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1、西安建筑科技大学（论文）初步知识了解题 目矿井提升机变频调速控制系统研究学生姓名学 号院（系）专 业电气工程及其自动化指导教师时 间 2014年 月 日矿井提升机变频调速控制系统研究任务书 一、 毕业设计任务 井下生产的煤炭通过井下运输系统运到井底翻笼室，把煤卸入井口煤仓内，再由装载设备装入位于井底的箕斗，同时位于井口的另一个箕斗，把煤卸入开口煤仓，上下两箕斗分别通过连接装置与两根钢丝绳相连接，绕过井架天轮后，以相反方向缠于提升机卷筒上，当提升机运转时，钢丝绳往返提升重箕斗和下放空箕斗，完成提升煤炭任务。毕业设计具体任务是根据矿井提升机工作原理，通过用PLC的开关量直接对变频器实现调速的方法。
2、对其主电路设计和工艺图纸的绘制、变频器参数设计、元器件选择等，完成矿井提升机系统电控设计。 二、毕业设计（论文）的主要内容（含主要技术参数） 1. 提升机工作原理 2. 针对132kw 的4 极三相异步电动3. 直接启动, 有到位传感器 三 、毕业设计（论文）题目应完成的工作1. 了解矿井提升机系统工艺流程2. PLC、变频器控制方法分析3. 端子分配、相关软件4. 绘制系统所需线路图、接线图等5. 编制设计、使用说明书四、毕业设计（论文）进程的安排序号设计（论文）各阶段任务日 期 备 注 1毕业实习，查找相关书籍和资料3月3日3月16日 第1周-第2周2选择毕业设计方案3月17日3月23日第
3、3周3明确设计任务，确定设计方案3月24日4月27日 第4周-第8周4确定整体设计框架，中期检查4月28日5月4日第8周5设计工作5月5日6月1日第9周-第13周6撰写毕业论文，出图6月2日6月8日第14周7毕业设计答辩，归还资料6月9日左右第15周五、应收集的资料及主要参考文献： 收集的资料文献应涉及以下方面：i. MM440变频器原理及应用ii. 电气控制与PLC原理iii. 电力拖动自动控制系统iv. 电气工程绘图v. 电气控制设计指导vi. 可编程控制器原理与程序设计六、 任务执行日期： 自_2014_年_3_月_3 日起，至_2014_年_6 月_8_日止。 七、审核批准意见指导教师
4、（签字） _ 主管院长（主 任）（签字）_ 摘要矿井提升是厂矿生产中极为重要的环节，矿物的运输和人员的运输等都离不开矿井提升机。提升机系统是采矿等行业的重要设备，它的正常运行与否直接影响着矿井的安全生产要求。矿井提升系统的特点是运行特性复杂、控制复杂、环节多、运行速度快、等，需要我们好好学习研究。而传统交流电控系统可靠性比较差，其安全保护、监测系统不够完善。针对传统提升机的问题，通过对提升机系统的深入研究，完成提升机控制系统的设计，选择设备型号，画出外部接线图，并且编写控制系统程序.本设计采用S7-200 PLC可编程控制系统，并且与MM440变频器结合实现提升机速度控制。实现提升机启动、加速
5、、等速、减速、爬行和停车操作，并且对过载、超速、过卷等故障进行报警和监控。通过PLC模拟量输入控制输出电压信号来改变变频器的频率，成功实现交流电动机大范围的无级平滑调速。同时将变频器的异常信号送到PLC的输入模块用来监控变频器的运行状态并检测异常，便于变频器的事故报警和安全制动。关键词：矿井提升机；PLC；变频器；控制系统AbstractMine Hoist is the very important link in industrial production，Mineral transportation and peoples transportation cannot leave the
6、mine hoist. Hoist system is an important equipment in mining and other industries，It directly affects the normal operation of the mine production safety requirements.The characteristics of mine hoisting system is Running complex characteristics, Control of complex, links, fast running speed, etc. We
7、 need to study hard study. While traditional ac electric control system reliability is poorer, the safety protection and monitoring system is not perfect. Aiming at the problem of traditional elevator, through in-depth study of the elevatorsystem, complete the design of the control system of hoist,
