毕业设计：基于C30的矿井提升机直流调速系统的设计

本科毕业设计说明书

基于C30的矿井提升机直流调速系统的设计DESIGN OF DC SPEED CONTROL SYSTEM BASED ON C30

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基于C30的矿井提升机直流调速系统的设计

摘要

矿井提升机在煤矿生产中起着非常重要的作用，它是矿山建设的关键设备。大功率直流调速系统具有调速性能优良，可靠性高的优点,被广泛应用与矿井提升机中。

可编程控制器PLC是通用的自动化控制装置，是矿井提升机事项自动化控制的核心控制元件。它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，采用模块式组合设计，具有控制功能强，可靠性高，使用灵活方便，易于扩展等优点，在矿井提升机中得到广泛应用。

在文章里，在基于“上位计算机监控+下位多PLC控制+微处理器多数字调节+可控硅变流+拖动电机” 模式下，首先详细介绍了大功率直流调速系统的基本原理，分析了调速系统的基本组成以及基本调速方法；然后系统的论述了现代PLC控制技术，介绍了PLC控制系统的基本方法，接着本文以经济性好，可靠性高的大功率晶闸管为调速系统可控整流电源，根据现代控制理论，采用转速-电流双闭环调速系统与弱磁调速相结合的方法对大功率直流调速系统的主电路，转速控制电路以及信号检测电路进行设计，结合现代PLC控制技术对调速系统运行进行控制,对电动机、晶闸管等元件主要参数进行监视，保护；最终实现提升机的各种安全保护及自动开车功能，实现提升机全自动运行，通过上位机监控系统，提高矿机现代化管理水平。

关键词：矿井提升机，直流调速系统，可编程逻辑控制器，晶闸管，闭环控制

DESIGN OF DC SPEED CONTROL SYSTEM BASED ON C30

ABSTRACT

The mine hoists are very important for coal production, they are key equipments. High-power DC motor varied speed control system is widely used on mine hoist, because of its high varied speed quality and its higher reliability.

PLC short for programmable Logic Controller is one of the most popular auto-control equipment on mine hoist. It combines of the relay control technique and computer technique and communicates technique. Its module design can satisfy any industry control situation just by assemble module of different function together. Because of its strong capability high reliability and other merits, it is used widely on the mine hoist.

The paper adopts the mode of “host computer monitoring & lower multi-PLC controlling & microprocessor multi-digital adjusting & motor driving”, Firstly, introduc es the composition of the speed control system and the main speed control methods; Secondly, sufficiently discuss the PLC control technique and the way the design a PLC based control system; Thirdly, the paper uses the high-power thyristor as the controllable power souse of the high-power DC motor speed control system, designs the main circuit, speed control circuit, signal test circuit bases on the modern control theory, PLC is used to monitor the important parameters of the main elements such as motor and thyristor, protect them according to the signal get from the test circuit; Finally, realizes many kinds of safe protections and automatic run function for hoist, hoists main well hoist automatically.

KEYWARDS：coal mine hoist，digital DC speed adjust system，PLC, Thyristor, closed-loop control

目录

摘要（中文）............................................................................................................................. I 摘要（外文）........................................................................................................................... II 1绪论.. (1)

1.1 课题来源 (1)

1.2 国内外提升及研究现状 (1)

1.3 本文研究内容 (4)

1.4 本文研究意义 (4)

2大功率直流电机调速系统 (5)

2.1 调速系统的主要性能指标 (5)

2.1.1稳态性能指标 (5)

2.1.2动态性能指标 (6)

2.2 直流电机调速的基本方法 (8)

2.3直流调速系统的可控直流电源 (9)

2.3.1晶闸管三相可控整流电源 (9)

2.3.2晶闸管的可靠触发 (11)

2.4 闭环控制直流调速系统 (12)

2.4.1 转速一电流双闭环调速系统 (12)

2.4.2调压调速基础上的弱磁调速 (17)

2.5 直流电动机的可逆运行 (18)

2.5.1电枢反接可逆线路 (19)

2.5.2励磁反接可逆线路 (20)

3.1 矿井提升机对电气控制系统的要求 (21)

3.2 控制单元基本原理 (25)

3.3 系统设计 (25)

3.4 主回路组成 (28)

3.5 控制回路的组成 (29)

3.5.1主处理器 (29)

3.5.2电枢电流调节 (29)

3.5.3电源 (29)

3.5.4 通讯接口 (29)

3.5.5 输入/输出接口 (30)

3.5.6高速计数器 (30)