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1、 学 号：河北联合大学成人教育毕业论文（设计说明书）论文题目：矿井提升机电气控制系统设计 学 院：专 业：自动化班 级：姓 名：指导教师：2012 年 11 月 1 日河北联合大学成人教育毕业论文（设计说明书）河北联合大学成人教育毕业论文（设计说明书）矿井提升机电气控制系统设计学 院：专 业：自动化专业班 级：姓 名：指导教师：2012 年 11 月 1 日河北联合大学成人教育河北联合大学成人教育毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书学院学生姓名指导教师设计（论文）题目矿井提升机电气控制系统设计主要研究目标和研究内容主要目标：矿井提升机的电气控制系统的优化设计 研究内容：通过 PLC 和
2、变频调速相结合的矿井提升机控制系统说明书（论文）的要求1设计说明书不低于 2 万字。 2格式规范图标完备 3把所撰写的设计说明书缩写为 200-300 字的摘要并译成外文。图纸的要求图纸符合工程制图进度安排2012 年 12 月 15 日答辩指导教师签字: 系主任签字: 河北联合大学成人教育河北联合大学成人教育毕业设计（论文）进程表毕业设计（论文）进程表学 院姓 名合作者设计（论文）题目矿井提升机电气控制系统设计时 间工 作 内 容完 成 情 况2012 年 10 月第四周2012 年 11 月第一周2012 年 11 月第二周2012 年 11 月第三周2012 年 11 月第四周国内外提升
3、机现状及矿井提升机的研究 意义和容 矿井提升机控制工艺流程和要求矿井提升机控制方案设计矿井提升机控制系统硬件和软件设计矿井提升机人机交互界面设计及结论完成完成完成完成完成设计的基础数据和主要参考文献基础数据见论文内容。 主要参考文献如下： 1陶建平矿井提升机的监控与监视，郑州：中州煤炭，1999：60-90。 2王朝晖矿井提升机系统新技术及装备，北京：煤炭工业出版社，1999：75-95。 3夏荣海，郝玉琛矿井提升机机械设备，徐州：中国矿业学院出版社，1993：90- 110。论文 （说明书）2.2 万字 本人完 成部分 图纸指导教师签字： 摘 要矿井提升机被称为矿山的咽喉，是生产的关键设备，
4、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
5、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。变频调速是近年来发展起来的一门新兴的自动控制技术，它利用改变被控对象的电源频率，成功实现了交流电动机大范围的无级平滑调速，在运行过程中能随时根据电动机的负载情况，使电机始终处于最佳运行状态，在整个调速范围内均有很高的效率，节能效果明显。采用变频器对异步电动机进行调速控制，由于使用方便、可靠性高并且经济效益显著，所以得到广泛应用。因此，应用变频器对矿井提升机的控制系统进行改造，将成为历史的必然趋势。河北联合大学成人教育毕业设计说明书（论文）关键词：矿井提升机，PLC，变频调速，控制系统ABSTRACTThe mine e
6、levator is entitled as the throat of mine, and it is the most vital equipment in mine. The mine elevator is the only channel to the underground mines, and it is shouldering the transportation of mineral, materials and people. The safety and security is the most vital to elevator. The traditional sha
7、ft hoist control system is always controlled by the relaycontactor, 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 energywasting a
8、nd low efficiency. 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 too.Along with the development and application of computer and programmable logical controller, the con
9、troller of mine elevator come forth new visage, the level of automatization and safety and security arrived at the new altitude, and provided a new and modern manage and monitor means. Advanced industry control computer are used to monitor and manage the course of elevator Frequency conversion is de
10、veloped as a new automatic control technology in recent years, which is used to change the power frequency of the controlled objects, it successfully achieve the speed step less adjusting of the Ac motor in a large scope, and it can make the motor be always in the best state according to the load co
11、nditions at any time. It has very high efficiency and the energy-saving effect is obvious in the whole range of speed. Adopting inverter speed to control the 河北联合大学成人教育毕业设计说明书（论文）asynchronous motors is widely used because of it is convenient, high reliability and the economic benefit is remarkable.
12、Therefore, adopting inverter to reform the control system of shaft hoist will become the inevitable trend of history. KEY WORDS：shaft hoist, PLC, frequency conversion, control system目 录1 绪 论 1 1.1 国内外矿井提升机研究现状与发展趋势.1 1.1.1 国外矿井提升机的现状.1 1.1.2 国内提升机的现状与发展趋向.1 1.2 矿井提升机控制系统研究与设计的意义及内容.2 1.2.1 控制系统研究与设计
13、的意义.2 1.2.2 控制系统研究与设计的内容.32 系统工艺流程及控制要求 .4 2.1 矿井提升机系统简介.4 2.2 提升机电动机运行方式.4 2.3 提升机的速度要求及受力情况.5 2.3.1 提升机的速度要求.5 2.3.2 提升机的受力情况.6 2.4 矿井提升机的电气传动方案.83 系统控制方案设计 11 3.1 控制单元基本原理11 3.2 控制系统总体设计12 3.3 可编程控制器（PLC）介绍.14 3.3.1 PLC 的基本特点 14 3.3.2 PLC 的基本结构 15 3.3.3 PLC 的工作原理 15 3.3.4 PLC 的编程语言 17 3.4 变频器介绍17
14、 3.4.1 变频调速基本原理18 3.4.2 变频器按中间直流环节方式分类20 4 控制系统硬件设计 22 4.1 PLC 的选型及特点 22 4.2 变频器的选型及参数设置24 4.3 旋转编码器的选型及接线方式25 4.4 变频调速主电路设计26河北联合大学成人教育毕业设计说明书（论文）4.5 PLC 控制系统设计 28 5 控制系统软件设计 31 5.1 控制程序流程图31 5.2 系统控制程序梯形图32 6 人机交互界面 34 6.1 触摸屏概述34 6.2 触摸屏在工业控制中的应用34 6.3 PWS3261 触屏简介 356.3.1 ADP 软件介绍 36 6.4 触摸屏与 PL
15、C 的通讯方式 .40 6.5 矿井提升机系统控制面板设计 .40结 论 42参考文献 .43感谢 .44河北联合大学成人教育毕业设计说明书（论文）- 0 -1 绪 论1.1 国内外矿井提升机研究现状与发展趋势矿井提升装置是采矿业的重要设备，随着科学技术的进步和矿井生产现代化要求的不断提高，人们对提升机工作特性的认识进一步深化，提升设备及拖动控制系统也逐步趋于完善，各种新技术、新工艺逐步应用于矿井提升设备中。特别是模拟技术、微电子技术、微电脑技术在提升机控制中的应用已成为必然的发展。1.1.1 国外矿井提升机的现状近三十年来，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
16、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一直一交变频原理后，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。1981 年第一台用同步机悬臂传动的提升机在德国 Monopol 矿问世，1988 年由 MAVGHH 和西门子合作制造的机电一体的提升机(习惯称为内装电机式)在德国 Romberg 矿诞生了，这是世界上第一台机械和电气融合成一体的同步电机传动提升机。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
