【正文】 i 煤礦提升機控制系統(tǒng)設計 摘要 :提升機是礦山最重要的設備，肩負著礦石、物料、人員等的運輸責任。傳統(tǒng)的礦井提升機控制系統(tǒng)主要采用繼電器 接觸器進行控制，這類提升機通常在電動機轉(zhuǎn)子回路中串接附加電阻進行啟動和調(diào)速。這種控制系統(tǒng)存在可靠性差、操作復雜、故障率高、電能浪費大、效率低等缺點。針對這種情況采用 PLC 與變頻器相結(jié)合的控制方案對原有電控系統(tǒng)進行改造，提高整個電控系統(tǒng)安全可靠性、控制精度及調(diào)速性能。因此，對礦井提升機控制系統(tǒng)進行研究具有現(xiàn)實意義，也是國內(nèi)外相關行業(yè)專家學者的一個研究課題。 本文針對提升機 控制系統(tǒng)中存在的上述問題，把可編程序控制器和變頻器應用于提升機控制系統(tǒng)上，并在可行性方面進行了相關的研究。事實表明 ，采用該控制系統(tǒng)，使提升機工作可靠，使用方便，同時具有動態(tài)顯示的功能，節(jié)能效果明顯 。 關鍵詞 ： 煤礦提升機； PLC：變頻器 ii ABSTRACT:The shaft hoist is the foremost equipment of mines， it is widely used to transport the materials， staff and traditional shaft hoist control system is always controlled bythe relaycontactor， and adopts the methods of connect series additional resistant in rotors winding loop to start and adjust speed. The system has many disadvanges such as bad reliability， plicated operation， high fault rate， large energy –wasting and low to this kind of condition, we adopt PLC and Transducer to reform for original control system, so as to raise the safety, reliability, control precision and speed regulation performance of the whole electric controlled system. So,carrying on the research on the shafthoist control system has realistic meanings， and it is a subject for research by relevant expertsand scholars，both at home and abroad. To these questions existing in the shaft hoist contro1 system， the paper applied PLC(Programmable Logic Controller)and frequency converter to the system,and carried on related research in feasibility. The fact indicates， adopting control system，the shaft hoist works reliably， easy to use， energysaving well， and have dynamical shown function. Keywords: coal mine hoist。 PLC: inverter iii 目錄 1緒論 .............................................................. 1 礦井提升機簡介 .............................................. 1 礦井提升機的任務及其組成 .................................... 1 國內(nèi)外提升機研究狀況 ........................................ 1 2 系統(tǒng)總體方案設計 .................................................. 3 系統(tǒng)控制要求 ................................................ 3 系統(tǒng)速度控制 ................................................ 3 控制方案論證與選擇 .......................................... 4 PLC 與其它工業(yè)控制裝置的比較 .......................... 4 系統(tǒng)方案的確立 ........................................ 6 可編程控制器選型 ...................................... 6 PLC 控制系統(tǒng)結(jié)構 ............................................ 8 PLC 控制系統(tǒng)原理圖 .................................... 8 光電編碼器工作原理 .................................... 8 變頻器作用 ............................................ 8 控制系統(tǒng)工作模式 ............................................ 9 3 可編程控制器各單元工作方式的設置與參數(shù)整定 ........................ 9 CPU 單元 .................................................... 9 脈沖輸出單元 .............................................. 10 參數(shù)的脈沖化 ......................................... 