【正文】 回路掉電，轉換此開關，方可短接過卷點，使安全繼電器得電，使提升機正常運轉。⑶ 潤滑泵轉換開關：用于開啟潤滑泵順時針旋轉45度開1號泵，逆時針旋轉45度開2號泵。注：扳上此開關后，反轉保護不起作用。⑻ 功能選擇開關：自動、常規(guī)、手動：① 自動方式：將各轉換開關設置在正常狀態(tài)，將制動泵和潤滑泵開啟，安全閥開關逆時針旋轉45度，把工作閘推到全松閘位置，將主令控制器向前推到底或向后拉到底，自動化開車條件具備，當信號工發(fā)出正確開車信號后，提升機會自動加速進入全速運行狀態(tài)。⑽ 打停點控制：在運行中接收到停車信號時，內部程序會自動減速停車，但無論什么情況下司機聽到停點時應立即將主令拉到零位，慢慢將工作閘收回即可。變頻器引起的電網諧波電壓和諧波電流含量滿足IEEE Std 5191992和GB/T1454993《電能質量公用電網諧波》對諧波含量的最嚴格要求，無需安裝輸入濾波器并保護周邊設備免受諧波干擾。⑷ 其他特性① 高可靠性，高效率，額定工況下，系統(tǒng)總效率高達96%以上，其中變頻部分效率大于98% ；② 功率單元模塊化結構，可以互換，維護簡單；③ 功率單元光纖通訊控制，完全電氣隔離；④ 隔離RS485接口，采用MODBUS、PROVIBUS通訊規(guī)約；⑤ 具有本地、遠程、上位三種控制方式；⑥ 全面的故障監(jiān)測電路、及時的故障報警保護和準確的故障記錄保存。提升機運行過程中，除開、停機外，可以不需要人工干預。自動控制系統(tǒng)提供自動、半自動、手動三種工作方式以適應不同的應用場合，實現運行邏輯控制；安全制動系統(tǒng)針對正、反向過卷、行程失效、超速、制動油過壓等故障設計了多級安全保證措施，包括安全回路、一級制動、二級制動、故障指示燈提示等，保障系統(tǒng)的安全運行。這些提升機大多數是繞線式電機轉子串電阻調速系統(tǒng)，自動化程度低、控制性能差、耗電量大、效率低，尤其是安全保護設施薄弱，過卷等安全事故時有發(fā)生，設備更新換代勢在必行?！暗V井提升”對我來說是個陌生的概念，也從未接觸過三菱FX2N系列PLC。他嚴謹務實的學術作風和孜孜不倦的求學精神激勵并培養(yǎng)了我實事求是、認真踏實的學習態(tài)度，并使我懂得了作為電氣研發(fā)工作者應具備的品德和修養(yǎng)。感謝華飛電子股份有限公司綜合研究室的諸位同事，夏宏強、鄧鳳永等對我的幫助和啟發(fā)。感謝我的同學對我的幫助和鼓勵，他們勤奮好學、樂于助人的精神，使我難以忘懷。感謝論文主審和答辯委員會的全體成員，他們辛勤的工作和誠懇的建議使得本文更加完善。感謝焦作華飛電子電器股份有限公司的總經理呂書洲老師，他為提供了我在該公司實習的機會，使我能夠在進行理論研究的同時結合實際，從而使畢業(yè)設計的研究成果具有了實用價值。在本文即將完成之際，謹向所有給予我關心、支持與幫助的老師和同學們致以深深的謝意。由于作者接觸提升電控系統(tǒng)的時間較短，以及能力上的不足以致設計中仍存在許多不足之處，我將會在日后的學習和工作中不斷完善自我，完善設計，為我們國家的礦山事業(yè)做出貢獻。在合康億盛HIVERTYVF型變頻器上設置了正轉、反轉、停車、自動減速、和多檔速度，通過主控臺PLC的控制完成提升機的整個工作過程，此外，運用數模轉換模塊向變頻器提供模擬信號實現手動調速。結 論礦山行業(yè)是我國的傳統(tǒng)行業(yè)，目前相當多的高壓礦井提升機控制系統(tǒng)仍然采用發(fā)電機直流電動機調速、接觸器繼電器邏輯控制、由行程開關指示箕斗(罐籠)位置等落后技術的控制系統(tǒng)。　　變頻調速系統(tǒng)可以實現自動運行和手動運行兩種方式：①自動運行方式 利用機內 PLC 強大的控制能力，通過設置適當的參數，變頻器就可以實現自動化運行，極大地提高了提升機的運行效率。⑵ 完美的輸出性能單元串聯脈寬調制疊波輸出，6kV系列每相6個單元，大大削弱了輸出諧波含量，輸出波形幾近完美的正弦波，與其他形式的高壓大容量變頻器比較具有以下優(yōu)點：① 無需輸出濾波裝置；② 可以驅動普通高壓異步電動機，而不會增加電機溫升，降低電機容量；③ 電機電纜無任何長度限制；④ 保護電機絕緣不受dv/dt應力的損害；⑤ 不會因為諧波力矩而降低設備使用壽命。