【正文】 機轉(zhuǎn)子回路中串接附加電阻進行起動和調(diào)速。我國常用的礦用提升機主要是單繩纏繞式和多繩摩擦式。礦井提升系統(tǒng)的類型很多，按被提升對象分:主井提升、副井提升。特別要強調(diào)的是，此時期在國外一著名的提升機制造公司，如西門子、ABB、ALSTHOM都利用新的技術(shù)和裝備，開發(fā)或完善了提升機的安全保護和監(jiān)控裝置，使安全保護性能又有了新的提高。在提升機機械和電氣傳動技術(shù)飛速發(fā)展的同時，電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，使提升機的電氣控制系統(tǒng)更是日新月異。關(guān)鍵詞: 副井提升機,可編程控制器,變頻器,可靠性,電控系統(tǒng)目錄摘 要 I1緒論 1 國內(nèi)外提升及研究狀況 1 4 6 82礦井提升機的組成及分類 9 礦井提升機的作用 9 礦井提升機的組成 9 礦井提升機的分類 103礦井提升機的制動裝置及安全裝置 13 礦井提升機的制動裝置 14 制動裝置的組成及種類 14 制動裝置的作用 14 制動裝置的有關(guān)規(guī)定 15 礦井提升機的安全保護裝置 164提升機調(diào)速控制系統(tǒng)實現(xiàn) 18 18 18 20 21 21 24 PLC控制部分設(shè)計 29 29 32 39 41總結(jié) 42參考文獻 44致謝 45附錄A 46附錄B 47畢業(yè)設(shè)計（論文） 1緒論 國內(nèi)外提升及研究狀況近三十年來，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。因此對副井提升機的安全性要比主井提升機的安全要求要高的多。本課題介紹了國內(nèi)外提升機系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r, 通過對比分析了國內(nèi)提升機電控系統(tǒng)的不足,針對提升機的高可靠性要求采用PLC控制提出一種可靠性高的提升機操作保護系統(tǒng)。起初的提升機是電動機通過減速器傳動卷筒的系統(tǒng)，后來出現(xiàn)了直流慢速電動機和直流電動機懸臂安裝直接傳動的提升機。早在上世紀(jì)七十年代，國外就將可編程控制器(PLC)應(yīng)用于提升機控制。就在國外科學(xué)技術(shù)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。按井筒的提升道角度分:豎井()和斜井。我國的礦井與世界上礦業(yè)較發(fā)達的國家相比，開采的井型較小、礦井提升高度較淺，煤礦用提升機較多，其他礦(如金屬礦、非金屬礦)則較少。串電阻調(diào)速是一種恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方法轉(zhuǎn)子功率的損耗隨著串入的電阻的增大而增大。我國自己生產(chǎn)的晶閘管—直流電動機控制系統(tǒng)應(yīng)用于20世紀(jì)90年代。2)提升行程控制提升機的控制從本質(zhì)上說是一個位置控制，要保證提升容器在預(yù)定地點準(zhǔn)確停車，要求準(zhǔn)確度高，目前可達到2cm。提升過程采用微機主要完成如下參數(shù)的監(jiān)視:a、提升過程中各工況參數(shù)(如速度、電流)監(jiān)視:b、各主要設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)視。4)安全回路安全回路是指提升機在出現(xiàn)機械、電氣故障時控制提升機進入安全保護狀態(tài)的極為重要的環(huán)節(jié)。20世紀(jì)80年代西歐一些工業(yè)先進國家將交流變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于提升機，有代表性的是西門子公司和ABB公司。所以副井提升機的安全、可靠、有效高速運行，直接關(guān)系到企業(yè)的生產(chǎn)狀況和經(jīng)濟效益。所以提升機調(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。目前，我國地下礦山礦井提升機的電氣傳動系統(tǒng)主要有：對于大型礦井提升機，主要采用晶閘管變流器—直流電動機傳動控制系統(tǒng)和同步電動機矢量控制交一交變頻傳動控制系統(tǒng)。提升機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、繞線電機電刷等容易損壞，影響生產(chǎn)效益。變頻器調(diào)速控制電路簡單，克服了接觸器、電阻器、繞線電機電刷等容易損壞的缺點，降低了故障和事故的發(fā)生?？