基于PLC与变频器的矿井提升机的自动控制系统8.1.1-概况§8.2精选课件PPT
基于PLC的矿井提升机控制系统设计
摘要近几年来我国每年的GDP总值在不断的增长，人类追求优质生活的要求也在不断的增加，人类对煤的需要也在不断高于每年的需求量，同时煤矿的生产速率已满足不了各个工业生产的需求，而矿井煤矿中的继电式的提升机设备以逐步不在适用，逐步采用自动化式的提升设备，因此对矿井开采自动化煤矿提升设备的安全、稳定和高速控制装置有了更高的要求。
提升机是煤矿矿道中与外面联系的重要交通工具，是煤炭矿井与外面联系最重要的应用，是在从采面到地面过程当中最重要设备，是运送煤炭以及工作人员安全的重要设备；而煤矿中的提升机中是矿井井道中输送煤炭、矿石、人员等重要的运送装备。
对于矿井提升机来说，只运用到了立井和斜井当中。
与此同时矿井提升机工作的稳定、安全性等是最重要的，而对于传统的矿井井道中的提升机多由继电器连线构成，构成的电控装置系统相对来说比较复杂、工作时间长、体积庞大，并且其触点繁多，机械性动作不灵活，有时会产生电火花摩擦，甚至会发生漏电、火灾事故；另一方面就是它的硬件接线比较麻烦、故障率的出现比较频繁，而且不便于检修，并且调速性能相对比较差、不灵活、稳定性能较差；在运作时硬件启停过程中，不仅存在着较大的起动电流，还会产生电弧，并且产生过大的电流损耗（包括线路损耗），还大大缩短了接触器、电动机等机械器件本身的寿命，严重时会发生矿车脱轨等安全事故，并且需要大量的人工操作维修、检测，不仅维护困难，而且严重影响矿山的生产和运行效益。
如今自动化水平的不断进步，可编程控制（PLC）技术也逐步进入人类的生产视线中，因此为了使电控装置拥有更好地运作前提，所以采取星—三角降压启动与PLC电控技术去相配合从而去改造传统矿山行业中井道提升机系统装备。
在本课题研究中采取可编程控制（PLC）技术去取代原有提升设备中继电器—接触器式电控装配，使用的是星—三角形降压启动的措施，电动机再启动的时候可以减少起动电流，从而保护了电动机内部器件的侵害；并设有两地控制、设有电磁抱闸安全系统、报警装置、电动机故障检测，以更好、更安全的方式提高生产效率的矿井提升机。
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。
基于plc的矿井提升机变频调速系统
基于PLC的矿井提升机变频调速控制系统设计摘要本文主要设计了矿井提升机的变频调速系统以及PLC控制系统。
通过对矿井提升机调速系统要求的分析,说明了采用变频调速的重要性。
在对各种变频调速方法的分析比较后，选择采用交流变频调速,然后选择变频器的类型，并按调速系统要求设计了变频器的外部电路。
通过对其电控系统各类故障处理的要求,选择采用可编程控制器（PLC）,并对可编程控制器进行选型。
考虑到实际生产中可能出现的问题,合理的设计可编程控制器(PLC）的外部电路，并在此基础上对可编程控制器（PLC)程序做出初步的设计方案，为了保证可编程控制器（PLC）的可靠工作，将其系统抗干扰措施也设计在内。
本文只是初步理论设计，并未应用于实践，在应用于实践前必须对其进行实践验证。
关键词：矿井提升机，变频调速,变频器,PLCMine hoister based on PLC variable frequency speed controlsystem designABSTRACTThis article mainly design of mine hoist the variable frequency speed control system and PLC control system。
Based on the mine hoist control system requirements analysis, illustrates the importance of using variable frequency speed regulation. In a variety of frequency conversion speed regulation method of analysis and comparison, selection using AC frequency converter, and then select the types of frequency converters, and according to the speed control system is designed the external circuit of frequency converter。
数字矿井提升机变频调速电控设备使用与维护教材精品课件(共71页)
2 设备,在出厂前均已按要求装配调试合格,严禁用户改动装置壳体结构 和电气元件,以确保本产品的防爆性能和电气性能。
信号系统是根据上下井口和各个中段的生产情况,在具备开车条件后，由 各水平信号工以打点的形式,通知司机按要求开车,同时与PLC控制系统之间有 各种信号闭锁,可避免因司机误操作造成安全故障。信号系统内部有严格的逻 辑闭锁和安全保护功能，并有信号显示，声光报警和通话功能。
