矿井提升机电控制系统设计
井下提升设备电气控制系统升级改造方案
井下提升设备电气控制系统升级改造方案由于井下的环境条件恶劣并且属于易燃易爆的场所，所以经常会发生爆炸事故，危险性非常的大。
井下的负荷、电气设备及供电系统等都与地面有着较大的差异，所以对于电气控制系统的要求也非常高，在井下空气中含有瓦斯和煤炭灰尘，在其含量达到一定量的时候，遇到电气设备或者电缆电线就会产生电火花、电弧和局部高温时，就会造成爆炸，所以所使用的电气控制必须进行升级改造以适应井下作业。
标签：电气控制系统;升级改造;井下;方案电气控制系统的升级改造必须考虑到井下的环境，比如井下的空气、温度、湿度、岩石等，这些都可能是导致电力控制系统出现问题的原因，所以在升级设备电气控制系统升级改造的时候必须将这些因素考虑进去，而且必须做好电气控制系统的保护工作，避免在井下电气控制系统出现损坏而给工作人员带来危害。
1.井下电气控制系统损坏的原因首先第一个原因就是井下温度变化，在井下有些机电室的温度特别高，而由于井下电气设备的散热条件较差，导致电气设备在温度过高的情况下被损坏，不仅会使得井下工作受到影响，损坏造成的火星还会破坏别的电路，造成火灾或爆炸;其次，就是井下如果出现停电事故就会造成工作不能正常进行，停电如果超过一定的时间，还可能会发生采区或全井被淹没的重大事故，瓦斯也会逐渐的聚集，而一旦再次插电，就会立即发生爆炸，这与供电设备老化或者只有单一的供电设备有很大的关系。
还与湿井下的湿度相关，井下的空气一般都比较潮湿，湿度大约都在95%以上，这会造成机电室和一些小巷道出现滴水和淋水的问题，而使电气控制系统极易受潮。
除了上述的几点原因之外，电气设备系统损坏的原因与井下的岩石和煤层也有很大的关系，井下的岩石和煤层都存在着压力，所以经常会出现冒顶和片帮的事故。
使电气控制系统很容易被这些东西砸到或者是挤压造成损坏，使得电气控制系统不能正常工作。
温度、湿度、岩石等造成电气控制系统问题外，采掘工作面的电气设备移动频繁，且经常使用，电气设备的负荷变化较大，有时还会产生短时过截。
矿井提升系统
二、箕斗装载装置
第五节 提升容器的附属装置
一、防坠装置
第五节 矿井提升系统升级改造
一、提升能力升级 二、电力拖动系统升级
一、提升能力升级
1. 立井提升能力升级 2. 斜井提升能力升级
1. 立井提升能力升级
1.1 提升容器改造
(1) 采用轻型金属提升容器 —— 铝合金提升容器
特点： ※ 铝合金密度为碳素钢的35％左右；罐笼质量能
罐笼是多用途的提升容器，既可以提升煤炭和矸石， 也可以升降人员、运送材料和设备。它主要用于副井运输， 也可以用于小型矿的主井提升。
主要分为立井单绳普通罐笼和立井多绳罐笼。
二、罐笼承接装置
第四节 箕斗及其装载装置
一、箕斗
箕斗是提升矿石的单一容器，仅用于提升煤炭、矿石 或是矸石。根据卸载方式可以分为翻转式、侧卸式和底卸 式。按提升的钢线绳数目分有单绳和多绳箕斗。
二、电力拖动系统的要求 6.要求设置可靠的可调闸控制系统
※ 机电液一体化液压制动系统，必须安全可靠 ※ 等减速制动系统（西门子）
二、电力拖动方案
1. 绕线异步电机串电阻提升电控系统
※ 这种方案采用异步电机转子回路串联附加电阻，利用控制器对附 加电阻进行不同组合，改变其大小，达到调速的目的。
※ 根据提升性能要求，电阻组合可分五级，八级，十级等，级数越 多，调速越平滑
※ 属于有级调速 ※ 在加速和低速运行阶段，大部分能力以热能形式消耗，效率低 ※ 受接触器的影响，单机功率<1000kW，双机功率<2000kW ※ 结构简单，维护容易，属于中小型矿井提升控制系统
二、电力拖动方案
2. 双机拖动提升电控系统
※ 将两台同容量或不同容量的电机共同拖动一台提升机 ※ 减少电力拖动系统的转动惯量 ※ 可以根据负荷确定单机投入还是双机投入，提高效率 ※ 合理调节两机的工作状态，可以更加平滑加速（减速） ※ 控制设备多，复杂，维护量大
副井提升机直流调速系统的设计
引言刮板输送机、提升机以及带式输送机等均为煤矿生产的关键运输设备，对于上述设备而言其电控系统的稳定性和安全性直接决定综采工作面的运输能力，继而影响整个煤矿的生产能力。
经实践应用及调研可知，提升机传统电控系统存在故障率高、线路老化严重、系统能耗较大、维护困难以及维护成本高等缺陷[1]，因此，为满足当前煤矿综采工作面高效开采现状，需从根本上提高提升机的运输能力和运输效率。
本文将从提升机电气控制系统着手将传统电控系统改进为直流调速系统。
1提升机电控系统的设计要求根据《煤炭安全规程》的相关要求，要求提升机电气控制系统对设备的速度控制曲线满足生产要求。
因此，对提升机电气控制系统提出如下要求：1）提升机能够根据其实时负载进行电动或者制动状态的控制，即其满足四象限运行的能力；2）要求提升机电气控制系统能够实现平滑调速，并根据运输对象的不同进行分等级运输，且要求其具有较高的提升能力；简单地说，对提升机传统电气控制系统的改造，主要目的是对提升机速度控制功能进行优化，对其自适应速度控制提出更高的要求，在保证其在实时载荷下正常工作的同时，达到降低能耗、平稳调速的目的，并且改造后提升机电气控制系统的维护成本可以降低。
在当前多种调速方式优劣势的综合比对下，本文拟采用直流调速系统对传统电控系统进行升级改造。
2提升机直流调速系统的设计基于直流调速系统实现提升机速度与电流的双闭环控制，以达到对提升速度控制的精确性和稳定性。
本文所采用直流调速系统的核心装置为全数字化直流调速装置，该装置可根据现场情况对提升参数进行设定；根据提升参数的采集完成对给定值和反馈的设定，其中可采用模拟量和数字量同时对输入量进行设置；具有较高的检测精度；基于全数字化直流调速装置在实现其与其他调速装置进行通信的要求外，还可与上位机和PLC 控制器等实现通信；基于全数字化直流调速装置可实现对提升机系统运行参数的状态显示、监控以及报警等功能[2]。
针对提升机直流调速系统的控制需求，本文所选择的全数字直流调速装置的具体系列为DCS 系列，且为实现其四象限调速控制功能，最终所选全数字直流调速装置的系列为DCS600。
煤矿提升机电控系统设计与分析
络 传输 相应 的控 制指 令 ，实现 对矿 井提 升机 的远 程
监测 与控制 ，这 是 目前 电控系 统的最 新发展趋势 。这 种 电控系 统不仅 能够 实现对提 升机 的状态监 测 ，而 且 还 能够实现远程控制 ，具备一 定智 能程度的故障诊断 模式 ，因此这种智 能化 的电控 系统得 到了广 泛的应 用
