【正文】 M 系統(tǒng)的特點(diǎn)是過載能力強(qiáng)，所需設(shè)備均為常規(guī)定型產(chǎn)品，供貨容易，運(yùn)行可靠， 維護(hù)工作量大但是技術(shù)要求不高，對(duì)系統(tǒng)以外的電網(wǎng)不會(huì)造成有害的影響，即不會(huì)引起電力公害等。同時(shí)可以利用 PLC 的高速計(jì)數(shù)功能、網(wǎng)絡(luò)通信功能、故障檢測(cè)及診斷功能、信號(hào)顯示功能等來(lái)增加一些新的控制功能，安全性將大大提高，運(yùn)行將更加平穩(wěn)、準(zhǔn)確，完全能夠滿足礦山生產(chǎn)的苛刻要求，而且投資相對(duì)較少，性價(jià)比較高，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。在存儲(chǔ)程序控制系統(tǒng)中，控制程序的修改不需要通過改變控制器內(nèi)部的接線 (即硬件 )，而只需通過編程器 改變程序存儲(chǔ)器中某些語(yǔ)句的內(nèi)容。PLC 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為模塊化結(jié)構(gòu)，維護(hù)更換方便，并可顯示故障類型。 這些不足主要是因?yàn)椴捎美^電器控制方式造成的，在這種控制方式下繼續(xù)改善的余地不大。 幾十年來(lái) ，這種控制系統(tǒng)由于受元件水平的限制而存在著缺 陷，突出表現(xiàn)在 : (1) 使用大量繼電器、接觸器及其它分立電子元件，系統(tǒng)體積大，運(yùn)行噪聲大，功耗高，接線復(fù)雜，故障率高，工作穩(wěn)定性和可靠性差，控制速度慢，控制精度差，功能改變難度大，使用壽命短。具備必要的連鎖和安全保護(hù)環(huán)節(jié)，確保系統(tǒng)安全運(yùn)行 .盡量節(jié)約能源和降低運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。迅速安全制動(dòng)停車，即所謂要具備挖土機(jī)機(jī)械特性 )。提升機(jī)不同于其他機(jī)械，穩(wěn)定運(yùn)行的要求。 綜合以上提升機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)以及礦山生產(chǎn)固有的特點(diǎn)，提升機(jī)工藝對(duì)提升機(jī)電控系統(tǒng)的要求如下 : (1) 加 (減 )速度符合國(guó)家有關(guān)安全生產(chǎn)規(guī)程的規(guī)定。因此在電動(dòng)機(jī)不帶電時(shí)，為了使重的罐籠處于靜止?fàn)顟B(tài) (便于罐籠的裝卸載 )，對(duì)滾筒必須施加機(jī)械閘。㎡ )， g 為重力加速度， Td傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩 ,e加速度。所以需要先來(lái)分析提升機(jī)電控系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)特性。甩掉了原電控調(diào)速用的交流接觸器及調(diào)速阻，提高了系統(tǒng)的可靠性，改善了操作人員的工作環(huán)境，使噪音及室溫降低了很多；調(diào)速連續(xù)方便，分段預(yù)置頻率，能根據(jù)負(fù)荷情況連續(xù)平滑調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，無(wú)機(jī)械沖擊現(xiàn)象；實(shí)現(xiàn)了低頻低壓的軟起動(dòng)和軟停止，使停車運(yùn)行更加平穩(wěn)；啟動(dòng)及加速過程沖擊電流小，可以實(shí)現(xiàn)提礦井升機(jī)在重載下從低速平穩(wěn)無(wú)級(jí)平滑地升至最高速。 ⑥提升容器通過給定的減速點(diǎn)時(shí)，由于負(fù)載的不同，而將得到不同的減速度，不能達(dá)到穩(wěn)定的低速爬行，最后導(dǎo)致停車位置不準(zhǔn)，不能正常裝卸載。 ②電阻分級(jí)切換，為有級(jí)調(diào)速，設(shè)備運(yùn)行不平穩(wěn)，容易引起電氣及機(jī)械沖擊。 關(guān)鍵詞： 礦井提升機(jī)， PLC，變頻調(diào)速 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II The Freouency Conversion Use on The Speed Adjustment of Shaft Hoist on The Basis of PLC Control ABSTRACT The traditional shaft hoist control system is always controlled by the relaycontactor. The system has many disadvanges such as bad reliability， plicated operation， high fault rate， large energy –wasting and low efficiency. 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. The paper applied PLC(Programmable Logic Controller)and frequency converter to the system， and have carried on deeper research in feasibility. Paper based on the operation of mining properties hoist requirements， the selection of frequency converter and PLC， and the system software and hardware design. Including the detection module， control module， protect module， display module and antijamming module design， the final system integration and debug. Adopting control system， the shaft hoist works reliably， easy to use， energysaving well， and have dynamical shown function. KEY WORDS: Shaft hoist， PLC， Frequency conversion 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 前 言 ....................................................................................................... 1 第 1 章 礦井提升機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ........................................... 3 礦井提升機(jī)對(duì)電氣控制系統(tǒng)的要求 ....................................... 3 提升機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) ............................................... 4 控制單元基本原理 ......................................................... 4 調(diào)速基本原理 ................................................................. 