10 脈沖單元面板上主要端子的功能 ........................ 12 脈沖單元工作方式選擇開關的設置 ...................... 13 脈沖單元共享存儲器的內(nèi)容設置 ........................ 13 占用 I/O 點及 I/O 的 分配 .............................. 13 脈沖單元在本設計中的工作過程 ........................ 14 高速計數(shù)單元的設置與整定 .................................. 15 高速計數(shù)器的設置 .................................... 15 用 F164(SPDO)指令實現(xiàn)位置控制的方式 ................. 16 A/D 單元的設置 ............................................. 18 PLC 通道的選擇 ...................................... 18 I/0 分配 ............................................ 18 共享存儲器的分配 .................................... 19 A/D 單元的技術參數(shù) ................................. 20 A/D 單元的編程方法 ................................... 20 D/A 單元的設置 ............................................ 20 通道的選擇 ........................................... 20 D/A 單元 I/0 分配 .................................... 21 D/A 單元共享存儲器的分配表 ........................... 21 D/A 單元的技術參數(shù) .................................. 22 D/A 單元的編程方法 ................................... 22 4 軟件設計 ........................................................ 23 系統(tǒng)中檢測及控制開關 I/0分配 .............................. 23 iv 控制過程中重要的流程圖 .................................... 24 系統(tǒng)程序設計 .............................................. 28 5 結(jié) 論 .......................................................... 40 參考文獻 ........................................................... 41 謝辭 ............................................................... 42 第 1 頁 共 42 頁 1 緒論 礦井提升機簡介 礦井提升機是安裝在地面，借助于鋼絲繩帶動提升容器沿井筒或斜坡道運行的提 升機械。分“纏繞式提升機”和“摩擦式提升機”。它用鋼絲繩帶動容器（罐籠或箕斗）在井筒中升降，完成輸送物料和人員的任務。礦井提升機是由原始的提水工具逐步發(fā)展演變而來?，F(xiàn)代的礦井提升機提升量大，速度高，已發(fā)展成為電子計算機控制的全自動重型礦山機械。 礦井提升機的任務及其組成 礦井提升機的任務 : (1) 提升有用礦物，礦石、煤炭。 (2) 提升井下生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的矸石、煤泥。 (3) 升降人員、運送設備和下放物料。 礦井提升設備的主要 組成部分有：提升鋼絲繩、平衡鋼絲繩、提升容器、井架、天輪、井筒設備（包括罐道、罐梁）等組成。一般的礦井提升機都有兩個提升容器，并且兩個提升容器在礦井中做方向相反的直線運動，即一個提升容器以一定的速度上升時另一個提升容器以相同的速度下降。 國內(nèi)外提升機研究狀況 近幾十年來，國外提升機機械部分和電氣部分都得到了飛速的發(fā)展，而且兩者相互促進，相互提高。與此同時，電子技術和計算機技術的發(fā)展，使提升機的電氣控制系統(tǒng)更是日新月異。早在上世紀七十年代，國外就將 PLC 應用于提升機控制。上世紀八十年代初，計算機又被 用于提升機的監(jiān)視和管理。計算機和PLC 的應用，使提升機自動化水平、安全、可靠性都達到了一個新的高度，并提供了新的、現(xiàn)代化的管理、監(jiān)視手段。就在國外科學技術突飛猛進發(fā)展的時候，我國提升機電控系統(tǒng)很長時間都處于落后的狀況。直到目前為止，我國正在服務的礦井提升機電控系統(tǒng)大多數(shù)還是轉(zhuǎn)子回路串金屬電阻的交流調(diào)速系統(tǒng)，設備陳 第 2 頁 共 42 頁 舊、技術落后。國產(chǎn)提升機安全性、可靠性差，在關鍵部位 —— 上下兩井口減速區(qū)段沒有配套的有效的速度監(jiān)視裝置，就提升機控制技術而言，依然是陳舊的，和國外相比，我們存在很大的差距。目前我國提升機 90％以上 均采用交流繞線式異步電動機的拖動方式，其電控系統(tǒng)用 于單繩纏繞式提升機的有 TKD 系列，多繩磨擦式提升機的有 JKM、 K／ J 系列。這幾種提升機通常在電動機轉(zhuǎn)子回路中串接附加電阻進行起動和調(diào)速。盡管轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方法很不經(jīng)濟，低速特性也很軟，穩(wěn)定性差，但是由于這種調(diào)速方法比較簡單易行，起動轉(zhuǎn)矩較大在拖動起重機等中、小容量的繞線式異步電動機中仍然應用廣泛。 20 世紀 80 年代，我國從瑞典、西德等國引進 20 多套晶閘管 —— 直流電動機控制系統(tǒng)。我國自己生產(chǎn)的晶閘管 —— 直流電動機控制系統(tǒng)應用于 20 世紀 90 年代。這 種控制系統(tǒng)的優(yōu)點是：體積小、重量