程师需要重点解决 的问题之一 。
直流 电控系统采用变频器实现对提升机 的变频拖动 ，
一
方面不仅仅大大提高 了调速 的经济性 ，更重要 的是
利用变频器能够很轻易 的实现无极调速 ，从而大大提 高 了提升 机 的过载 能力 ，提 高 了生产 效率 ；另 一方 面 ，随着 电力 电子技术 的发 展 ，采用 可控 晶 闸管整
数，比如电压、电流 、功率 、频率参数都会实时被采
流驱 动系统 组成。电气操作系统采用西 门子公 司原装
￥ － ０ 系列 的可编程 序控 制器作 为操作控 制 主控单 ７３０
元 ，安全保护采用软、硬 件两路安全回路实现双重保 护 ；监控 计算 机 由工业控 制计 算机 配备 通讯 软件构
高 ，适用范围广。
、
矿井提升 机 电控 系统技 术 的应 用现 状
由于矿井 提升机 在安全性方面 的极端重要性 ，因
（ 微机控制 电控 系统 三） 随着工业控制技术 的发展和计算机技术 的发展 ， 逐渐 出现 了微机控制 的电控系统 ，具体来说 分为上位
机和下位机 。 １ ．下位 机控制 。 目前 应用 的最 为广泛 的下位机
流装置得到 的直流 电源作为直流拖动 电控系统 的驱动
本 论文主 要结合 提升机 的运行特点 ，对其机 电控 制系统进行深入分析探讨 ，以期从 中能够找到合理有
(完整版)矿井提升设备选型设计
第三章矿井提升设备选型设计第一节提升方式的确定及提升设备选型依据一、矿并提升设备的作用矿井提升设备是矿井重要的大型机电设备之一，它是联系矿井井下与地面时主要生产设备.矿井提升设备的任务是提升有益矿物（煤炭、矿石等）和矸石，升降人员和设备，下放材料等。
矿井提升设备的工作特点是在一定的距离内，以变速和匀速作往复直线运动,而且起动和停止频繁，因此它须具有良好的控制系统和完善的保护装置，以保证安全可靠地运转。
矿井提升设备的合理选型和正确的维护、管理和使用,对确保矿井提升设备的经济与安全运转具有重大的意义.二、矿井提升设备的组成部分矿井提升设备一般包活捉升机、电动机、提升钢丝绳、提升容器、天轮、井架、装卸载设备，以及电控设备与安全保护装置等.矿井提升机主要由缠绕机构(或主导轮)、减速器、联铀器、离合器、制动系统、深度指示器、液压站及操纵台等部分组成。
三、矿井提升系统根据提升方式的不同,矿井提升系统可分为以下几种:(1)竖并普通罐笼提升系统（2）竖井箕斗提升系统（3)斜井箕斗提升系统(4)斜井串车提升系统四、矿井提升设备的分类(一）按用途分类(1）主井提升设备，专供提升煤炭用的提升设备。
在特大、大和中型矿井，提升容器多采用箕斗，小型矿井多采用罐笼或矿车；（2）副井提升设备,专供提升歼石、升降人员、运送材料和设备的提升设备。
提升容器多为普通罐笼或翻转罐笼。
(二)按缠绳机构的型式分类（1）单绳缠绕式提升机，即等直径圆柱形卷筒提升机，多用于井深在350m以下的大、中、小型矿井提升，此外还有变直径圆柱圆锥形卷筒提升机；（2)多绳摩擦式提升机，适用于井筒较深、产量较大的矿井提升.（三）按井筒倾角分类（1）竖并提升设备；（2)斜井提升设备.(四）按提升容器分类（1)罐笼提升设备;（2）箕斗提升设备；（3）串车提升设备；斜井串车提升（5）吊桶提升设备。
（五)按拖动装置分类（1）交流感应电动机施动的提升设备；（2)直流电动机施动的提升设备;（3）液压传动的提升设备。
矿井提升机控制系统
第一章概述第一节提升机电力拖动的特点及对拖动控制装置的要求矿井提升机（又称绞车、卷扬机）是矿井生产的关键设备。
提升机电控系统技术性能如何，将直接影响矿井生产的效率及安全。
欲掌握提升机电控系统的原理，首先要了解提升机对电控系统的要求，以及各种电气传动方案的特点。
矿井提升机为往复运动的生产机械，有正向和反向提升，又有正向和反向下放。
对于不同水平的提升，在每次提升循环中，容器的上升或下降的运动距离可能是相同的，也可能是不同的。
在每一提升周期都要经过从起动、加速、等速、减速、爬行到停车的运动过程，因此提升机对电控系统一般有下述一些要求。
1、要求满足四象限运行设提升机正向提升时，拖动电动机工作在第一象限。
而在减速下放时，如果是正力减速，拖动电动机也工作在第一象限，但如果为负力减速，则拖动电动机就工作在第二象限。
同样当提升机反向提升时，拖动电动机工作在第三象限。
而在减速下放时，如果是正力减速，拖动电动机也工作在第三象限，但如果为负力减速，则拖动电动机就工作在第四象限。
因此，提升机的运行必须能满足四象限运行的要求。
2、必须平滑调节速度且有精度较高的调节精度提升工艺要求电控系统须能满足运送物料(达到额定速度)、运送人员(可能要求低于额定速度)、运送炸药(2m／s)、检查运行(0.3～1.0m／s)和低速爬行(0.1～0.5m／s)等各种要求，所以要求提升机电控系统必须能平滑连续调节运行速度。
对于调速精度，为了在不同负载下的减速段的距离误差尽可能地小，要求提升机的静差率ｓ越小越好(一般在高速下ｓ＜１％)。
这样可以使爬行段距离尽可能设计得小，来减少低速爬行段的时间，从而缩短提升周期，获得较大的提升能力。
3、要求设置准确可靠的速度给定装置提升工艺要求电控系统的加减速度平稳。
根据安全规程，对矿井提升机的加、减速度都有一定的限制。
对竖井来说，提物时加减速度小于1.2m/s2；提人时加减速度小于0.7m/s2；对斜井，提人时加减速度小于0.5m/s2。
矿井提升控制程序及系统图
4.1 机运区牵头编制《提升机运行管理》、《提升机操作规程》等制 度，并经机运区、安检科、调度室会审后，报机电副总工程师审批。
4.2 职工教育培训中心组织对提升机司机和维护人员进行培训。 4.3 机电一队、运输二队、运输三队、运输四队检查维护管辖范围内 的提升机，同时使用单位还要检查和维护管辖范围内的小绞车，及时处 理存在的问题，确保提升系统的安全可靠。 4.4 机运区定期对提升系统及其安全防护设施、仪器使用情况进行监 督检查指导，根据现场实际及时更新《提升系统图》及其他相关图纸， 发现问题及时拟定检修计划报相关领导，审批后组织检修；或下发"整 改通知单"督促相关单位限期整改。 4.5 各使用单位将提升系统检查、维护、校验、运行记录资料存档备 查。 5 相关文件 《提升机操作规程》
