【正文】 采用控制功能強大的PLC來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的大型交流接觸器，簡化了控制線路，并應用各種現(xiàn)場抗干擾措施，包括采用電抗器、空氣開關、及RC防浪涌震蕩電路等。尤其在軟件中采用提升機電控系統(tǒng)中斷模塊及故障處理模塊，使超速報警更加科學合理。為了更直觀的顯示提升機的工作狀態(tài)及故障來源，增加了提升機監(jiān)視控制系統(tǒng)，通過顯示器對整個提升系統(tǒng)進行監(jiān)控。本論文承擔的主要任務如下：1．提升機電控系統(tǒng)主電路部分結合煤礦生產實際情況，分析提升機工作過程及工作特點。給出提升系統(tǒng)的整體控制方案；確定基于PLC控制的大功率礦井提升機變頻調速控制系統(tǒng)組成。確定各部分所要完成的控制功能，并給出控制電路連接電路圖，分析其功能的實現(xiàn)。并采取一些提高系統(tǒng)安全運行和抗干擾能力的措施。2．控制系統(tǒng)設計部分可編程控制器PLC有強大的可編程控制功能，它是三菱編程軟件來完成的。對于復雜的礦山提升機變頻調速電控系統(tǒng)采用PLC控制，提升機系統(tǒng)是一個對安全性要求極高的控制單元，所以在軟件設計部分應有對其系統(tǒng)的故障診斷處理內容，在出現(xiàn)故障時應能及時報警或停車。3．提升機速度給定方式分析由于礦山生產過程中，提升機所承受的載荷不同、提升的方式及提升行程不同，提升機的牽引力也就不同，應對其進行適當調節(jié)，提升速度也應能及時進行控制；如不做相應的處理和調整，系統(tǒng)將在較小的范圍內產生極大的累計誤差，導致系統(tǒng)的巨大波動，造成過載或松繩等,甚至導致礦車脫軌或過卷等重大事故，而造成巨大的損失。所以要尋求一種控制方法來提高控制精度。在實際中經常采用的轉子串電阻調速因其為有級調速，調速不連續(xù)，且對電網(wǎng)沖擊大。所以尋求一種理想的速度給定方式極為重要，以求能夠提高電控系統(tǒng)控制性能，改善控制品質。4．保護及抗干擾措施傳統(tǒng)交流電控系統(tǒng)可靠性差，其安全保護、閉鎖及監(jiān)測系統(tǒng)不完善，均為單線系統(tǒng)，且與控制系統(tǒng)相混聯(lián)，多數(shù)共用一套線路，互相影響。本文針對制約提升安全的主要環(huán)節(jié)設置減速、超速報警及過載、松繩、過卷等安全保護措施，增加監(jiān)視系統(tǒng)，對提升機的運行狀態(tài)及故障來源進行時時監(jiān)視，使提升安全狀況有所改善。為了保證其安全生產，在系統(tǒng)設計上應采用隔離、濾波、屏蔽、接地等抗干擾措施。安全回路應具有雙重冗余功能。本章詳細介紹了礦井提升機信號系統(tǒng)的背景，闡述了本課題研究的目的意義。在此基礎上提出了本文所承擔主要任務和研究的主要內容為：提升機電控系統(tǒng)主電路設計部分、控制系統(tǒng)軟件設計部分、提升機速度給定方式分析、保護及抗干擾措施。在完成以上設計內容時，此調速控制系統(tǒng)才能成為一個有機的整體，才能安全可靠的工作，并達到預期的控制效果。47畢業(yè)設計（論文） 2礦井提升機的組成及分類 礦井提升機的作用在煤礦里礦井分為主井和副井，在主井和副井里都有提升裝備，他們的作用有著一些不同。主井是用于提升礦產品，副井的礦井提升機主要用于提升和下放設備、提升廢石、下放礦井礦物挖出后防塌陷的充填物等輔助材料，以及升降人員之用。所以副井提升機的設計要有很高的要求。所以在設計的過程中要考慮到很多的安全因素。但總體設計上主井與副井提升系統(tǒng)還是有相似點的。 礦井提升機的組成礦井提升機主要由電動機、減速器、卷筒（或摩擦輪）、制動系統(tǒng)、深度指示系統(tǒng)、測速限速系統(tǒng)和操縱系統(tǒng)等組成，采用交流或直流電機驅動。按提升鋼絲繩的工作原理分纏繞式礦井提升機和摩擦式礦井提升機。纏繞式礦井提升機有單卷筒和雙卷筒兩種，鋼絲繩在卷筒上的纏繞方式與一般絞車類似。