刂撇呗匝芯烤褪且ㄟ^電液控實時地、準(zhǔn)確地使提升機按給定的速度圖運行，使控制系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性滿足提升機運行的要求。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。并采取一些提高系統(tǒng)安全運行和抗干擾能力的措施。所以要尋求一種控制方法來提高控制精度。本文針對制約提升安全的主要環(huán)節(jié)設(shè)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。在此基礎(chǔ)上提出了本文所承擔(dān)主要任務(wù)和研究的主要內(nèi)容為：提升機電控系統(tǒng)主電路設(shè)計部分、控制系統(tǒng)軟件設(shè)計部分、提升機速度給定方式分析、保護及抗干擾措施。所以副井提升機的設(shè)計要有很高的要求。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。纏繞式礦井提升機大多用于年產(chǎn)量在120萬噸以下、井深小于400米的礦井中。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。用鋼絲繩帶動容器在井筒中升降，完成運輸任務(wù)。隨著礦井深度和產(chǎn)量的加大，鋼絲繩的長度和直徑相應(yīng)增加。 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。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。 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(yīng)力，影響鋼絲繩壽命；尾繩在井筒中還易扭轉(zhuǎn)，妨礙工作。多繩摩擦式提升機具有安全性高、鋼絲繩直徑細、主導(dǎo)輪直徑小、設(shè)備重量輕、耗電少、價格便宜等優(yōu)點，發(fā)展很快。鋼絲繩一般為2～10根。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。 機房設(shè)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)。畢業(yè)設(shè)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(guān)系到提升機設(shè)備得安全運行，它由制動器（閘）和傳動裝置組成。升降人員和設(shè)備、運送材料及丁具等任務(wù)。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(gòu)，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(diào)繩離合器時，應(yīng)能閘住活卷筒，動作死卷筒。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。雙滾筒提升絞車的2套閘瓦的傳動裝置必須分開。（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。保險閘施閘時，杠桿和閘瓦不得發(fā)生顯著的彈性擺動。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。防止過速裝置：當(dāng)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。深度指示器失效保護裝置：當(dāng)指示器失效時，能自動停電并能使保險閘發(fā)生作用。滿倉保護裝置：箕斗提升的井口煤倉倉滿時能自動報警和自動斷電。此方案能夠很好解決傳統(tǒng)交流繞線式電機串電阻調(diào)速系統(tǒng)的缺點，變頻調(diào)速是通過改變定子供電頻率來達到電機調(diào)速的目的，無論轉(zhuǎn)速高低，其機械特性基本上與自然機械特性平行，能夠滿足提升機特殊工作環(huán)境的要求且有著明顯的節(jié)電效果；采用PLC對提升系統(tǒng)進行保護和監(jiān)控，使系統(tǒng)更加安全可靠。主電機通過減速器向卷筒提供牽引所需的動力；液壓站：為提升機提供制動力，停車時先通過液壓站給卷筒施加機械制動力，再取消直流制動力；提升機起動時，先對電機施加直流制動，再松開機械抱閘，防止溜車，以保證系統(tǒng)安全可靠地工作?？刂票O(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)。