提升机及安全防护设施检查、试验 提升运输
提升系统正常运行 正常 不正常 检查、维护、运行记录等相关资料存档备查
检修维护
管理制度操作规程审核 编制提升机管理制度及操作规程
职教中心组织培训提升机司机和维护人员 通过 未通过
提升机及安全防护设施检查、试验 提升运输
提升系统正常运行 正常 不正常 检查、维护、运行记录等相关资料存档备查
6 相关记录 《整改通知单》《日常检修记录》《巡回检查记录》《要害场所登 记本》 《定期检修记录》《交接班记录》《钢丝绳检查记录》 《机电事故记录》《井筒装备检查记录》
《维护记录》《提升系统图》《设备运行记录》
矿井提升控制流程图
编制提升机管理制度及操作规程 职教中心组织培训提升机司机和维护人员பைடு நூலகம்通过 未通过
基于PLC的矿井提升机控制系统
摘要矿井被称作地下矿井系统的咽喉,是井下与地面最重要的通道.矿井提升机承担着矿井与井下人员、矿料、设备等物资运输的重任,是整个矿井系统中的核心部分，矿井提升机的安全可靠运行至关重要。
所以设计一套安全可靠的矿井提升机控制系统具有极大的意义.PLC出现后以其显著优点迅速成为工业生产控制系统的主流发展方向，其可靠性高,抗干扰能力强；编程简单，使用方便；控制程序可变,具有很好的柔性功能完善;扩充方便，组合灵活,极大减少控制系统设计及施工工作量；体积小，重量轻；非常适用“机电一体化"设备。
基于PLC设计矿井提升机控制系统，极大满足对大型机械控制安全与可靠性的要求,且节能环保，便于操作与维护。
关键词：矿井提升机;PLC；控制系统.AbstractThe mine is called the throat of the underground mine, which is the most important channel of the underground mine。
The mine hoist bears the heavy responsibility of the mine and the underground personnel，the ore material，equipment and so on。
It is the core part of the entire mine system，and the safe and reliable operation of the mine hoist is very important。
Therefore, it is of great significance to design a safe and reliable control system of mine hoist。
PLC appears with its remarkable advantages quickly become industrial production control system of the mainstream of the development direction of, the high reliability, strong anti—interference ability; programming is simple, easy to use；variable control procedures，with perfect good flexible function；to facilitate the expansion，flexiblecombination，greatly reducing the control system design and construction work；has the advantages of small volume, light weight；very applicable electromechanical integration equipment。
大专毕业论文5000字 机电专科毕业论文
大专毕业论文5000字机电专科毕业论文关于机电论文你了解多少?机电专科毕业论文怎么写?下面是小编整理的机电专科毕业论文，仅供参考。
机电专科毕业论文【1】矿井研究机电控系统设计方案1现场总线网络应用设计目前国内由于提升机的各组成设备及控制装置大多由不同厂家提供，提升机电控成套厂商生产的提升机电控系统主要实现对提升工艺进行控制和监视保护，而与之相关的定量装载控制(主井配套设备)、井底和井口操车控制(副井配套设备)、提升信号控制、液压制动控制、辅机控制等系统相对独立，只进行简单的闭锁控制和监视。
随着plc在上述各控制系统中的应用，特别是网络通信技术的发展，通过网络通信将上述控制系统连成一体，形成包括所有提升机组成设备控制子系统的提升机电控系统。
目前提升机电控系统中广泛使用西门子s7系列plc，具有profibus-dp外部现场总线接口，因此选用profibus-dp网络作为通信方式。
profibus是一种国际化的、开放的、不依赖于设备生产厂商的现场总线标准，适用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制，能够实现现场级到车间级监控的分布式数字控制和现场通信网络。
系统采用3层体系结构，最低层为数据采集系统，从现场各类传感器设备中采集数据，执行控制指令;第2层为实时信息处理系统，对现场采集的数据进行分类显示，包括故障记录、实时显示、打印等;第3层将数据及其相关信息写入服务器和数据库服务器中，对数据进行统计、分析等处理，满足信息通过网络与第3层客户端相连的要求，客户计算机可通过浏览器直接使用和监测现场采集的数据。
图3基于现场总线的分布式提升机控制系统架构基于profibus现场总线的分布式提升机电控系统，可解决目前提升机电控系统中存在的分散控制导致集约控制能力差、信息传输受限、信息采集不完全且不能共享、系统可靠性低、维护量大等一系列问题，减少系统设备间大量的i/o和模拟量电气连接，在节约成本的同时降低系统故障率和维护费用，在拓展信息量的同时提高控制的有效性和稳定性。
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。
基于PLC技术在矿井提升机电控制系统的应用分析