單筒大多只有一根鋼絲繩，連接一個容器。雙筒的每個卷筒各配一根鋼絲繩，連接兩個容器，運轉時一個容器上升，另一個容器下降。纏繞式礦井提升機大多用于年產量在120萬噸以下、井深小于400米的礦井中。摩擦式礦井提升機的提升繩搭掛在摩擦輪上，利用與摩擦輪襯墊的摩擦力使容器上升。提升繩的兩端各連接一個容器，或一端連接容器，另一端連接平衡重。摩擦式礦井提升機根據(jù)布置方式分為塔式摩擦式礦井提升機（機房設在井筒頂部塔架上）和落地摩擦式礦井提升機（機房直接設在地面上）兩種。按提升繩的數(shù)量又分為單繩摩擦式礦井提升機和多繩摩擦式礦井提升機。后者的優(yōu)點是：可采用較細的鋼絲繩和直徑較小的摩擦輪，從而機組尺寸小，便于制造；速度高、提升能力大、安全性好。年產120萬噸以上、井深小于2100米的豎井大多采用這種提升機。 礦井提升機的分類礦井提升機是聯(lián)系礦井井下和地面的工作機械。用鋼絲繩帶動容器在井筒中升降，完成運輸任務。按工作方式分類如下： （一）纏繞式提升機纏繞式提升機的主要部件有主軸、卷筒、主軸承、調繩離合器、減速器、深度指示器和制動器等（）。雙卷筒提升機的卷筒與主軸固接者稱固定卷筒，經調繩離合器與主軸相連者稱活動卷筒。中國制造的卷筒直徑為 2～5m。隨著礦井深度和產量的加大，鋼絲繩的長度和直徑相應增加。因而卷筒的直徑和寬度也要增大，故不適用于深井提升。 根據(jù)卷筒數(shù)目可分為單卷筒和雙卷筒兩種：①單卷筒提升機，一般作單鉤提升。鋼絲繩的一端固定在卷筒上，另一端繞過天輪與提升容器相連；卷筒轉動時，鋼絲繩向卷筒上纏繞或放出，帶動提升容器升降。②雙卷筒提升機，作雙鉤提升（）。兩根鋼絲繩各固定在一個卷筒上,分別從卷筒上、下方引出,卷筒轉動時，一個提升容器上升，另一個容器下降。纏繞式提升機按卷筒的外形又分為等直徑提升機和變直徑提升機兩種。等直徑卷筒的結構簡單，制造容易，價格低，得到普遍應用。深井提升時，由于兩側鋼絲繩長度變化大，力矩很不平衡。早期采用變直徑提升機（圓柱圓錐形卷筒），現(xiàn)多采用尾繩平衡。 提升機在超深井運行中，尾繩懸垂長度變化大，提升鋼絲繩承受很大交變應力，影響鋼絲繩壽命；尾繩在井筒中還易扭轉，妨礙工作。20世紀 50年代末，英國人布雷爾（Blair）(又稱布雷爾式提升機)，提升高度1580～2349m，一次提升量10～20t。 （二）摩擦式提升機1938年，瑞典的ASEA公司在拉維爾（Laver）。（Hannover）礦安裝了一臺四繩摩擦式提升機。多繩摩擦式提升機具有安全性高、鋼絲繩直徑細、主導輪直徑小、設備重量輕、耗電少、價格便宜等優(yōu)點，發(fā)展很快。除用于深立井提升外，還可用于淺立井和斜井提升。鋼絲繩搭放在提升機的主導輪（摩擦輪）上，兩端懸掛提升容器或一端掛平衡重(錘)。運轉時，借主導輪的摩擦襯墊與鋼絲繩間的摩擦力,帶動鋼絲繩完成容器的升降。鋼絲繩一般為2～10根。 多繩摩擦式提升機的主要部件有主軸、主導輪、主軸承、車槽裝置、減速器、 深度指示器、制動裝置及導向輪等。主導輪表面裝有帶繩槽的摩擦襯墊。襯墊應具有較高的摩擦系數(shù)和耐磨、耐壓性能,其材質的優(yōu)劣直接影響提升機的生產能力、工作安全性及應用范圍。目前使用較多的襯墊材料有聚氯乙烯或聚氨基甲酸乙酯橡膠等。由于鋼絲繩與主導輪襯墊間不可避免的蠕動和滑動，停車時深度指示器偏離零位，故應設自動調零裝置，在每次停車期間使指針自動指向零位。車槽裝置用于車削繩槽，保持直徑一致，有利于每根鋼絲繩張力均勻。為了減少震動，可采用彈簧機座減速器。 機房設在井塔頂層，與井塔合成一體，節(jié)省場地；鋼絲繩不暴露在露天，不受雨雪的侵蝕，但井塔的重量大，基建時間長，造價高，并不宜用于地震區(qū)。 機房直接設在地面上，井架低，投資小，抗震性能好；缺點是鋼絲繩暴露在露天，彎曲次數(shù)多,影響鋼絲繩的工作條件及使用壽命。 本章著重提出了煤礦副井提升機與主井的一些區(qū)別，以及在設計時應注意的一些問題。并且詳細講述了礦井提升機的組成及分類。畢業(yè)設計（論文） 3礦井提升機的制動裝置及安全裝置 礦井提升機的制動裝置 制動裝置的組成及種類提升機制動系統(tǒng)是提升機重要組成部分，它直接關系到提升機設備得安全運行，它由制動器（閘）和傳動裝置組成。