【正文】 LC 的 I/O 點統(tǒng)計 ...................................................................................... 27 PLC 的 I/O 端口統(tǒng)計 ................................................................................... 27 PLC 的選 型 ................................................................................................... 28 PLC 的外部電路接線圖 ............................................................................... 29 旋轉編碼器的選型設計 ............................................................................. 29 PLC 的抗干擾措施 ....................................................................................... 30 本章小結 ..................................................................................................... 30 5 提升機變頻調(diào)速控制系統(tǒng)軟件設計及仿真 ....................................................... 31 啟動，停車程序設計 ................................................................................. 31 上提，下放程序設計 ................................................................................. 31 工頻與變頻轉換程序設計 ......................................................................... 32 提升機控制系統(tǒng)工作原理 ......................................................................... 33 提升機的控制程序流程圖及子程序 ......................................................... 33 提升機的控制程序流程圖 ............................................................... 33 子程序分析 ....................................................................................... 35 提升機 PLC 的程序設計 ............................................................................. 35 程序代碼語句表 ............................................................................... 36 提升機 PLC 控制程序梯形 圖 ........................................................... 38 提升機 PLC 控制程序仿真 ......................................................................... 42 本章小結 ..................................................................................................... 43 結 論 ....................................................................................................................... 44 參 考 文 獻 ............................................................................................................. 45 致 謝 ..................................................................................................................... 46 1 緒論 1 1 緒論 設計背景 礦井提升機 是煤礦、有色金屬礦中的重要運輸設備，是煤礦“四大運轉設備”之一，其電力傳動特性復雜 [4]，電動機頻繁正、反向運行，經(jīng)常處于過負荷運轉和電動、制動不斷轉換的狀態(tài)中 [7]，它的安全性、可靠性也是至關重要，其運行性能和安全可靠性直接影響著煤炭生產(chǎn)，只要一發(fā)生事故使礦山正常生產(chǎn)中斷，并造成重大的經(jīng)濟損失 [8]。因此 ，提高提升機的性能和自動化水平，使其安全性、可靠性達到一個新的高度。 礦井提升機系統(tǒng)組成 礦井提升機變頻調(diào)速控制系統(tǒng)由：動力裝置、液壓站、變頻器、旋轉編碼器、操作臺、 PLC 、控制監(jiān)視系統(tǒng)組成 [8]，系統(tǒng)框圖如圖 1. 所示 。 圖 礦井提升機系統(tǒng)框圖 （ 1） 動力裝置：包括主電機、減速器、卷筒，完成物料的運輸任務。 （ 2） 液壓站：為 提升機提供制動力，以保證系統(tǒng)安全可靠地工作。 （ 3） 變頻調(diào)速器：是動力裝置的能量供給單元，通過它可將輸入工頻電能轉換成頻率可調(diào)的電能提供給交流電動機，以達到控制交流電動機轉速的目的。 （ 4） 操作臺：操作臺設置兩個手柄，分別用于速度輔助給定及制動力給定。 （ 5） 控制監(jiān)視系統(tǒng)：是操作人員和控制系統(tǒng)及運輸系統(tǒng)之間的橋梁，它可以在線監(jiān)測提升機運輸系統(tǒng)的各種工作參數(shù)、工作狀態(tài)、故障參數(shù)和故障狀態(tài)。 新疆工程學院畢業(yè)設計（論文） 2 設計內(nèi)容 假設某煤礦設計年產(chǎn)量： tAn 萬320? ，采用立井開采已知數(shù)據(jù)如下： （ 1） 提升機每年工作日： 345?nB 天； （ 2） 每日工作小時數(shù)： hTr 17? ； （ 3） 單水平提升，井筒深度： mHs 590? ； （ 4） 箕斗卸載高度： mHx 18? ，箕斗裝載高度： mHz 20? ； （ 5） 散煤容重密度： 3/900 mkg?? ； （ 6） 一套箕斗提升設備，采用多繩摩擦式提升機。 根據(jù)此煤礦的實際情況，并廣泛調(diào)查國內(nèi)外礦井提升機調(diào)速控制系統(tǒng)的發(fā)展狀況設計出適合該煤礦的安全可靠、效率高、經(jīng)濟的提升機調(diào)速控制系統(tǒng)。 本設計的主要工作有： （ 1） 礦井提升機 提升 系統(tǒng) 硬件選型 設計； （ 2） 礦井提升機變頻器 控制系統(tǒng)硬件的選 型 設計 ； （ 3） 礦井提升機 PLC 控制 系統(tǒng) 硬件選型 設計； （ 4） 礦井提升機變頻 調(diào)速控制系統(tǒng)軟件設計 及仿真 ； （ 5） 對設計的系統(tǒng)進行分析； 設計意義 目前國內(nèi)提升機的調(diào)速控制系統(tǒng) 許多 還是在電機轉子回路串入電阻分段控制的交流繞線式電機繼電器接觸器系統(tǒng)。這種控制方式存在著可靠性不高 、 消耗大量電能 、 容易引起電氣及機械沖擊 等 很多的問題 。 本設計從解決實際礦井提升機調(diào)速控制系統(tǒng)的問題出發(fā)，控制單元采用目前工控的 PLC 來控制；變頻傳動裝置 ；優(yōu)化了礦井提升機調(diào)速控制系統(tǒng)的性能。安全、可靠 、經(jīng)濟、高效的礦井提升機調(diào)速控制系統(tǒng)是本設計的追求目標。 本章小結 本章主要分析了 礦井提升機在煤礦安全生產(chǎn)中的作用和地位及發(fā)展 現(xiàn)狀，總結了 提升機的組成和控制 系統(tǒng)的特征，指出了當前 提升 系統(tǒng)的一些問題，最后對本 設計主要內(nèi)容 及 設計意義 進行了介紹 。 2 礦井提升機提升系統(tǒng)硬件選型設計 3 2 礦井提升機 提升 系統(tǒng) 硬件選型 設計 礦井提升機組成 礦井提升設備的主要組成部分是：提升容器、提升鋼絲繩 、提升機、井架、天輪、導向輪及裝卸載設備等 [8]。 立井箕斗 提升系統(tǒng)如圖 所示 。 圖 立井箕斗提升系統(tǒng)圖 提升容器的選型 提升容器主要是底卸式箕斗和普通罐籠。箕斗的優(yōu)點是：質(zhì)量輕，所需井筒斷面積小，裝卸可自動化，且時間短，提升能力大?；返娜秉c是：井底及井口需要設置煤倉和裝卸載設備，只能提升煤炭，不能升降人員、設備和材料，井架較高，需要另設一套輔助提升設備。我國煤礦豎井提升，主井普遍采用箕斗，選擇罐籠還是選擇箕斗，需要根據(jù)多方面的技術、經(jīng)濟指標來確定。一般可以根據(jù)礦井年產(chǎn)量來確定；年產(chǎn)量 在 45 萬 t 以上可以選用箕斗作為提升設備，罐籠作為輔助提升設備；年產(chǎn)量小于 45 萬 t 時，則選用罐籠作為主提升設備，而且同時完成輔助提升任務 [8]。根據(jù)年產(chǎn)量本設計選擇箕斗作為主提升設備。 新疆工程學院畢業(yè)設計（論文） 4 主井箕斗規(guī)格的選擇 當提升容器的類型確定后，還要選擇容器的規(guī)格。其原則是：一次合理提升量應該使得初期投資費和運雜費的加權平均總和最小 [8]。為了確定一次 合理提升量，從而選擇標準的提升容器，按以下步驟計算： （ 1） 提升高度 : mHHHH zxs 6 2 820185 9 0 ??????? （ ） （ 2） 確定合理的經(jīng)濟速度 : jv 。合理的經(jīng)濟速度 jv 可以用下式計算： smHv j /)~( ??? （ ） 式中： H 為提升高度 628m, ZH 為裝載高度 20m, mHZ 25~18? 。 SH 為礦井深度 590m, XH 為卸載高度 18m, mHX 25~15? 。 （ 3） 初估算加速度 ：一般取 /a m s? （ 4） 估算 一次提升循環(huán)算時間 : XT suavvHT jjX ???????????? ? （ ） 式中： u 為箕斗低速爬行時間，一般取 su 10? ； ? 為箕斗裝卸載休止時間，一般取 s10?? 。 （ 5） 計算 每小時提升量 : SA httb ACaAsrnfS /75317345.4 ???????? （ ） 式中： C 為提升不均衡系數(shù)，箕斗提升 C =，罐籠提升 C =,混合提升 C =；nA 為礦井設計年產(chǎn)量 320 萬 t/a。 fa 為提升富裕系數(shù)，主井提升設備對第一水平留有 的富裕系數(shù)； st 為提升設備每天工作小時數(shù)，一般為； hts 14? 。rb 為提升設備每年工作日數(shù)，一般為 dbr 300? 。 （ 6） 每小時提升次數(shù) : sn 2 礦井提升機提升系統(tǒng)硬件選型設計 5 次38 6 0 03 6 0 0 ??? Xs Tn （ ） （ 7） 計算 一次合理提升量 : Q tnAQ sS ??? （ ） 根據(jù)上式求出的一次合理提升量 Q， 選取與 Q相等或相近的標準箕斗，其名義裝載量可以大于或小于 Q。在不加大提升機滾筒直徑的條件下，應盡可能選用大容量的箕斗，以較低的速度運行，降低能耗，減少運轉費用。 考慮為以后礦井生產(chǎn)能力的加大留有余地， 根據(jù)立井多繩規(guī)格表 選擇 AJCY 126/20 ， 名義載煤量t20 ， 有效容積 321m ， 最大提升高度 m800 。 考慮到實際的提升速度低于 sm/8 ，取過卷高度 mH 5? 。 （ 8） 天輪的選型 天輪分為三種：井上固定天輪；鑿井及井下固定天輪；游動天輪。其結構形式也分為三種類型 ：直徑 mm3500 時，采用模壓焊接結構；直徑小于 3000mm 時，采用整體鑄鋼結構；直徑為 4000mm 時，采用壓膜鉚接結構。本設計選擇井上固定天輪， 根據(jù)《礦井運輸提升》選型規(guī)則 選取 ， 天輪直徑 ? ,