井提 升机是非 常重要 的设备 ， 其 对生产工艺的要求较 高， 所以为了有效的提升矿机提 升机 的运行 能力） Ｌ＿ ｖ － 作效率， 则 需要科学 、 合理 的 对其 电控 系统进行控制 ， 这就需要利 用到 可编程序控制 器， 即Ｐ Ｌ Ｃ技术 ， 这项技术应用的时间 已有几十年 ， 现在 随着其在应用中不断发 展和 完善 ， 其技术有 了较大的提 高， 而且应用的也非常广泛。 现从提 升机 对电控装置的要求入手 ， 分析 了老式矿井提升机 电控 系统存在 的主要 问题 ， 同时对 Ｐ Ｌ Ｃ系统的功能和特点进行 了介绍 ， 并进 一步对 Ｐ Ｌ Ｃ技 术在提升机 电控 系统 中的应用进行 了具体的阐述。 关键 词 ： 矿 井提 升 机 ； 电控 系统 ； Ｐ Ｌ Ｃ技 术 在矿 山生产过程 中， 矿井提升机是非常重要的设备 ， 其运行的 严格的筛选 ， 排除因器件 问题而造成的故障 ； ６ ） 采用冗余技术进一 安全 性直 接关 系着 矿 井生 产 的 安全 。 随 着对 提 升 机生 产 工 艺要 求 的 步 增强 了可靠 性 。
科 技论坛
民营 科技２ ０ １ ４ 年第１ 期
基于 Ｐ Ｌ Ｃ技术在矿井提升机电控制系统的应用分析
李ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ晓 晖 摘
（ 中安联合煤业化 工有 限公 司朱集西煤矿 ， 安徽 淮南 ２ ３ ２ ０ ０ １ ） 要： 当前 矿 山 企 业取 得 了较 快 的发 展 ， 在 矿 山企 业 生产 中其 安 全 生 产 是 关 乎 企 业 生存 的 重 大 问题 。 在 矿 山企 业 生 产 当 中 ， 其矿
升机 电控系统 功能较少 ， 没有通信功能 ， 所 以在提升过程中无法将 取加速度控 制 ， 工艺允许时 ， 最好实现无爬行控制 ， 以减少提升时 实时信息传统给调度及其他生产管理部 门，由于信息的不联通 ， 所 间， 提高生产教率。 以导致管理工作相互脱节 ， 生产效率无法提高。 ４ ． ３ 监视系统 。提升过程 的监视 ，最重要的是提升行程终端 的监 ２ ． ２ 智能性差 。老式电控系统 由于其在设计之初受技术及其他条 视 ， 即减速段超速和过卷监视， 以及等速段超速监视 ， 实现方式多为 件所限 ， 所 以其没有快 速指示故 障位置 的功能 ， 这样一旦发生故障 Ｐ Ｉ Ｃ构成的电子式装置加井筒开关。 的， 则需要大量的人力来进行排查工作 ， 不仅需要的时间较长 ， 而且 ４ ． ４ 安全 回路。一是故障信号预报 ； 二是事故停车 ， 即完成本次提 还存在着故障的查找的困难 ， 使工作效率很难提高。同时老式提升 升后闭锁； 三是 紧急停车 ， 即立即进行电气和机械制动 ， 停车后 系统 机的电控 系统其采用 的都模拟控制系统 ， 其不仅存着较为复杂的逻 闭锁。安全 回路应具有完善 的故障监视功能 ， 使无论是提升机还是 辑性 ， 同时其 响应较慢 ， 实时性差 ， 对于需要快速 响应的控制系统无 安全 回路本身出现故障时， 都能确保实施安全制动。 法适应 ， 同时 由于提升机的频繁启 、 停动作导致其继 电器触点存在 ４ ． ５ 制动系统。制动系统除要保证可靠地实现工作制动和安全制 着老化的情况 ，所 以需要针对继 电器的运行情况来进行定期 的更 动外 ， 还要完成对制动用液压站的控制及对制动系统 中其它环节的 换。这些 问题的存在 ， 使老式提升机存在着较大的安全隐患 。 监视。由于其技术要求与安全回路相似 ， 故一般由两台高可靠性的 ３ Ｐ Ｌ Ｃ 系 统 的功 能及 特 点 Ｐ Ｌ Ｃ构成 ，当其中任一台发生故障时仍可保证制动阀可靠动作 ， 且 Ｐ Ｌ Ｃ技术作 为一种 自动控制装置 ， 其是集多种高科技技术于一 每台 Ｐ Ｌ Ｃ的输 出模块部 由另一 台 Ｐ Ｌ Ｃ的输入模块进行监视 。 身， 将微处理器作为其技术的核心 ， 主要以微处理器为核心 ， 并以其 ４ ． ６ 信号系统 。 矿井提升机的信号系统大体上可分为信号输入 、 信 结构简单 、 灵活通用 。较高的可靠性等诸多优点在工业上得到越来 号输 出及保护系统三部分。将去向信号 、 开车命令及提升类别信号 越广 泛 的 应 用 。 送人 Ｐ Ｌ Ｃ的输入端 ， 经处理输 出各种指令或保护信号。 机电设备电控系统由于其运行环境的具有特殊性 ， 同时还需进 矿井提升机作为煤矿企业 当中最重要的井下机电设备 ， 其运行 行连续的工作 ， 所控制的对象也较为复杂， 所以Ｐ Ｌ Ｃ技术就需要有 的可靠性和稳定是十分重要 的，将 Ｐ Ｌ Ｃ技术应用到矿井提升机 当 其他控制器所无法 比拟的特点 ，从而保证其运行的稳定性 和可靠 中， 有效地保证 了 系统 的控制 能力 ， 同时通过 Ｐ Ｌ Ｃ的应用 ， 使 系统 性 。其主要功能包括如下几个方面。 对于故 障的判断能力和处理能力也得到了一定 的加强 ， 使提升机运 ３ 、 １ 可靠性高 和抗干扰能力强 。Ｐ Ｌ Ｃ为 了满足专业在工业环境 下 应用 的要求 ， 采取了如下硬件 和软件措施 ： １ ） 内部采用 电磁屏蔽 ， 防 止辐射干扰 ； ２ ） 采用优 良的开关电源， 防止 电源线引入 的干扰 ； ３ ） 具 有 良好的 自诊断功能 ，可以对 Ｃ Ｐ Ｕ等 内部 电路进行检测 ，一旦出 错， 立即报警 ； ４ ） 对程序及有关数据用 电池供电进行后备 ， 一旦断电 行的安全 ｌ 生 得 以大幅度 的提升，有效地提升了企业的生产效率 ， 为
矿井提升机的综合自动化控制系统
矿井提升机的综合自动化控制系统摘要：矿井提升机为矿山咽喉设备，除电力传动系统可靠运行外，需对提升机电气设备及机械设备的运行状态进行监视及控制，提高电控系统的可靠性、控制精度和性能。
完善的综合自动化系统对提升机安全运行有着重要的意义。
关键词：提升机；自动化；控制前言提升机电气设备和机械设备比较复杂，运行可靠性要求高，故障检测处理及保护电路比较复杂，随着电力科技技术的发展，提升机电气控制、保护措施自动化系统已发展到第三代多PLC和智能化仪表数字控制以及上位机监控、数据采集及远程故障诊断编程系统。
1提升机操作系统1.1 操作台操作台为分体式结构，由控制台，制动台，仪表指示台组成，中间设有司机座椅。
控制台和制动台上设置有各类操控手柄、开关和按钮等。
仪表台上设置有各类仪表及指示信号等。
司机可操作操作台上的开关及按钮来控制提升机运行，并通过指示灯和显示仪表以及工业控制计算机及时了解提升机的运行状态及运行参数。