变频绞车电控设备在使用时应注意:
隔爆兼本安全数字矿井提升机 变频调速电控设备
使用与维护
唐山开诚电器有限责任公司
一、目录
➢电路图识别 ➢系统组成 ➢设备安装 ➢变频器使用与维护 ➢PLC控制系统使用与维护 ➢提升信号系统使用与维护
一、电路图识别
1 图纸说明
电控系统电路图是按照国家新的电气制图标准和IEC标准的有关 规定绘制的。电路图采用A4图幅，一幅图面反映一种功能，并尽可 能多的提供相关的设计内容，以便使用人员了解更多的信息。电控 设备内部接线图和设备间外部接线图都是以电路图为依据设计的， 因而调试和维修人员只要手持一本电路图就能够了解整个电控系统 的硬件功能和相关接口。
3) 系统中所有模拟量信号电缆均采用屏蔽电缆,电缆屏蔽层要求在信号接 收端单端接地。轴编码器的连接电缆要求采用屏蔽绞合电缆，电缆屏蔽层应 两端接地，另外电缆从安装处到电缆沟或电缆架之间要求穿钢管过渡，防止 电缆被损坏。
PLC控制系统主要完成绞车从启动、加速、等速、减速、爬行到停车的整 个运行过程的逻辑控制；行程测量、控制与指示；故障检测、报警与保护；安 全电路及液压站工作制动与安全制动控制等。PLC控制系统极大地提高了控制 系统本身的安全可靠性，使绞车控制性能和保护性能更加完善；使控制系统的 硬件组成和线路更加简化；操作和维护更加容易。PLC控制系统受信号系统控 制与闭锁。
基于PLC的煤矿提升机变频调速系统
４ １ 变频 器调 速 ．
与 传统 的串 电阻调 速 相 比， 频 调 速 省去 了 变 繁 多的 电 阻 ， 现 了 无 级调 速 ， 实 对设 备 的 伤 害 较 轻， 调速精 度 和运 行效 率 高 。串 电阻 调 速容 易 引 起 电机 、 速机 震 动 ， 坏 电机及 钢 丝绳 ； 繁 改 减 损 频 变 串人 电阻需 要 用 到 大量 的开关 器 件 ， 易 引起 容 电路 故障 ； 启动 和制动 阶段 ， 在 能量 多被 电阻所 消
了电机 的无 级平滑 调速 ， 高 了系统 的稳 定性 、 提 可
靠性， 同时能够节 约能源 。 参 考 文 献
Ｗｉｃ ｎｃ具有 实 时 记 录 、 表 管 理 功 能 。在 操 报 作 室 内设 有报 警 用 的蜂 鸣器 ， 出现报 警 信号 时 当
候 ，Ｌ Ｐ Ｃ便控 制蜂呜器 接通 ， 醒操作 人员 。 提 诊断 系统能很快 检测 出变频 器本身 或外部 发 生 的故障并使 装置 停 止运 行 ， 时把 故 障信 号 通 同
收 稿 １ ：０ １ ３０ ３期 ２ １－ －４ ０
１２ ０６
化 工
自 动 化 及 仪 表
第 ３ 卷 ８
拉 翻车的 现象 。
出端子 动作 ， 出故 障报警信 号 。 发
４ 系统优 点
ｂ ．松 绳保 护 。钢 丝绳 因工作 时 间久 了会 拉 伸变 松 ， 能会引起 车皮掉 道 ， 可 因此 在绳松 的 时候
理 运送 直接 影响 到原煤 的生 产 。矸 石 运输 中 的难
基于PLC矿井提升机控制系统设计
基于PLC矿井提升机控制系统设计矿井提升机控制系统是矿井生产过程中非常重要的一环，它的设计与实现对于安全、高效的矿井生产具有重要意义。
基于PLC的控制系统设计能够更好地实现对提升机的精确控制。
本文将探讨基于PLC的矿井提升机控制系统的设计。
一、系统总体设计矿井提升机控制系统的总体设计包括硬件设计和软件设计两个方面。
硬件设计方面，需要选择适合的PLC控制器和外围设备。
PLC控制器一般采用可编程逻辑控制器，因为PLC具有稳定性好、可靠性高、可编程性强等优点。
外围设备包括传感器、执行器等，用于对矿井提升机的状态进行检测和控制。
软件设计方面，需要编写PLC程序来实现对矿井提升机的控制。
软件设计应该包括以下几个基本要素：1.输入接口：用于接收外部输入信号，如压力、温度等传感器信号。
2.输出接口：用于输出控制信号，如电机启停、行走控制等。
3.逻辑控制：实现对提升机的自动控制，包括启停、速度调节等功能。
4.保护控制：实现对提升机的各种保护功能，如超载保护、温度保护等。
5.监控功能：实现对提升机运行状态的实时监控，包括显示当前状态、报警功能等。
二、具体控制功能设计1.提升机启停控制：根据生产需要，通过PLC程序控制提升机的启停。
2.提升机速度控制：通过调节电机频率，实现提升机运行速度的调节。
3.提升机方向控制：通过控制电机正反转，实现提升机的正向运行和反向运行。
4.紧急停止控制：提供紧急停止按钮，一旦发生紧急情况，通过PLC程序实现提升机的紧急停止。
5.温度保护控制：对提升机电机进行温度检测，一旦温度过高，通过PLC程序发出警报信号并停止提升机的运行。
6.超载保护控制：对提升机进行负载检测，一旦检测到负载超过额定负载，通过PLC程序发出警报信号并停止提升机的运行。
7.撞击保护控制：安装撞击传感器，一旦检测到撞击信号，通过PLC程序发出警报信号并停止提升机的运行。