可應用于需要四象限運行、帶能量反饋、動態(tài)響應快、低速運行轉矩大等場合。② 手動方式：常規(guī)開車由司機控制主令和工作閘，信號工發(fā)出正確開車信號后，司機應按照打點的方向，2點上提、主令向后拉，3點下放、主令向向前推，4點慢上、5點慢下，同時將工作閘推到全松閘位置，提升機會按照推主令的方向運行，運行到位后自動停車。一般司機應觀察顯示屏預備態(tài)下方的信號指示燈，如換正向燈亮，信號正向燈也亮，就不用切除自動換向開關；如換正向燈亮，信號反向燈亮，需要開反車時，就要切除自動換向開關；如換反向燈亮，信號反向燈也亮，不用切除自動換向開關；如換反向燈亮，信號正向燈亮，需要正向開車時，要切除自動換向開關；如換反向燈和換正向燈都不亮，發(fā)了開車信號也要切除自動換向開關。⑸ 解除語言報警開關：如提升機發(fā)生故障，有相應的語言報警，將此開關順時針旋轉90度可解除相應的語言報警內容，當故障解除后恢復即可。② 如反向過卷將此開關逆時針旋轉45度安全條件具備，提升機只能正向開車，不能反向開車。⑴ 安全繼電器工作按鈕：在安全條件具備的情況下，按下此按鈕，安全繼電器方可工作。1開啟制動泵，推上工作閘，離合器開始往里進，當離合器進到位后調繩結束。讓信號工發(fā)信號開車。隨便打個開車點，停點閘打不開。把左邊的閘盤閥門關住，并將液壓站上調繩管路的兩個閥門打開。當提升機全速運行到減速點后，會自動減速運行，運行到停車位置后（到位指示燈亮），自動停車，司機將主令和工作閘拉回到零位即可。 主程序流程圖圖52 主控程序流程圖 I/O分配表53 主控機I/O分配輸入點名稱輸入點名稱輸出點名稱輸出點名稱X0行程A相X20切除程序保護Y0YX1Y20電機正轉X1行程B相X21正過卷Y1YX2Y21電機反轉X2行程測量X22反過卷Y2YX4Y22—X3主令A相X23正過卷復位Y3YX8Y23—X4主令B相X24反過卷復位Y4變頻運行燈Y24變頻急停X5上提到位X25GG4Y5變頻故障燈Y25可調閘控制端X6下放到位X26G3Y6故障指示燈Y26KT1X7深指脈沖X27制動泵2開Y7信號燈Y27KT2X10主令零位X30制動泵1開Y10—Y30KM1X11工作閘零位X31手動開車Y11減速鈴Y31KM2X12切除自動換向X32自動開車Y12—Y32G3X13閘瓦磨損X33解除語言報警Y13安全條件Y33G4X14松繩X34選水平Y14運行燈Y34G5X15打點信號X35安全繼電器Y15停車燈Y35G6X16緊急停車X36變頻運行Y16信號燈Y36ACX17安全回路啟動X37變頻故障Y17信號鈴Y37—6系統(tǒng)的實際應用⑴ 開車前準備工作：將各轉換開關設置為正常狀態(tài)，主令控制器、工作閘手柄在零位，安全條件具備指示燈亮；按一下制動泵啟動按紐，安全繼電器指示燈亮，制動泵開指示燈亮；將安全閥開關逆時針旋轉45度GG4同時得電；再將潤滑泵扭子開關順時針旋轉45度或逆時針旋轉45度，開啟潤滑泵，潤滑泵開指示燈亮。當第一組語言報警起動時，根據PLC的Y0、YYY3的輸出構成8421編碼，控制語言板產生9段報警聲音；當第二組語言報警起動時，根據PLC輸出的8421編碼，輸出另外的9段報警聲音，如表45所示。FX2N4AD具有4通道電壓輸入（10~+10V直流）或電流輸入（4~20mA或20~+20mA直流），本系統(tǒng)將潤滑油壓力變送器、制動油壓力變送器和電流檢測模塊檢測到的電壓、電流信號轉換為數字量，傳送給主控機，用于參數顯示、故障報警等，使用到模塊中的CHCHCH3通道，其中，潤滑油壓力變送器和制動油壓力變送器輸出10~+10V電壓信號，電機電流檢測模塊輸出20~+20mA電流信號。⑷ 電源疊加圖單元串聯脈寬調制疊波輸出，三相輸出Y接，中性點懸浮，得到可變頻三相高壓電源，6kV系列每相6個單元，10kV系列每相9個單元，大大削弱了輸出諧波含量，輸出波形幾近完美的正弦波驅動電機。其結構圖如下：圖4423 功率單元功率單元利用IGBT進行同步整流，同步整流控制器實時檢測單元電網輸入電壓，利用鎖相控制技術得到電網輸入電壓相位，控制整流逆變開關管所構成的相位與電網電壓的相位差，便可控制電功率在電網與功率單元之間的流向。