1.2上位机监控系统主要实现人机界面及画面显示，人-机通信、监视、控制与操作，各个子系统画面显示。
主要监控功能为提升系统动静态画面生成；故障自检显示、报警；各类报表生成；提供首次报警记录等。
2提升机控制系统2.1主控PLC系统主控PLC是网络控制系统的主站，主要用来实现逻辑联锁控制和安全监视、保护。
完成除闭环控制外的整个提升机电控系统的信号处理，数据运算，通信控制，系统管理等。
2.2 监控PLC系统主要实现安全监视和保护。
主要保护和闭锁功能（1）立即施闸类故障保护：（2）终端施闸类故障保护：（3）电气制动类故障保护（4）系统闭锁功能（5）部分行程参数信号逻辑运算处理，自动产生速度给定信号。
（6）控制提升容器停车精度<1cm。
（7）将信号处理成位置和在线速度显示等2.3 UPS不间断后备电源UPS电源用于控制，监控，等设备的电源后备支持。
当发生电源故障时，给闭环控制，以及PLC的供电将继续维持直到提升机停止且制动闸已经合上。
双PLC矿井提升机控制系统实现
１２３ 科技创新导报 Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ工 程 技 术２０１０ ＮＯ．２８Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ１ 主井提升综合自动控制系统构成主井提升综合自动控制系统由全数字传动控制、调度控制中心、控制网络等构成。
全数字直流传动控制主要由晶闸管变流器、全数字调速控制器、以PLC 为核心的提升机主控设备、以PLC 为核心的行程速度控制和监视、安全监视及安全回路、制动控制设备、操作台等构成。
主要完成提升箕斗在井筒上下运行的实时控制。
其中,全数字控制器以2套DCS602控制器为核心构造,主要完成按行程曲线要求对直流电机进行调速控制为目的;主回路晶闸管变流器结构为串联12脉动式,以2套DCS600设备为核心构成,实现交流电至可变直流的变换,给直流电机供电;提升机主控部分主要完成工矿选择,提升机开停、提升联锁、应急控制等功能;提升机行程、速度控制和监视部分主要完成提升机位置检测、给定速度生成,S 型曲线及整个提升过程中形成监视、速度测量及显示。
以上功能的实现以2套S7-300PLC 为核心构成。
安全监视及安全回路以PLC 和继电器2种方式相结合,共同构成双线制的提升机安全保护结构。
在提升调度控制中心设置有上位机系统,用于实时显示提升机的各种运行状态,并对各种参数进行监视、故障报警、记录等,以确保系统的安全、可靠运行。
上位机系统可与更上一级计算机或矿级计算机网络通信,实现提升机控制系统的实时信息共享,并通过现场PROFIBUS 总线与下位PLC 装置通信,下发控制指令并监测及显示系统运行的实时数据。
提升机的运行状况及各种参数,可以送至矿总调以及相关部门,使联网的调度及有权限的计算机可以随时查看提升机的运行参数和状态。
如图1所示。
２ 提升机控制系统的可靠性要求原则提升机控制系统的可靠性包括安全可靠性和工作可靠性,其安全可靠性是指产品或系统在规定的条件下和时间内,保证不发生影响某一后果的事故安全性能的概率,它和工作可靠性属2类不同内容的可靠性指标。
矿井提升机电控系统的发展
矿井提升机电控系统的发展张 娟(中国矿业大学信电学院,江苏徐州221008)[摘 要]根据矿井提升机电力拖动技术的发展过程,介绍和分析了绕线型异步电动机交流拖动、发电机-电动机直流拖动、晶闸管整流装置供电的直流拖动和交-交变频器供电的交流拖动等四种拖动方式。
[关键词]矿井提升机;交流拖动;直流拖动0 引言矿井提升机是矿山企业的关键机电设备,对矿井的生产及安全起着非常重要的作用。
由于提升机的生产工艺要求比较高,所以它的电气传动及控制一直是各国电气传动界的一个重要研究领域。
本文根据矿井提升机电力拖动技术发展的过程,对各种拖动方式进行介绍和分析。
1 交流绕线型异步电动机拖动[1]是矿井提升机电力拖动发展的第一阶段,大体在20世纪50年代至60年代初,采用的是“异步电机+转子串电阻加速+高压接触器换向+动力制动(或低频拖动减速)+继电器控制”方式。
由于鼠笼型异步电动机很难满足提升机起动和调速性能的要求,因此,在这一阶段,矿井提升机多采用绕线型异步电动机进行拖动。
绕线型异步电动机转子回路串电阻后能限制起动电流和提高起动转矩,并能在一定范围内调速。
具有结构简单,坚固耐用,建筑面积小,维护方便,价格低廉,安装调试方便等优点。
缺点是启动阶段电能损耗较大,当用于要求频繁启动或不同运行速度的多水平提升机时,问题就更为突出,但用于单水平深井提升时,提升效率与用发电机组供电的直流拖动系统相当。
此外,由于靠切除转子回路电阻进行调速,所以系统的调速性能不好,调速范围小且为有级调速。
如果选用了动力制动、低频制动、可调机械闸、负荷测量、计量装载等辅助装置后,运行性能将会大有改进。
目前,在我国中小型矿山或中等深度以下的矿井中,还有一定的市场。
受交流开关容量的限制,单台交流拖动的电动机容量一般不大于1000kW,当功率超过1000kW而又选用这种拖动方式时,可利用2台绕线型异步电动机组成双机拖动系统。
与单机拖动系统相比,双机拖动系统有以下几个特点:(1)如果生产条件允许,2台电动机可分期安装。
主、副井提升系统
一、机电系统整体情况概述主、副井提升系统：主提升采用一对12t箕斗，JKMD-3.5X4(E)型多绳提升机，提升能力较大，电控系统选用直流电动机驱动方式。
副立井提升担负矿井的矸石提升、人员升降及材料设备运送等全部辅助提升运送任务。
副立井井深255m，装备1t矿车二层四车四绳非标宽罐笼和1t矿车二层二车四绳非标窄罐笼各一个，异侧进出车。
提升最重部件为液压支架。
副立井提升选用落地式多绳摩擦轮提升机。
矿井主提升系统为立井双钩箕斗摩擦式提升系统，担负煤炭提升任务，井筒净径5.0m,垂深283.8m,提升高度267.26m。
主立井井口装备1台JKMD-3.5×4（Ⅲ）E型提升机，最大静张力525kN，最大静张力差137kN。
最大提升速度7.33m/s，一次提升循环时间66.5s。
摩擦轮直径3500mm，导向轮直径3500mm。
摩擦轮围包角182.4°。
设有数字式深度指示器。
配有1台ZKTD250/60直流电动机拖动，功率1250kW，额定电压660V，40r/min。
