系统硬件组成电控系统硬件主要是有PLC控制系统、变频调速控制系统、供电配电系统等构成。