圖4422 功率單元主隔離變壓器原邊為Y型接法，直接與高壓相接。實際運用中給定轉速與實際轉速的差值通過PID調節(jié)生成轉矩電流It 。1 控制原理HIVERTYVF采用轉子帶速度反饋的矢量控制技術。變頻器接收到系統(tǒng)給出的減速信號后，啟動機內的減速程序，按照設定要求將提升機的運行速度逐漸降低。當重車在井筒中間停車時，變頻器由高速至停機后，隨之施加直流制動轉矩使電機停止轉動，當機械制動起作用后，方去掉直流制動，使重車靠機械抱閘的作用停止。在給出“松閘”信號后，變頻器開始運行。即本次提升機運行到結束點亮故障指示燈，下次排除故障、按下故障消除按鈕后再開車。采取二級制動。要全抱閘的情況有：潤滑油泵故障、主回路過壓、變頻柜故障等。⑶設備、儀器儀表檢測與提升機運行相關的設備、儀器儀表很多，主控系統(tǒng)不斷檢測它們的工作狀況，一旦發(fā)生故障，根據故障嚴重程度分別采取相應措施。正、反向過卷，提升容器運行超過上、反向過卷，應采取一級制動。本系統(tǒng)采將兩套高速軸編碼器安裝在提升機的高速軸上，實現了數字化的行程、速度和保護給定，將數字信號傳送到主控PLC和變頻柜控制器上，用來測量提升機的行程和速度，具有很高的測量精度；同時兩個軸編碼器互相獨立，相互監(jiān)視，一旦出現問題，立即安全制動。其中，主控系統(tǒng)的保護是最全面、最可靠的。③手動模式。在所有設備、儀器儀表工作狀態(tài)正常，對提升機運行速度沒有特殊要求，一般采用這種工作方式。 表41 主控臺PLC模塊組成序號名稱類型規(guī)格數量1通訊模塊FX2N485DB12接口模塊FX2N64MT13AD轉換模塊FX2N4AD14DA轉換模塊FX2N4DA1 電控系統(tǒng)系統(tǒng)功能設計電控系統(tǒng)主要實現以下三大功能：⑴控制提升機穩(wěn)定運行；⑵監(jiān)視提升機的運行狀態(tài)，自動采取相應措施。4 提升機主控系統(tǒng)硬件設計 主控臺的組成主控系統(tǒng)主要由三菱FX2N系列PLC、顯示器、開關、按鈕、主令控制器、報警器、指示燈、接觸器、電磁閥等部件構成。② 任何情況下，只有司機接到開車信號后，才能提升運行。 由PLC組成的提升控制系統(tǒng)功能變頻電控系統(tǒng)的PLC控制系統(tǒng)見圖32。4 先進的模塊化結構使系統(tǒng)組合靈活方便PLC的各個部件，包括CPU、電源、I/O等均采用模塊化設計，由機架和電纜將各模塊連接進來。如果PLC本身故障，則可用更換模塊的方法排除故障。第七，采用了冗余技術進一步增強了可靠性。第三，采用優(yōu)良的開關電源，防止電源線引入的干擾。 PLC 作為控制核心的優(yōu)越性PLC是以微處理器為核心，綜合了計算機技術、自動控制技術和通訊技術而發(fā)展起來的一種新型、通用的自動控制裝置，具有結構簡單、性能優(yōu)越、可靠性高、靈活通用、易于編程、使用方便等優(yōu)點，近年來在工業(yè)自動控制、機電一體化、改造傳統(tǒng)產業(yè)等方面得到了廣泛應用。變頻器調速控制電路簡單，克服了接觸器、電阻器、繞線電動機電刷等容易損壞的缺點，降低了故障和事故的發(fā)生。提升機運行中調速不連續(xù)，接觸器、電阻器、繞線電動機電刷等容易損壞，故障率高，影響生產效益，特別是在煤礦生產中不能實現防爆要求。 ⑷ 軸編碼器（TDRJ360RE）軸編碼器連接在高速軸上，用于檢測電機轉速，通過PLC實現PID回路控制，保證電機穩(wěn)定運行；用于行程檢測，通過PLC處理，實現減速點測量和提升機位置顯示。它將50Hz工頻變成0~50Hz連續(xù)可調的變頻電源，以滿足礦井提升機工藝要求，同時完成提升機運行參數的調節(jié)，其設置與保護為：① 采用優(yōu)化SPWM控制技術，改善電流波形減輕負載運轉顫動；② 具有靜音控制特性，能有效降低電動機發(fā)熱造成的能源損耗；③ 具有PID閉環(huán)控制功能；④ 具有瞬時停電再啟動，多段速度設定，跳躍頻率設定，S曲線加減速及速度反饋控制；⑤ 保