4根提升钢丝绳型号为36.5NAT6 V×37＋NF，绳径36mm；2根尾绳型号为170×28ZAAP8×4×9。
绞车电控系统为KVN28A-12型直流调速装置，操车电控采用PLC控制系统。
制动系统为盘式制动器，含二级制动AC800M控制器。
提升容器为1对12t箕斗(实际容量12.5t)。
矿井辅助提升系统为立井双钩罐笼摩擦式提升系统，担负材料、设备和人员的升降任务，井筒净径7.0m，垂深312.73m,提升高度279.16m。
副井井口装备1台JKMD-3.5×4（Ⅲ）E型提升机，最大静张力525kN，最大静张力差137kN。
最大提升速度6.6m/s，一次提升循环时间75s。
摩擦轮直径3500mm，导向轮直径3500mm。
摩擦轮围包角183.29°。
设有数字式深度指示器。
提升机毕业设计
X X X矿主井绞车选型设计学校：河北工程大学班级：机电一体化04级指导老师：姓名：齐晓廷日期：2007年7月15日目录前言第一章井田概况和地质特征第一节井田概述第二节地质特征第二章井田开拓第一节井田境界及储量第二节矿井设计生产能力及服务年限第三章提升设备选型计算第一节提升容器选择计算第二节提升钢丝绳选择计算第三节提升机和天轮选择计算第四节提升机与井筒相对位置计算第五节提升电动机的初选计算第六节提升系统变位质量计算第七节提升设备的运动学计算第八节提升设备的动力学计算第九节提升电动机容量的计算第十节设备的电耗及效率的计算第四章电动机转子串电阻计算第五章提升机拖动控制系统简介第六章设计参考书第七章谢辞前言X X X井田位于峰峰矿区南部，与X X X毗邻，井田内上组煤为焦煤。
交通方便，开发该井田煤层对矿区生产和接续将起积极作用。
为了充分发挥上组煤较丰富的工业储量，矿井设计生产能力45万吨。
由于下组煤受澳灰水威胁，水文地质条件尚待进一步查明，本设计遵循地质报告审批意见，将下组煤储量列为暂难利用的表外储量，暂不考虑开采。
根据井田地质构造和年设计生产能力，按照煤炭开采的有关技术政策，规程规范，尽量提高矿井采、掘、运等机械水平，提高矿井效率和安全程度，提高资源回收率。
本设计的主要内容;矿井年设计能力为45万吨。
井田上组煤工业储量为5250.96万吨，可采储量为3210.277万吨。
矿井上组煤服务年限51年。
采用立井暗斜井开拓方式，工业场地利用原北大峪工业场地。
矿井为单水平开拓，水平标高-390m。
-3.5m水平为立井和暗斜井的转载水平。
矿井采用中央并列抽出式通风系统，并服务于矿井整个生产服务期限内。
大巷运输采用7t架线电机车牵引1t矿车，主暗斜井采用8t箕斗和主井采用3t箕斗提煤。
原副立井改为回风井，新建副井至-3.5m转载水平，并装备1对1宽1窄罐笼，担负矿井辅助提升。
矿井到达设计产量时布置一个生产采区和一个准备采区，装备2个高档工作面和1个普采工作面。
智能化技术对煤矿机电运输系统优化提升的作用
智能化技术对煤矿机电运输系统优化提升的作用安徽省淮北市 235131摘要：随着5 G网络技术的发展，能源供给侧的变革正在加快。
通过数字化、网络化和智能化改造煤炭开采技术和方法，开采效率和安全得到了明显改善。
在煤炭开采、智能自动控制技术和机电运输煤炭方面，智能科技的应用和推广仍在不断地探索和进步，在部署智能科技作用机电运输煤方面，显得尤其重要。
智能分析技术的应用在机械和电力输送，让煤矿机电运输系统智能化有更深的理解。
关键词：煤矿智能化；机电运输系统；智能化技术引言为了加速我国煤炭工业的现代化进程，推进智能化进程，使我国的煤炭工业由传统的劳力密集型向技术型的转型。
智能化技术的运用，不但可以有效地提高煤矿的生产效率，还可以极大地改善煤矿井下的生产环境，使煤矿井下的机电设备能够更好地进行在线监测。
一、智能化技术在煤矿机电运输中的应用分析随着市场需求的改变，以及人们对环保的要求，在煤炭市场上的竞争越来越激烈，各个矿业企业都要提高煤的产量、质量，同时，消费者也希望环保煤的指标得到持续的改善。
采取更加智能化的采运方式，从而提高煤炭生产的效率。
（一）在矿井提升机中的应用在矿井中，物料，设备和人员都由提升机实现井下到地面的运输。
由于地下升降机的起停频率较高，所以需要对升降机的速度进行适当的控制。
底层升降机安装了智能化的控制系统。
升降机的起停易于准确控制。
该智能控制系统由微电脑控制器、感应器、摄像机及智能演算法等组成。
相对于自动化的升降机，智能化的升降机更侧重于操作的方便性。
利用该系统的软件接口，操作者可以方便地了解井下起重机的实际工作情况。
对吊装装置的搬运过程进行了虚拟图像图像的展示。
（二）在供电系统中的应用智能型变电站配变开关具备超限触发，远端断开，无监视等特点。
监测站是一种智能终端机，也是一种在地下变电所中起到保护作用的保护装置。
所述站点地面监测中心智能终端的保护装置的电参数被传送到所述地面监测中心，并且通过所述控制器将所述控制装置数据被保护。
基于PLC的煤矿主井提升监控系统硬件设计
面 ， 以取代原 来 的控制 台和 显示 器 ， 于数 据显 示 可 用 及 参数设 置 ， 而且 可 以用 动 态 曲线 描述 系统 的操 作
过 程 ， 且 可 以扩 展 Ｐ Ｃ的 功 能 ， 减 少 开 关 、 并 Ｌ 能 仪 表、 按钮 的使 用 。操作 简单 ， 直接 用手 指就 可 以选择 监控 画面并 进行设 置 。 触摸 屏 系统通 常 由触 摸屏 控制 器与 触摸 检测 装
动态 响应 的 闭环控 制任务 。Ｆ ４ ８集成 了一个 Ｐｏ Ｍ５ ｒ— ｉ ｓＤ ｆ ｕ Ｐ通讯 口 ， 高 波特 率 可 达 １Ｍ ｂ ｓ并 且具 ｂ 最 ２ ｐ ， 有 等 时同步 的功 能 ， 用于传 动通 讯 ， 可 通过底 板 总线
与 ￥ Ｃ Ｕ取 得 通 讯 。Ｅ Ｍ ３ ７Ｐ Ｘ ４ ８是 其 扩 展模 块 ， 要 主 用 于 连接编 码器 和外设 ＩＯ。提 升 机 的 同步 开关 以 ／ 及 编码 器 均 通 过 Ｅ Ｍ４ ８连 接 。Ａ 系统 Ｆ ４ ８可 Ｘ ３ Ｍ５ 实 现 提 升 机 的 闭环 控 制 与 闭 环 控 制 监 视 ， 系 统 Ｂ
Ｓ ｒａ ｅ ｉ ｌＮｏ． ９ ５１
现
代
矿
业
总 第 ５９ １ 期
２ １ 年 ７月 第 ７期 ０２
Ｊ ｌ ．２ ２ ｕ ｙ ０１
Ｍ ０ＲＤＥＮ Ｉ ＮＧ Ｍ ＮＩ
基 于 Ｐ Ｃ的煤 矿 主 井提 升监控 系 统硬 件 设计 Ｌ