8.状态监测与显示：通过PLC程序实时监测提升机的运行状态，如电机转速、负载情况等，并通过显示器显示相关信息。
基于PLC变频调速技术的矿用提升机调速控制研究
基于PLC变频调速技术的矿用提升机调速控制研究【摘要】本文主要研究基于PLC变频调速技术的矿用提升机调速控制。
引言部分介绍了背景、研究意义和目的，正文分析了提升机调速控制技术、PLC和变频技术在提升机中的应用，以及研究方案和实验结果。
结论部分总结了基于PLC变频调速技术的矿用提升机调速控制的优势，研究成果的意义和未来发展方向。
通过本研究可以提高矿用提升机的运行效率和安全性，为矿山提升机设备的智能化发展提供技术支持。
【关键词】提升机、调速控制、PLC、变频技术、矿用、研究、研究意义、技术应用、研究方案、实验结果、优势、研究成果、未来发展方向1. 引言1.1 背景介绍矿用提升机是煤矿、金矿等矿山中常见的重要设备，用于将矿石、煤炭等物料从井下输送到地面或从地面输送到井下。
提升机的调速控制对于保证生产过程的安全稳定、提高生产效率具有重要意义。
传统的提升机调速控制方法主要依靠机械传动方式，存在调速范围狭窄、调速响应慢、精度低等问题。
基于PLC变频调速技术的矿用提升机调速控制研究成为当前研究的热点之一。
本文旨在通过对提升机调速控制技术的概述、PLC和变频调速技术在提升机中的应用、以及基于PLC变频调速技术的提升机调速控制研究方案的详细探讨，为提升机调速控制技术的进一步优化提供参考和指导。
1.2 研究意义矿用提升机在采矿生产中具有重要作用，是实现矿石、煤炭、矿渣等物料的垂直输送的关键设备之一。
提升机的调速控制对于提升机的安全性、稳定性和效率具有重要影响。
传统的提升机调速控制方法存在控制精度低、调速范围窄、响应速度慢等问题，无法满足矿山生产对于提升机调速控制的需求。
基于PLC变频调速技术的矿用提升机调速控制研究可以有效解决传统控制方法存在的问题，提高提升机的调速精度和调速范围，提高提升机的运行效率和安全性。
通过对提升机调速控制技术的研究，可以为提升机的自动化生产提供技术支持，提高矿山生产的自动化水平，减少人工干预，降低生产成本，提升生产效率。
基于PLC的矿井提升机控制系统设计解读
1 前言1.1 提升机的发展过程及现状向矿井提升机是铁矿安全生产的关键设备之一，其作用是提升矿粉、升降人员和下放物料等，在整个铁矿生产中占有十分重要的地位。
矿井提升机安全、可靠、高效、准确地运行集中体现在其电气控制系统中，电控系统性能的优劣直接影响全矿的安全生产及矿工生命的安全。
现代矿井提升机的发展与现代电力传动及其控制技术的发展密切相关。
根据受控电动机类型的不同，矿井提升机可分为直流驱动提升机和交流驱动提升机两大类。
由于交流电动机有结构简单、紧凑、坚固、容量大、价格低廉、应用场合广泛和直接使用交流三相电源等优点，因而交流驱动提升机得到了广泛的应用。
在20世纪70年代前，矿井提升机大多采用交流驱动系统，但是由于其调速能力较差，很难适用于调速性能要求较高的场合。
直流电动机具有良好的启、制动性能，可在大范围内平滑调速，调速性能指标远优于交流电动机，因此在20世纪70年代后，随着大功率可控硅的使用、电子控制技术和装置的发展，直流驱动提升机逐渐在大中型铁矿中占据了主导地位。
随着电力电子器件、微电子控制技术和交流调速控制理论的发展，交流驱动逐渐获得了与直流驱动相同的控制特性，并在高性能交流驱动应用中获得了根本性的突破，成为大容量提升机的首选方案。
目前国内铁矿企业，井下提升机大多采用交流绕线式异步电动机转子串电阻的调速方案。
提升机电控系统经历了由继电器控制、分离元件控制、模拟电路控制到微电子(计算机)控制的发展历程，目前数字控制系统已广泛应用于提升机控制系统中。
采用数字控制技术后，提升机电控系统具有结构简单、控制精度高、系统功能开发简单等优点；特别是其具有智能化的信息采集、故障诊断和在线检测等功能，极大地提高了系统的可靠性，缩短了查找和排除故障的时间，降低了维护成本。
1.2 主要存在的问题虽然交流提升机在调速性能上获得了根本性的突破，成为大容量提升机的首选方案，但是由交流电动机的基本原理可知，由定子传入转子的电磁功率Pm可分为两部分：一部分是驱动负载的有效功率P＝(1-s)Pm；另一部分是转差功率P＝sPm，与转差率s成正比。
一种基于PLC的提升机控制系统的设计
一种基于PLC的提升机控制系统的设计【摘要】用可编程控制器（PLC）代替传统的继电器逻辑控制回路可以提高矿井提升机的系统控制精度和可靠性，保证矿井提升机的安全运行。
文章介绍了一种基于西门子变频PLC的矿井提升机控制系统。
【关键词】西门子；PLC；提升机前言矿井提升机是煤矿最重要的设备之一，煤的运输，物料、材料的输运，人员的运输等都离不开提升机。
我国传统的矿井提升机主要采用继电器-接触器进行控制，并通过在电动机转子回路中串接附加电阻来实现启动和调速。
这种控制系统存在可靠性差、故障率高、操作复杂、电能浪费大、效率低等缺点。
用可编程控制器（PLC）代替传统的继电器逻辑控制回路可以用丰富的程序指令来实现原电子线路中不易完成的功能，在大大减小体积的同时，提高了系统的控制精度和可靠性，保证了矿井提升机的安全运行。
