【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文〉 I 基于 PLC 的礦井提升機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要 本文主要設(shè)計(jì) 了 礦井提升機(jī)的變頻調(diào)速系統(tǒng)以 及 PLC控制系統(tǒng)。通過對 礦井提 升 機(jī) 調(diào) 速系統(tǒng)要求的分 析 ， 說明了采用變頻調(diào)速的重要性。在對各種 變頻調(diào)速方法的分析比較 后 ， 選擇采用交流變頻調(diào) 速 ， 然后選擇變頻器的類 型 ， 并按調(diào)速系統(tǒng)要求設(shè)計(jì)了變頻器的外部電路。通過對其電控系統(tǒng)各類故 障處理的要 求 ， 選擇采用可編程控制器 CPLC) ， 并對可編程控制器進(jìn)行選 型?？紤]到實(shí)際生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的問 題 ， 合理的設(shè)計(jì)可編程控制器 CPLC) 的外部電 路 ， 并 在 此 基礎(chǔ)上對可編程控制器 CPLC) 程序做出初步的設(shè)計(jì)方 案 ， 為 了 保證可編程控制器 CPLC) 的可 靠 工 作 ， 將其系統(tǒng)抗干擾措施也設(shè) 計(jì)在內(nèi)。本文只是初步理論設(shè)計(jì) ， 并未應(yīng) 用 于 實(shí) 踐 ， 在應(yīng) 用 于 實(shí)踐前必須對 其進(jìn)行實(shí)踐驗(yàn)證。 關(guān)鍵詞 : 礦井提升 機(jī) ， 變頻調(diào) 速 ， 變頻器 ， PLC 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文〉 H Design of Mine Hoister Based on PLC with Frequency Conversion ABSTRACT This article mainly designs the variable 仕 equency speed control system and PLC control system of mine hoist. Based on the mine hoist control system requirements analysis ， illustrates the importance of using variable frequency speed regulation. 1n a variety of 丘 equency conversion speed regulation method of analysis and parison， selection using AC frequency converter， and then select the types of 仕 equency converters， and according to the speed contro1 system is designed the external circuit of frequency converter. The electric control system of various fault handling requ讓 ements， selection by using the programmable controller (PLC)， and the programmable controller type. Considering the practical production problems that may arise， the rational design of programmable controller (PLC) of the external circuit， and based on the programmable co ntroller (PLC ) program to make the preliminary design， to ensure that the programmable controller (PLC) for the reliable operation of the system， the anti interference measures are designed. This paper is only a preliminary theoretical design， is not applied in practice ， applied in practice before it must be verified in practice. KEY WORDS: Mine Hoist， Variable Frequency Speed Regulation， Frequency Converter， PLC 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文〉 田 目錄 第 1 章礦井提升機(jī) ............................................................................3 礦 井 提升機(jī)概 述 ............. . ........................ ... ............. .. 3 展 .........................................................4 國內(nèi)礦井提升機(jī)的發(fā) 展 ........................................................6 第 2 章礦井提升機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) .................. ....................… .8 提升機(jī)電氣控制系統(tǒng)要求及組 成 ..........................................8 理 ... .......................... ...................11 變頻調(diào)速在提升機(jī)電控上的應(yīng) 用 ......... … .............................13 交 直 交 PWM 變頻 器 主 回路簡 介 ......................................15 變頻器的選 擇 ........................................................................16 變頻器的 選型 ............................................................17 變頻器容量的選 擇 ......................................................17 變頻器外部電路設(shè) 計(jì) ..............… ................................ 