在提升過程中，控制提升機運行的主速度給定S形速度曲線由PLC編程產(chǎn)生，經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換，由模擬量輸出口輸出，以驅(qū)動變頻器工作；對變頻器輸出頻率的調(diào)整控制，也可根據(jù)現(xiàn)場的工況需要，由操作臺速度控制手柄以輔助給定的方式進行控制。為操作人員分析故障、判斷故障和處理提供依據(jù)。本系統(tǒng)中調(diào)速采用PLC+D/A模塊配合變頻器進行，通過PLC輸出電壓信號(0～10V)來控制變頻器的頻率。變頻電動機的電磁設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計和絕緣系統(tǒng)設(shè)計既考慮了對變頻器電源供電和寬范圍變頻調(diào)速的適應(yīng)能力，又體現(xiàn)了冶金及起重專用三相異步電動機過載能力大、機械強度高的特點。SB61G110KW具有國際領(lǐng)先的無速度傳感器矢量控制技術(shù)和擬超導(dǎo)技術(shù)，使電機低速時機械特性變硬。本調(diào)速系統(tǒng)所選電動機為：QABP系列三相異步變頻調(diào)速電動機?？紤]到礦用電機性能上的差異及機械負載的波動，本系統(tǒng)中所需電動機的軸上功率為75KW。根據(jù)變頻器所需容量，查變頻器型號規(guī)格：選擇森蘭SB61G110KW通用型變頻器。(2)、聲光報警電路由報警輸出的動合（常開）觸點“30B30A”控制，當(dāng)變頻器跳閘時，觸點“30B30A”閉合，將報警指示燈HL和電笛HA接通，進行聲光報警。一、能耗制動電路的作用以及構(gòu)成在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，電動機的降速和停機，是通過逐漸減小頻率來實現(xiàn)的。與此同時，電動機軸上的轉(zhuǎn)矩變成了制動轉(zhuǎn)矩，使電動機的轉(zhuǎn)速迅速下降。因此，當(dāng)直流電壓超過一定值時，就要求提供一條放電回路，將再生的電能消耗掉。，上下兩根為圖變頻器內(nèi)部的直流母線，當(dāng)電機處于減速狀態(tài)時，電機處于再生制動狀態(tài)，電機處于發(fā)電的狀態(tài)。通過變頻器手冊我們可以查詢到當(dāng)使用的電機為75KW時，需要的制動電阻為3個20歐姆的電阻串聯(lián)，電阻的功率為18KW。具體操作是，將電機與變頻器切斷后向定子繞組內(nèi)通入直流電流，定子磁場是靜止的。直流制動的應(yīng)用：一是準(zhǔn)確停車控制；二是對啟動前的不規(guī)則旋轉(zhuǎn)進行制動控制。預(yù)置起始頻率的主要依據(jù)是負載對制動時間的要求，要求制動時間越短，則起始頻率應(yīng)越高。(3)直流制動時間即施加直流制動時間的長短。通過測量的電機轉(zhuǎn)速與設(shè)定的相比較構(gòu)成閉環(huán)回路，增強速度的控制精度。PLC根據(jù)運行方式對變頻器實現(xiàn)S形速度給定控制，實現(xiàn)箕斗運行速度的準(zhǔn)S形曲線。本次設(shè)計中需要采集的模擬量有用于閘瓦部分的電容式位移傳感器，和用來給定變頻器模擬量輸入，用來控制電機的速度。所謂軟啟動就是電壓由零慢慢提升到額定電壓，使電機啟動的全過程都不存在沖擊轉(zhuǎn)矩，而是平滑的啟動運行。此時變頻器REV與CM端相連，電機反轉(zhuǎn)下放重物。三、工頻與變頻轉(zhuǎn)換工變頻轉(zhuǎn)換系統(tǒng)可使電機轉(zhuǎn)速需在工頻運行或變頻出現(xiàn)故障時進行自由切換。這樣便于檢修和故障排除。(2)松繩保護：用一根細絲和一個常開型開關(guān)，在鋼絲繩下放一定距離垂直鋼絲繩方向處架起，當(dāng)?shù)V車在緩道上行走，而電機下放速度過快時，就會出再松繩現(xiàn)象。(4)機械抱閘是否動作，本次設(shè)計采用電容式位移傳感器，可以檢測出機械抱閘的程度。(7)全礦停電時，由PLC保證提升機能實現(xiàn)安全制動，并做好提升機的后備保護。： YB28014電機參數(shù)型號額定功率額定電壓額定轉(zhuǎn)速額定頻率YB28014380V1390r/min50HZ對于開門系統(tǒng)要控制門的打開與關(guān)閉，即控制電機的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)。為了保證速度控制的精度及低速運行時變頻器輸出電流不減小,使得電動機輸出的電磁轉(zhuǎn)矩仍能滿足負載機械的要求。測速回路的核心元件是光電式軸編碼器，光電編碼器是一種通過光電轉(zhuǎn)換將轉(zhuǎn)軸的機械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器， 在一個圓盤上有規(guī)則地刻著透光或不透光的線條，稱為圓光柵