8、choosing equipment model, draw the external wiring diagram, and write control system program. This design USES the S7-200 PLC programmable control system, And combined with MM440 frequency converter to realize hoist speed control. Realization of elevator start, acceleration, constant speed, decelera
9、tion, crawl and parking operation, And over load, speed, volume, etc fault to alarm and monitoring.Controlled by PLC analog input signal to change the frequency of the inverter output voltage, Successful implementation ac motor for a wide range of step less smooth speed regulation. At the same time,
10、 for the abnormal signal frequency converter to the PLC input module is used to monitor the running state of transducer and detecting abnormal, To facilitate the inverter accident alarm and safe braking.Key words: mine hoist ；PLC ；frequency converter ；control system目 录1 绪论- 1 -1.1设计应用来源- 1 -1.2矿井提升机
11、工作原理- 1 -1.3 矿井提升机发展现状- 2 -1.3.1国内提升机电控技术发展现状- 2 -1.3.2国外提升机电气控制技术的现状- 3 -1.4课题内容和研究意义- 4 -1.4.1课题研究内容- 4 -1.4.2研究的目的及其意义- 4 -1.5小结- 5 -2矿井提升机变频调速系统总体设计及重要部分简介- 6 -2.1矿井提升机结构及变频调速分析- 6 -2.1.1提升设备- 6 -2.1.2分析矿井提升机为何用交流变频调速原因- 8 -2.1.3提升机电控系统多阶段速度图分析- 9 -2.2矿井提升机变频调速系统的重要部分- 13 -2.2.2变频器部分简介- 14 -3 电控
12、系统设备选择和参数设定- 18 -3.1电机的选择- 18 -3.2变频器的选择- 18 -3.2.1变频器选型- 18 -3.2.2变频器参数设置- 19 -3.2.3变频器外部电路设计- 21 -3.3PLC的设定选择- 23 -3.3.1PLC的选型- 23 -3.3.2 PLC的I/O 点统计- 23 -3.3.3PLC的外部电路接线图- 24 -4 矿井提升的控制面板及其设备安装- 26 -4.1操作监控面板- 26 -4.2设备安装- 26 -4.2.1安装要求- 26 -4.2.3日常维护- 28 -5 矿井提升机变频调速系统软件设计- 29 -5.1程序流程设计- 29 -5.
13、2 PLC关键编程设计分析- 30 -5.2.1起动，停车- 30 -5.2.2提升，下放- 31 -5.2.3工频与变频转换- 31 -5.3控制系统的程序梯形图- 32 -5.4调速系统编程软件的程序调试- 36 -6 总结- 37 -致谢- 38 -参考文献- 39 -附录- 40 - 1 绪论1.1设计应用来源矿井提升机又叫矿井卷扬机，是煤矿等有色金属矿生产过程中的必要设备，是种机、电、液一体化的大型机械。它具有自身惯性大、载荷能力强、运行速度快、调速范围广等特有的优点。提升机的安全、可靠、高速有效运行，其直接影响到企业的生产状况和经济效益，更重要的是涉及到井下工作人员的生命安全。因此
14、，对矿井提升机来说，运行的安全性、可靠性是至关重要的。研究并制造即安全可靠又经济高效的矿井提升机是煤矿安全生产的重要课题。这样我们在设计矿井提升机调速控制系统时，必须要把安全性、可靠性放在研究的首要位置。随着科学和社会的发展进步，计算机技术和电力电子技术不断成熟，并得到广泛应运，PLC和变频器在提升机调速控制系统中广泛得到采用。人们通过用PLC的开关量调节直接对变频器实现调速的方法，完成矿井提升系统电控设计任务，实现安全高效的工作。PLC具有抗干扰能力极强、可靠性高、容易实现继电器的逻辑控制，基本不用维护等特有优点；而变频器调速则具有优异的调速性能、平稳的起制动控制性能、较高的工作效率、明显的节能效果等；这样完成电控任务使得矿井提升机调速控制系统的稳定性、安全性、可靠性得到了大幅的提高。促进了矿井提升机从容量大、损耗高的机器朝着大容量、大功率、高安全性、高可靠性、高效率、全数字自动化的方向深入发展。在煤炭、金属、化工等矿山的斜井、竖井中，提升机是生产运输的主要工具。提升机承担着人员、物料、设备和煤炭等的运输任务，是联系井上和井下的唯一工作设备，同时矿井提升机的电力传动系统特性非常复杂，拖动电动机会频繁正反转并且经常会出现过负荷运转，以及电动、制动不断地处于转换的状