1矿井提升机变频调速系统设计基于西门子变频PLC的矿井提升机变频调速系统的构成主要包括：变频器、操作控制、形成控制、抱闸制动和能耗制动等，如图1所示。
变频器的作用在于实现提升机升降的变频调速；操作控制的作用在于完成提升机的故障复位、提升/下降启动、紧急制动等操作；行程控制的作用在于对提升机的制动、停车、变速等精确行程的控制；而抱闸控制和能耗控制的作用则是对提升机停车进行有效控制。
在所设计的矿井提升机综合保护控制系统中，主控制器由PLC充当，各个模块构成可编程控制器，以实现保护系统硬件模块化，可以按照设计需要增减模块数量。
在矿井提升机的电控系统中，变频其进行的变频调速主要包括行程变频调速运行、恒减速变频调速停车、恒加速变频调速启动等。
变频器调速的实现是通过电动机输入电源频率的改变，进而对电动机转速作出调解来实现的，因此，其表现出很宽的调速范围。
通常情况下，变频器均可达到0～60Hz，频率调解的精度为0.01Hz，从而在提升机的恒加减速方面，能够很好地满足要求。
可以说，变频器的应用，从真正意义上实现了点击的平滑调速和软启动。
基于PLC的矿井提升机控制系统
基于P L C的矿井提升机控制系统标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]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出现后以其显着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. Design of mine hoist control system based on PLC, which greatly meets the requirements of safety and reliability of large mechanical control,and energy saving and environmental protection, easy to operate and maintain. Key words: mine hoist; PLC; control system.目录中文摘要......................................... .. (Ⅲ)英文摘要......................................... .. (Ⅲ)目录 (Ⅴ)1 绪论 (1)课题研究的背景 (2)提升机国内外发展现状 (2)课题主要研究内容 (3)2 矿井提升机概述矿井提升机的简介 (3)矿井提升机的分类 (4)矿井提升机的主要组成部分及工作原理 (6)矿井提升机的运行 (7)提升机故障及保护 (8)3 矿井提升机控制系统的设计矿井提升机控制要求 (9)硬件的选择及其电气连接 (10)控制系统的参数推导及设置 (14)提升过程参数推导 (14)变频器参数设置 (17)控制系统的软件设计 (18)4 矿井提升机的保护设计安全报警与监控板的设计 (19)抗干扰措施 (20)5 总结 (21)6 参考文献 (22)7 致谢 (24)8 附录 (25)控制流程图 (25)MM440说明书（部分） (26)软件设计指令表 (26)程序梯形图 (30)仿真结果图 (33)1 绪论采矿业是国民经济的重要组成部分，采矿业的健康发展对社会主义建设具有重大的意义。
基于PLC的矿井提升机电控系统设计
基于PLC的矿井提升机电控系统设计窦新宇【摘要】The accuracy and reliability of the electric control system for mine hoists is essential to the safe operation of mines.The author of this paper has analyzed the designing of the electric control system for mine hoists with the frequency inverter and the PLC controller,and proposed a design of the software and hardware of electric control systems,which provides a new way to im-prove mine hoists.%电控系统的准确性和可靠性是矿井提升机安全运行的重要保证。
文章分析了利用变频器和PLC控制器设计矿井提升机电控系统的方法，提出了电控系统软、硬件的设计方案，为改进矿井提升机提供了一种新思路。
【期刊名称】《唐山学院学报》【年(卷),期】2016(029)006【总页数】3页(P41-43)【关键词】PLC控制器;矿井提升机;电控系统【作者】窦新宇【作者单位】唐山学院智能与信息工程学院，河北唐山 063000【正文语种】中文【中图分类】TP271+.4矿井提升机是机、电、液一体化的大型机械，广泛用于矿山的竖井、斜井，是煤炭开采中重要的运输工具[1]。