吴 伟 宋根 祥
（． １ 禹州神 火昌平矿 业有限公 司；． ２ 禹州神 火九华 山矿业有 限公 司）
１ 煤 矿主井提升监控 系统
主井 提 升 系 统通 常有 以下 主要 部 分 组 成 ： 升 提
机、 提升 主 钢丝 绳 、 提升 容 器 （ 斗 、 笼 、 车 ） 天 箕 罐 矿 、 轮 （ 导 向轮 ）井 架 （ 或 、 或井 塔 ） 罐 道 （ 井 提升 时 为 、 斜 轨道 ）井 筒 和井 筒 装 备 、 载设 备 、 载 设 备 、 底 、 装 卸 井 装 置 等 。提 升监 控 系 统 主 要 用来 监 测 罐 笼 位 置 、 速 度 、 台状 态 、 全 门状 态 、 摇 安 阻车器 状态 等 ， 并实 现推 车 、 升 闭锁 控 制 等 。监 控 系 统 一 般 由传 感 器 、 提 分
基于煤矿井下综采工作面机电设备集中控制系统的设计
基于煤矿井下综采工作面机电设备集中控制系统的设计摘要：本文简单阐述矿井综采工作面机电设备对应的集中控制系统的设计要求与基本框架。
进一步分析集中控制箱、传感装置、数据采集程序的设计，并探讨了系统上位机装载软件与画面等的功能。
关键词：煤矿；井下综采工作面；机电设备；集中控制0引言煤矿井下的综采工作面环境极为复杂，对于机电设备的控制如果只通过人工现场巡查监控，容易有遗漏与滞后等情况，这对煤矿生产有着不利影响。
而通过集中控制系统，可在线完成设备监控。
1综采工作面机电设备集中控制系统总体设计1.1设计要求第一，实用性和可靠性。
根据煤矿井下生产技术与特征，综采工作面机电设备运行信息采集控制系统的构建，需符合煤矿作业的要求，并且达到现场数据采集装置设计和安装所需强度与刚度标准，满足集中控制需要。
而考虑到综采作业面环境复杂，井下分布着许多机电设备，所以设计集中控制系统时，需注意对数据采集环节的防护效果，保障系统能够长期可靠运转。
第二，先进性。
近些年，煤矿井下的综采设备更新迭代频率较高，为保证集中控制系统的可用性，就不能忽略其先进性，适应未来机电设备升级后，对控制系统的要求，引入前沿信息化手段，保障采集信息与控制指令顺利传输。
第三，兼容性与开放性。
当前煤矿井下综采中运用的机电设备来自不同厂家，通信方式会有差别，所以集中控制系统应当考虑到兼容性的问题，支持多种通信方式的接入。
另外，在系统设计开发期间，运用的软件及数据库也应具备兼容性，适应机电设备控制的现实需要。
而在煤矿井下生产技术发展中，“少人化”与“无人化”的作业观点提出与推行，使得在生产实践中，对综采机电设备控制的需求愈发明显。
所以，在集中控制系统设计中，应当以通信协议、运行架构等层面为基础，保持系统运用的开放性，为系统未来升级留出空间。
1.2系统框架集中控制系统上，可分出四层结构。
一是数据采集层，通过在综采工作面合适位置安装PLC装置，实现长期采集各个机电设备的工作情况、有无故障、电压电流等，同时还包括一些传感装置的运行数据。
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本科生毕业设计（论文）题目：矿井提升机电控制系统设计学生姓名：系别：专业年级：指导教师：2011年 6 月 20 日摘要煤矿矿井提升机是煤矿的重要设备，随着计算机和PLC技术的不断进步，采用先进的控制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能得到很大的改善，其控制系统的技术性能和可靠性直接影响煤矿的安全生产。
本文采用PLC技术对TKD-A电控系统进行改造，保持原操作方式、按钮、开关、主令控制器作用不变，使用户使用方便，不需要适应期。
同时可以利用PLC的高速计数功能、信号显示功能等来增加一些新的控制功能，系统安全性也将大大提高，运行更加平稳、准确。
改造后的系统能够满足矿山生产的苛刻要求，而且投资相对较少，性价比较高，具有很强的实用价值。
关键词：矿井提升机；PLC；电控系统ABSTRACTMine hoist is a important equipment in mining operation，with the development of computer science and PLC technology，advanced electronic controlling technology has been applied in control system upgrading .The technical performance and reliability of the mine hoist control system directly relate to the mine production safety.The paper presents a innovative design，which integrates the PLC technology into the TKD-A system while keeps its original operation mode，buttons，switches and master controller.This will be convenient for user's operation and utilize PLC high speed counting function and signal indication function.The new design will greatly improve the system safety.The modified TKD-A system can run in a more stable and accurate condition and meet strict requirements of practical mine production.Extra investment of the new system is comparatively small.Therefore，it is a kinds of cost effective design，which deserve to be generalized.Key words: Shaft hoist ；PLC ；Electrically controlled