制動器直接作用到制動力矩的機構、傳動裝置是控制并調節(jié)制動力矩的機構。制動器按其結構可分為塊閘(角移式和平移式)和盤問；傳動裝置按傳動能源可分為液壓、氣動及彈簧等。 制動裝置的作用提升機在礦井中擔負著提升煤炭、矸石。升降人員和設備、運送材料及丁具等任務。它是溝通礦井地面與井下的運輸設備，是礦井的重要設備之一。而礦井提升機的制動和安全保護裝置是提升系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響提升機正常丁作和安全運行，因此對提升機的制動器和安全保護裝置必須給予充分的重視。并加強機房管理，為操作人員創(chuàng)造一個更好的更安全的工作環(huán)境。礦井提升機制動裝置的用途是：（1）在提升終了或提升機不工作時，可靠的閘住提升機——停車制動；（2）減速階段參與提升機的速度控制——工作制動；（3）作為安全機構，發(fā)生緊急事故時，進行安全制動，對提升系統(tǒng)進行保護——緊急制動；（4）雙卷筒提升機動作調繩離合器時，應能閘住活卷筒，動作死卷筒。《煤礦安全規(guī)程》對制動力矩的規(guī)定①對于立井或傾角大于30。的斜井最大制動力矩不得小于提升或下放最大靜負力矩的3倍；②對于雙滾筒提升機．為了使離合器打開時能制動住游動滾筒、制動器在一個滾筒上的制動力矩，；③在同一制動力矩作用下,安全制動時，上提及下放貨載。其減速度是不同的。在立井和傾斜巷道中使用的提升機，安全制動時，全部機械的減速度必須符合下表的規(guī)定；④對于摩擦式提升機工作制動或安全制動的減速度、不得超過鋼絲繩的滑動極限。即不引起鋼繩打滑；⑤安全制動必須能自動、迅速和可靠地實現(xiàn)，制動器的空動時間(由安全保護回路斷電時起到閘瓦接觸到閘輪上的時間)．。 制動裝置的有關規(guī)定（一）《煤礦安全規(guī)程》第428條規(guī)定：提升絞車必須裝設深度指示器,開始減速時能自動示警與不離開座位即能操縱的常用閘和保險閘，保險閘必須能自動發(fā)生制動作用。常用閘和保險閘共用1套閘瓦制動時，操縱和控制機構必須分開。雙滾筒提升絞車的2套閘瓦的傳動裝置必須分開。對具有2套閘瓦只有1套傳動裝置的雙滾筒絞車，應改為每個滾筒各自有其控制機構的彈簧閘。提升絞車除設有機械制動閘外，還應設有電氣制動裝置。嚴禁司機離開工作崗位、擅自調整制動閘。（二）《煤礦安全規(guī)程》第429條規(guī)定：保險閘必須采用配重式或彈簧式的制動裝置，除可由司機操縱外，還必須能自動抱閘，并同時自動切斷提升裝置電源。常用閘必須采用可調節(jié)的機械制動裝置。保險閘或保險閘第一級由保護回路斷電時起至閘瓦接觸到閘輪上的空動時間：。盤式制動閘的閘瓦與制動盤之間的間隙應不大于2mm。保險閘施閘時，杠桿和閘瓦不得發(fā)生顯著的彈性擺動。（三）提升絞車的常用閘和保險閘制動時，所產生的力矩與實際提升最大靜載荷旋轉力矩之比不得小于3。在調整雙卷筒提升絞車卷筒旋轉的相對位置時（此時游動卷筒與主軸脫離連接），制動裝置在各滾筒閘輪上所發(fā)生的力矩，不得小于該滾筒所懸重量（鋼絲繩重量與提升容量重量之和）。在立井和傾角大于30176。的傾斜井巷，提升裝置的保險閘發(fā)生作用時，減速度必須符合：下放重載時。 礦井提升機的安全保護裝置《煤礦安全規(guī)程》第427條規(guī)定：提升機必須具有以下九種安全保護裝置：防止過卷裝置、防止過速裝置、過負荷和欠電壓保護裝置、限速裝置、深度指示器失效保護裝置、閘間隙保護裝置、松繩保護裝置、滿倉保護裝置、減速功能保護裝置。防止過卷裝置：當提升容器超過正常終端停止位置（或出車平臺），必須能自動斷電，并能使保險閘發(fā)生制動作用。，下過卷時也要進行保護動作。防止過速裝置：當提升速度超過最大速度15%時，必須能自動停電，并能使保險閘發(fā)生作用。過負荷和欠電壓保護裝置：在提升機的配電開關上設有過電流和欠電壓保護裝置，在過負荷或欠電壓情況下使配電開關自動跳閘，切斷提升電動機電源，并使保險閘發(fā)