本文利用PLC与变频器相结合的方式对矿井提升机电控系统进行改进设计，能够实现对提升机运行速度的平稳控制，且稳定性、可靠性、可操作性均有提高。
(1)调速平滑，调速范围大。
(2)调速精确度提高。
(3)具有良好的动态品质。
(4)电动机反转换向易实现。
＜冶金行业＞基于PLC的矿井提升机变频调速系统设计
（冶金行业）基于PLC 的矿井提升机变频调速系统设计基于PLC的矿井提升机变频调速系统设计摘要对于升机控制系统中存在的问题，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。
在该矿井提升机控制系统设计中，采用国内外先进的PLC控制技术改造传统的继电器—接触器式罐笼逻辑运行系统；采用变频调试系统与PLC和上位机组成一个集散控制系统；可方便灵活地对现场运行设备进行控制和显示；采用先进的计算机控制技术实现矿井提升机的微机管理与控制，从而，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。
现场调试和运行结果表明，该系统工作可靠、控制精度高，完全可以满足现场生产运行的要求。
关键词：矿井提升机，PLC，变频调速，控制系统The Freouency Conversion Use on The Speed Adjustment of Shaft Hoist on The Basis of PLC ControlABSTRACTFor hoist control system problems，the paper applied PLC and frequency converter to the system，and have carried on deeper research in feasibility．In the design of control system of mine elevator the new PLC control technique at home and abroad are applied to instead of the relay and touch．The advanced digital direct current frequency conversion equipment is adopted in the electromotor transmission．The establishment of real-time images using configuration software can be run on-site convenient and flexible way to control and display．Advanced industry control computer are used to monitor and manage the course of elevator．Local debugging and running result indicate that the system is credible，the precision of control is high，and can fulfill the require of the local manufacture．KEY WORDS：Shaft hoist, PLC, Frequency conversion, Control system目录前言 (1)第1章绪论 (4)1.1课题研究意义 (4)1.2 矿井提升机电控系统的发展 (5)1.2.1 国外矿井提升机的发展 (5)1.2.2 国内矿井提升机的发展 (6)1.3 本文主要研究内容 (6)第2章提升机的工况分析 (8)2.1 提升系统简介 (8)2.2 提升机电动机运行方式 (8)2.3 提升机的速度图和力图 (9)2.3.1 提升机的速度图 (9)2.3.2 力图 (10)2.4 矿井提升机对电气控制系统的要求 (11)第3章可编程控制器简介 (15)3.1 PLC的基本特点 (15)3.2 PLC的基本结构 (16)3.3 PLC的工作原理 (18)3.4 PLC的分类 (19)3.5 PLC编程 (20)3.5.1 PLC执行用户程序的过程 (20)3.5.2 梯形图的表示 (21)3.5.3 梯形图的编程规则 (22)第4章：矢量控制变频调速 (24)4.1变频调速的发展及在提升机系统中的应用 (24)4.2变频调速基本原理 (25)4.3变频调速控制方式分类 (28)4.4 变频器按中间直流环节方式分类 (30)4.5变频调速技术的发展现状 (31)第5章总体设计方案 (33)5.1 系统控制要求 (33)5.2 选择机型 (33)5.3控制系统的I/0点 (33)5.4系统控制结构 (34)5.4.1 系统主电路图 (34)5.4.2 系统控制电路图 (34)5.4.3 系统外围接线图 (35)5.5 设计步骤 (35)5.6 系统流程框图 (36)5.7硬件部分设计 (36)5.7.1 输出规格 (37)5.7.2 标度变换 (37)5.7.3变频器参数设置表 (37)5.8软件部分设计 (38)5.9实验及结果 (39)5.9.1实验过程 (39)5.9.2实验现象 (39)5.9.3实验结果 (40)结论 (41)谢辞 (42)参考文献 (43)附录 (44)外文资料翻译 (46)前言矿井提升机是机、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。