18 第 3 章 PLC 硬件設(shè)計(jì) ......................................................................21 PLC 簡介 ...............................................................................21 的 選 型 ......................... ....... ......................... ...............22 PLC 的 1/0 分 配 ....................................................................22 PLC 的硬件接線圖 ...............................................................25 第 4 章 PLC 軟件設(shè)計(jì) ......................................................................26 PLC 軟件概述 .........… .......… ................................................26 程序設(shè)計(jì) .......................… .......… ......… .............. ..… ...........27 軟 件 結(jié)構(gòu) .....................................................................27 軟件部分設(shè)計(jì) ............................................................27 PLC 系統(tǒng) 抗 干 擾措施 ...........................................................30 結(jié)論 ................................................................................................32 謝辭 ................ .......... .... .. ................ .... ............. ............33 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文〉 IV 參考文獻(xiàn) .................. ............................. ..........................................34 附錄 .............................................................................................35 外文資料翻 譯 ..............................................................................36 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文〉 剛言 礦井 提 升 機(jī) 是各種廠礦生產(chǎn)的重要設(shè)備。 提 升 機(jī)的安全、可 靠 、 有效、 高速運(yùn) 行 ， 直接關(guān)系到 企 業(yè) 的生產(chǎn)狀況和經(jīng)濟(jì)效益。礦井 提 升 系統(tǒng)具有環(huán) 節(jié) 多 、 控制復(fù) 雜 、 運(yùn)行速度快、慣性質(zhì)量 大 、 運(yùn)行特性復(fù)雜的特 點(diǎn) ， 且 工 作狀況經(jīng)常交替轉(zhuǎn)換。雖然礦井 提 升 系統(tǒng)本身有一些安全保護(hù)措 施 ， 但是 由 于 現(xiàn)場使用環(huán)境條件惡 劣 ， 造成了各種機(jī)械零件和電氣元件的功能失效 ， 以及操作者 的 人 為過失和對行程監(jiān)測研究的局限 性 ， 使得現(xiàn)有保護(hù)未能達(dá) 到預(yù)期的效 果 ， 致使 提 升 系統(tǒng)的事故至今仍未能消除。 因 此 提 升 機(jī) 調(diào) 速控制系統(tǒng)的研究一直是社會各 屆 人 士共同關(guān)注的 一 個 重大課題。電氣控制方式在很大程度上決定了提升機(jī)能否實(shí) 現(xiàn) 平 穩(wěn) 、 安 全 、 可靠地起制動運(yùn) 行 ， 避免了嚴(yán)重的機(jī)械磨 損 ， 防止較大的機(jī)械沖 擊 ， 減少 機(jī) 械部分維修 的 工 作 量 ， 延長提升機(jī)械的使用壽 命 。 隨著礦井 提 升 系統(tǒng)自 動 化 ， 改善提升性 能 ， 以及提高 提 升 設(shè)備的提升能力等的要 求 ， 對電氣傳 動方式提出了更高的要求。對礦井 提 升 機(jī) 電氣傳動系統(tǒng)的要求 是 :有良好 的 調(diào) 速性 能 ， 調(diào)速精度高 ， 四 象限運(yùn) 行 ， 能快速進(jìn)行 正 、 反轉(zhuǎn)運(yùn) 行 ， 動態(tài) 響應(yīng)速度快，有準(zhǔn)確的制動和定位功 能 ， 可靠性要求高等。 目 前 ， 我 國 地下礦山礦井提升機(jī)的電氣傳動系統(tǒng)主要 有 : 晶閘管變流 器 一 直流電動機(jī)傳動控制系統(tǒng)和同步電動機(jī)矢量控制交 交變頻傳動控制 系統(tǒng)。 這 兩 種系統(tǒng)大都采用數(shù)字控制方式實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng) 的 自 動 化 運(yùn) 行 ， 效 率 高 ， 有準(zhǔn)確的制動和定位功 能 ， 運(yùn)行可靠性高，但造價 昂貴。 對 于 中、 小型 提 升 機(jī) ， 則 多采用交流繞線式電動機(jī) 轉(zhuǎn) 子 切換電阻調(diào)速的交流電氣傳 動系統(tǒng)。這種電氣傳動系統(tǒng)設(shè)備簡 單 ， 但 屬 于 有級調(diào) 速 ， 提 升 機(jī) 在減速和 爬行階段的速度控制性能 較 差 ， 特 別 在負(fù)載變動時很難實(shí)現(xiàn)恒加減速控 制 ， 經(jīng)常會造成過放或過卷事故。提升機(jī)頻繁的啟動和制動 工 作過程會使轉(zhuǎn)子 串電 阻 調(diào) 速產(chǎn)生相當(dāng)嚴(yán)重的能 耗 ， 另 外轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速控制電路復(fù) 雜 ， 接 觸器、電阻 器 、 繞線電機(jī)電刷等容易損 壞 ， 影響生產(chǎn)效益。 將變 頻 調(diào) 速技術(shù)應(yīng) 用 于 礦井 提 升 機(jī)是礦井提升機(jī)電氣傳動系統(tǒng)的發(fā)展 方 向 。 隨著變 頻 調(diào) 速技術(shù)的發(fā)展， 交 直 交電壓型變 頻 調(diào) 速技術(shù)己開始在 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文〉 2 礦井 提 升機(jī)改 造 中應(yīng)用。變頻器 的 調(diào)速控制可 以 實(shí)現(xiàn)提升機(jī)的恒加速和恒 減速控制，消除了轉(zhuǎn)子串電阻造成的能耗，具有十分明顯的節(jié)能效果。變 頻器調(diào)速控制電路簡單，克服了接觸器、電阻器、繞線電機(jī)電 刷 等容 易 損 壞的缺點(diǎn)，降低了故障和事故的發(fā)生。 本文將變頻器與可編程控制器 ( PLC) 綜 合應(yīng)用在礦井 提 升機(jī) 上不僅 使調(diào)速性能增強(qiáng)，同時也使得系 統(tǒng) 工 作的可靠性得到了 提 高。 畢業(yè)