system前言 (1)第一章绪论 (2)1.1 矿井提升机发展现状 (2)1.2 课题研究的意义 (3)第二章基于变频PLC的调速系统 (4)2.1 变频调速方案 (4)2.2 控制系统设计 (4)2.2.1 系统性能特点 (4)2.2.2 系统硬件设计 (4)2.2.3 系统软件设计 (7)第三章基于PLC的电控系统 (8)3.1 总体设计方案 (8)3.2 硬件设计 (8)3.2.1 提升机主回路部分设计 (9)3.2.2 制动回路设计 (9)3.2.3 速度给定回路 (10)3.2.4 动力制动回路 (11)3.2.5 行程检测与显示 (12)3.2.6 辅助回路设计 (13)3.3 提升机主电动机转子电阻计算 (13)3.4 PLC控制系统设计 (13)3.4.1 主控PLC控制电路设计 (13)3.4.2 PLC控制软件设计 (14)第四章结论 (17)参考文献 (18)致谢 (19)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。
提升机电力传动系统运行复杂，提升机的电动机经常正反向切换运行，频繁的处于电动和制动状态不断转换和处于超负荷的状态。
对提升机来说，提升的运行过程中的安全性和可靠性是至关重要的，特别是用于搭载乘务人员的副井，如果发生故障往往会造成机毁人亡，因此，为了保证提升机能够安全可靠的运行，提升机的安全性和可靠性就成为研究和制造时必须首要考虑的至关重要的问题。
我国是个采矿大国，也是矿山机电设备制造和使用大国。
矿山企业的提升机是咽喉设备，产品不断更新换代。
老产品运行年深日久，原本落后的结构问题暴露突出，故障增多，严重影响矿山的安全运转，抑制了矿山工业的快速发展，给国民经济带来了不良的影响。
随着国内矿井生产量的飞速的提高，对提高提升机的安全性、可靠性、生产效率以及整机的自动化水平，降低操作维护人员的劳动强度和提高处理设备故障的速度等，成了非常迫切的要求。
所以本文就以研究和设计提升机控制系统为目的，仔细的研究和分析了提升机系统的各个组成部分及其之间的联系，来更近一步的了解提升机系统，更好的为矿山单位服务，为国民经济的发展提供良好的条件。
第一章绪论1.1 矿井提升机发展现状当前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：(1)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，需要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。
而在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。
变频装置取代复杂的串联电阻切换装置，对提升机运行速度曲线、转矩大小的要求都由变频器来完成，简化了控制操作流程，提高了控制精度。
采用先进的工业计算机、现场总线和工业自动化技术，按照结构标准化、产品系列化、性能现代化、体积小型化的原则，研制生产适合矿井提升机电控设备是进行技术改造和新建矿井设备选型的理想选择。
使用上位机监控系统，采用组态模式，实现良好的人机对话；实时监控提升机的运行状态，上位机动态模拟显示及故障闭锁；可进行故障报警、数据查询、报表打印；记录提升钩数以及每日、每月、每年的提升量累计；故障声光指示、记忆及部分传感器上位机的紧急处理。
1.2 课题研究的意义我国有着丰富的矿产资源，低廉的劳动力成本，本应该在国际市场竞争中占有明显的优势，但由于技术、管理和体制等原因，大部分矿山企业的劳动力效率低下，再加上国际国内间的竞争加剧，我国矿山企业的前景不容乐观。
从采用先进技术的采矿国家发展经验可以得出的结论是：采用高新技术和先进设备改造落后的矿井提升系统的现状是我国矿山企业在国内国际竞争中胜出的必由之路。
本课题的研究意义也就在此：应用先进的计算机和PLC技术改造传统老旧得矿井提升机控制系统，提高矿井的产量和质量从而在市场竞争中取得优势地位。
采用先进的计算机控制系统同时也可以使矿井生产的安全性和可靠性也可以得到有力的保障，同时也可以提高矿山企业的自动化和现代化管理水平。
第二章基于变频PLC的调速系统2.1 变频调速方案提升机在运行过程中，矿井井下和井口必须用信号联络，信号未经确认，提升机不能运行。
当操作工人听到开车信号时，按下启动按钮，PLC控制将AC380 V电源接入变频器。
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，提升机开始运行。
在提升过程中，控制提升机运行的速度曲线可由PLC编程产生，经过A/D 转换，由模拟量输出口输出，以驱动变频器工作；也可根据现场的工况需要，由操作台速度控制手柄以人工方式进行控制。
旋转编码器可以检测电动机的转速，并将此信号传送给PLC，PLC通过该信号可以累计计算提升机的速度及行走距离，监视器可以时时显示提升机速度和位置。
井口液压站的作用是液压机械制动，类似电磁抱闸。
此制动器用于重车静止时的制动，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，其受PLC和变频器控制。
控制监视系统是操作人员、控制系统及运输系统之间的桥梁，它可以在线监测提升机运输系统的各种工作参数、工作状态、故障参数和故障状态。
2.2 控制系统设计2.2.1 系统性能特点(1)为了便于系统故障时不影响生产进行，在使用工频系统的基础上增加变频系统，并且可以实现工频-变频的切换。
(2)能够实现平滑无级调速。
再生发电时电能回馈至变频器的直流侧，通过制动单元和制动电阻泄放。
并将电网侧功率因数提高到0.95以上。
(3)可实现性能优越的闭环控制。
配合工艺，实现提升和下降的不同速度运行。
(4)采用PLC软件编程可实现提升机S形速度给定及操作台人工速度给定，能够实现自动及手动调速，灵活性大，易于操作。
(5)利用PLC的编程软件及变频器的功能参数取代了大量接触器、继电器等硬件，使设备运行的可靠性得到极大提高。
2.2.2 系统硬件设计(1)变频PLC调速主电路变频PLC调速主电路如图2-1所示。
图2-1 变频PLC调速系统主电路控制系统的核心部件为西门子公司的S7-300PLC和MM440变频器，采用并行连接，其连接方式分为模拟量和开关量连接。