基于PLC变频调速技术的矿用提升机调速控制研究
基于PLC变频调速技术的矿用提升机调速控制研究1. 引言1.1 研究背景现在请你输出中关于的内容。
1.2 研究意义本研究旨在探讨基于PLC变频调速技术的矿用提升机调速控制，在提升机运行中实现精准控制和高效能耗。
对于矿用提升机这种在矿山生产中起到至关重要作用的设备，有效的调速控制对提升机的稳定性、运行效率和安全性具有重要意义。
提升机在矿山中负责垂直运输矿石等物料，对于提升机的调速控制直接影响到矿山生产的效率和产量。
通过引入PLC和变频器技术，可以实现对提升机的精准控制，从而提高提升机的运行效率，减少能耗。
提升机作为矿山生产中的关键设备，其安全性也是至关重要的。
通过采用基于PLC的调速控制系统，可以实现对提升机的实时监测和故障检测，保障提升机的安全运行。
本研究的意义在于提高矿用提升机的运行效率和安全性，从而为矿山生产提供更好的保障和支持。
通过这一研究，也可以为相关领域的工程实践和技术应用提供有益的借鉴和探索。
2. 正文2.1 基于PLC的提升机调速控制系统设计基于PLC的提升机调速控制系统设计是本研究的核心部分之一。
在传统的提升机系统中，调速控制主要依靠机械传动来实现，控制精度和稳定性有限。
而通过引入PLC作为控制核心，可以实现对提升机的精准调速和智能控制，提升机的运行效率和安全性。
在设计控制系统时，首先需要确定提升机的控制目标和性能指标，包括提升速度、运行平稳性、响应速度等。
接着，根据这些指标设计PLC程序，实现对提升机的调速控制。
PLC可以通过读取传感器信号，控制变频器的输出频率，从而控制提升机的速度。
还需要考虑提升机的启动、停止、急停等特殊情况的处理逻辑，以确保提升机运行过程中的安全性。
还需要设计人机界面，使操作员可以直观地监控提升机的工作状态，并进行必要的调整。
人机界面可以显示提升机的运行速度、电流、温度等参数，同时提供操作按钮和报警信息显示，方便操作员及时处理异常情况。
基于PLC的提升机调速控制系统设计是一项复杂而关键的工作，通过合理的设计和调试可以实现提升机的精准控制和安全运行。
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。
基于PLC与变频器的矿井提升机的自动控制系统8.1.1-概况§8.2PPT精品课件
• 的能耗制动方案或节能更加显著的回馈制动方案。为安全性考虑， 液压机械制动需要保留，
• 并在设计过程中对液压机械制动和变频器的制动加以整合。矿井 提升机变频调速方案如
• 图8-2 所示。 • 考虑到绕线式电动机比笼型电动机的力矩大，且过载能力强，所
• 率下降到1Hz 时，表示电动机转矩已较小，液压机械制动器制动停车。紧急情况 时，按
• 下紧急停车按钮，变频器能耗制动和液压机械制动器同时起作用，使提升机在尽 量短的
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§8.1 基于PLC与变频器的矿井提升机的自动控制系统
8.1.3 方案实施
• 提升机传统的操作方式为，操作工人坐在煤矿井口操 作台前，手握操纵杆控制电动机
• 的制动。用能耗制动方式必将消耗大量的电能；用回馈制动方式，可节省这部分 电能。
• 但是，回馈制动单元的价格较高，考虑到单独运送工具或器材到井下仅占总运行 时间
• 的10%，为此选用价格低廉的能耗制动单元加能耗电阻的制动方案。
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§8.1 基于PLC与变频器的矿井提升机的自动控制系统
• 矩必须克服负载阻转矩，启动时还要克服一定的静摩擦力矩，电动机处于电动工 作状态。在
• 重车减速时，虽然重车在斜井面上有一向下的分力，但重车的减速时间较短，电 动机仍会处
• 于再生状态。当另一列重车上行时，电动机处于反向电动状态。另外，有占总运 行时间10%
• 的时候单独运送工具或器材到井下时，此时电动机长时间处于再生发电状态，需 要进行有效
8.1.3 方案பைடு நூலகம்施
• 提升机的负载特性为恒转矩位能负载，启动力矩较大，选用变频器时适当地留有 余量，
基于PLC的矿井提升机电控系统研究
基于PLC的矿井提升机电控系统研究1. 引言1.1 研究背景矿井提升机作为矿山生产中的重要设备，其电控系统的稳定性和安全性对矿山生产起着至关重要的作用。
