《冶金行业基于PLC的矿井提升机变频调速系统设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《冶金行业基于PLC的矿井提升机变频调速系统设计（55页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、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
2、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 Control ABSTRACT For hoist control system problems，the paper applied PLC and frequency converter to the system ， and have carried on deep
3、er research in feasibilityIn 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 touchThe advanced digital direct current frequency conversion equipment is adopted in the electromotor transmissionThe establishment of
4、real-time images using configuration software can be run on-site convenient and flexible way to control and displayAdvanced 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
5、 is high，and can fulfill the require of the local manufacture KEY WORDS：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
6、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
7、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
8、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。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，经常处于过负荷运转和电动、制动不断 地转换的状态中。对提升机来说，运行的安全、可靠性是至关重要的。提升 机运行的安全可靠
9、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矿安全生产的一项重要课题。 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-直-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。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
10、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。但国内提升机电控 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。 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，不能到稳定的低