传统的矿井提升机电控系统存在着操作复杂、维护困难、故障率高等问题，严重影响了生产效率和安全性。
随着工业自动化技术的发展，基于PLC的矿井提升机电控系统逐渐成为研究的热点。
PLC具有可编程、灵活性强、可靠性高等优势，能够实现对提升机的精确控制和实时监测，提高了提升机的运行效率和安全性。
目前国内外对基于PLC的矿井提升机电控系统的研究还比较有限，尤其是在系统设计方案和效果分析方面存在较大的空白。
对于基于PLC的矿井提升机电控系统的研究具有重要的实践意义和指导意义。
通过本文对矿井提升机电控系统的研究，可以提高矿山生产的效率和安全性，推动矿山智能化技术的发展，为矿山生产带来更加可靠和高效的解决方案。
1.2 研究意义矿井提升机在矿山生产中起着至关重要的作用，其电控系统的性能稳定性和可靠性直接影响到生产效率和安全性。
本研究旨在通过引入PLC技术，提高矿井提升机电控系统的自动化水平和智能化程度，解决传统电气控制系统存在的问题，提升提升机运行的安全性和稳定性。
通过基于PLC构建的矿井提升机电控系统，可以实现各种复杂的控制功能，提高系统的响应速度和准确度，降低系统的故障率和维护成本。
PLC技术具有模块化、可编程性强和易于扩展的特点，便于系统的升级和优化，适应矿井提升机在实际生产中的不断变化需求。
研究基于PLC的矿井提升机电控系统不仅可以提高矿井提升机的运行效率和安全性，还可以为相关领域的研究和工程应用提供参考和借鉴。
通过本研究的深入探索和实践，可以进一步推动我国在矿山机电控制领域的发展和创新，提升我国矿山生产的技术水平和竞争力。
1.3 国内外研究现状在国内外，矿井提升机电控系统的研究已经取得了一些重要进展。
国内研究方面，目前主要集中在提升机的控制策略和系统设计上。
基于PLC的煤矿提升机自动控制系统设计
基于PLC的煤矿提升机自动控制系统设计
王瑞雄
【期刊名称】《江西煤炭科技》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】煤矿提升机作为井上及井下煤炭、设备及人员的运输纽带,其控制系统的控制精度及调速性能决定了提升机的运行效率及可靠性。
为进一步提高提升机运行性能及智能化水平,设计了一套基于PLC及变频器控制的煤矿提升机自动控制系统。
系统采用PLC作为控制核心,有效提高系统可靠性、灵活性及扩展性,并采用矢量控制变频调速方案代替原系统转子串电阻调速,使得系统控制精度及调速性能得到进
一步提升。
【总页数】3页(P178-180)
【作者】王瑞雄
【作者单位】西山煤电杜儿坪煤矿
【正文语种】中文
【中图分类】TD534
【相关文献】
1.基于PLC的煤矿提升机电控系统设计分析
2.基于PLC的煤矿提升机控制系统设
计3.基于PLC的煤矿提升机控制系统设计4.基于PLC的煤矿提升机模糊PID控制系统设计
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• 下紧急停车按钮，变频器能耗制动和液压机械制动器同时起作用，使提升机在尽 量短的
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§8.1 基于PLC与变频器的矿井提升机的自动控制系统
8.1.3 方案实施
• 提升机传统的操作方式为，操作工人坐在煤矿井口操 作台前，手握操纵杆控制电动机
• 可以实现全频率（0～50Hz）范围内的恒转矩控制。对再生能量 的处理，可采用价格低廉
• 的能耗制动方案或节能更加显著的回馈制动方案。为安全性考虑， 液压机械制动需要保留，
• 并在设计过程中对液压机械制动和变频器的制动加以整合。矿井 提升机变频调速方案如
• 图8-2 所示。 • 考虑到绕线式电动机比笼型电动机的力矩大，且过载能力强，所
这种交流 • 绕线式电动机串电阻调速系统属于有级调速，调速的平滑性差；低速时机械特性
较软；电 • 阻上消耗的转差功率大，节能较差；启动过程和调速换挡过程中电流冲击大；中
高速运行 • 140 PLC与变频器
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§8.1 基于PLC与变频器的矿井提升机的自动控制系统
8.1.2 改造方案
• 为克服传统交流绕线式电动机串电阻调速系统的缺点，采用变频 调速技术改造提升机，
• 重车静止时的制动，特别是重车停在斜井的斜坡上，必须有液压机械制动器制动。 液压机
• 械制动器受PLC 和变频器共同控制，机械制动是否制动受变频器频率到达端口的 控制，启
• 动时当变频器的输出频率达到设定值，如1Hz 时，变频器SU、SE 端口输出信号， 表示
• 电动机转矩已足够大，打开液压机械制动器，重车可上行；减速过程中，当变频 器的频
8.2.1 I/O 分配
8.2.2 PLC 程序
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§8.1 基于PLC与变频器的矿井提升机的自动控制系统
8.1.1 概况
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、 可靠运行， 直接关系到企业的生产状况和经济效益。某煤矿井下采煤，采好的煤通过 斜井用提升机将 煤车拖到地面上来。煤车厢与火车的运货车厢类似，只不过高度和体积小 一些。在井口有 一绞车提升机，由电动机经减速器带动卷筒旋转，钢丝绳在卷筒上缠绕数 周，其两端分别 挂上一列煤车车厢，在电动机的驱动下将装满煤的一列车从斜井拖上来， 同时把一列空车 从斜井放下去，空车起着平衡负载的作用，任何时候总有一列重车上行， 不会出现空行程， 电动机总是处于电动状态。这种拖动系统要求电动机频繁的正、反转启动， 减速制动，而 且电动机的转速按一定规律变化。
以仍用原来的4 极 • 55kW 绕线式电动机，在用变频器驱动时需将转子三根引出线短
接。提升机在运行过程中， • 井下和井口必须用信号进行联络，信号未经确认，提升机不运行。
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ห้องสมุดไป่ตู้
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§8.1 基于PLC与变频器的矿井提升机的自动控制系统
8.1.3 方案实施
• 斜井提升负载是典型的摩擦性负载，即恒转矩特性负载。重车上行时，电动机的 电磁转
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§8.1 基于PLC与变频器的矿井提升机的自动控制系统
8.1.1 概况 8.1.2 改造方案 8.1.3 方案实施 8.1.4 提升机工作过程 8.1.5 PLC控制程序
§8.2 基于PLC 的给料分拣自动控制系统· 8.2.1 系统介绍
8.2.1 系统控制要求 8.2.1 系统动作流程
• 的制动。用能耗制动方式必将消耗大量的电能；用回馈制动方式，可节省这部分 电能。
• 但是，回馈制动单元的价格较高，考虑到单独运送工具或器材到井下仅占总运行 时间
• 的10%，为此选用价格低廉的能耗制动单元加能耗电阻的制动方案。
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§8.1 基于PLC与变频器的矿井提升机的自动控制系统
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§8.1 基于PLC与变频器的矿井提升机的自动控制系统
8.1.1 概况
• 斜井提升机的动力由绕线式电动机提供，采用转子串电阻调速。提升机的基本参 数是：
• 电动机功率55kW，卷简直径12 00mm，减速器减速比为24：1，最高运行速 度2.5m／s，
• 钢丝绳长度为120m。 • 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
• 正、反转和三挡速度。为适应操作工人这种操作方式， 变频器采用多段速度设置，STF、
• STR 控制正反转，RH、RM、RL 为三段速度。
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§8.1 基于PLC与变频器的矿井提升机的自动控制系统
8.1.4 提升机工作过程
• 、提升机工作过程 • 提升机经过变频调速改造后，操纵杆控制电动机正反转三段速度。不管
线式电 • 动机串电阻调速系统，电阻的投切用继电器一交流接触器控制。这种控制系统由
于调速过程 • 中交流接触器动作频繁，设备运行的时间较长，交流接触器主触点易氧化，引发
设备故障。 • 另外，提升机在减速和爬行阶段的速度控制性能较差，经常会造成停车位置不准
确。 • 提升机频繁的启动、调速和制动，在转子外电路所串电阻上产生相当大的功耗。
8.1.3 方案实施
• 提升机的负载特性为恒转矩位能负载，启动力矩较大，选用变频器时适当地留有 余量，
• 因此，选用三菱75kW 变频器。由于提升机电动机绝大部分时间都处于电动状态， 仅在少
• 数时间有再生能量产生，变频器接入一制动单元和制动电阻，就可以满足重车下 行时的再
• 生制动，实现平稳的下行。井口还有一个液压机械制动器，类似电磁抱闸，此制 动器用于
• 矩必须克服负载阻转矩，启动时还要克服一定的静摩擦力矩，电动机处于电动工 作状态。在
• 重车减速时，虽然重车在斜井面上有一向下的分力，但重车的减速时间较短，电 动机仍会处
• 于再生状态。当另一列重车上行时，电动机处于反向电动状态。另外，有占总运 行时间10%
• 的时候单独运送工具或器材到井下时，此时电动机长时间处于再生发电状态，需 要进行有效
电动机正转还 • 是反转，都是从矿井中将煤拖到地面上来，电动机工作在正转和反转电
动状态，只有在满 • 载拖车快接近井口时，需要减速并制动。 • 图8-4 中，提升机无论正转、反转，其工作过程是相同的，都有启动、