6 系統(tǒng)設(shè)計(jì) .......................................................................... 8 第 2 章 礦井提升機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) .................................11 PLC 的設(shè)計(jì) ................................................................................11 PLC 簡(jiǎn)介 .........................................................................11 PLC 的選型 .................................................................... 12 PLC 外圍電氣控制 ........................................................ 13 礦井提升機(jī)及電機(jī)的選型 ..................................................... 15 礦井提升機(jī) .................................................................... 15 箕斗的選定 .................................................................... 16 預(yù)選提升電機(jī) ............................................................... 17 參數(shù)計(jì)算 ........................................................................ 17 電機(jī)容量校核 ............................................................... 21 變頻調(diào)速系統(tǒng) .......................................................................... 22 變頻器 ............................................................................ 22 變頻調(diào)速基本原理 ....................................................... 24 變頻器的選型 ............................................................... 25 變頻器主電路設(shè)計(jì)及參數(shù)設(shè)定 .................................. 27 第 3 章 礦井提升機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ..................................... 30 提升機(jī) PLC 控制要求 ............................................................ 30 程序設(shè)計(jì) .................................................................................. 30 第 4 章 系統(tǒng)抗干擾措施 ...................................................................... 35 PLC 的抗干擾 .......................................................................... 35 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） IV 變頻器的抗干擾及其防止 ..................................................... 36 結(jié) 論 ..................................................................................................... 37 謝 辭 ....................................................................................................... 39 參考文獻(xiàn) ................................................................................................. 40 附 錄 ..................................................................................................... 41 外文資料翻譯 ........................................................................................ 42 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 前 言 本文以某煤礦主立井提升機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)為工業(yè)背景，在已經(jīng)非常成熟但調(diào)速方法比較落后的交流拖動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)上，通過基于 PLC 的變頻控制技術(shù)在礦井提升機(jī)行程、速度和制動(dòng)控制中的應(yīng)用，闡述了新型礦井提升機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用情況。 采用 PLC與變頻器相結(jié)合的控制方案對(duì)原有電控系統(tǒng)進(jìn)行改造，提高整個(gè)電控系統(tǒng)安全可靠性、控制精度及調(diào)速性能。這種控制系統(tǒng)存在可靠性差、操作復(fù)雜、故障率高、電能浪費(fèi)大、效率低等缺點(diǎn)。 采用該控制系統(tǒng)，使提升機(jī)工作可靠，使用方便，同時(shí)具有動(dòng)態(tài)顯示的功能，節(jié)能效果明顯。這種控制方式設(shè)備陳舊、技術(shù)落后，存在著很多的問題： ①在轉(zhuǎn)子回路串接電阻，消耗大量電能，造成能源浪費(fèi)。 ⑤電動(dòng)機(jī)依靠轉(zhuǎn)子電阻獲得的低速，其運(yùn)行特性較軟。 本設(shè)計(jì)從解決實(shí)際礦井提升機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的問題出發(fā)，控制單元采用目前工控適用的 PLC 來(lái)控制；電力拖動(dòng)系統(tǒng)中，選用先進(jìn)的變頻傳動(dòng)裝洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 置； 優(yōu)化了礦井提升機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的性能。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第 1 章 礦 井提升機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 礦井提升機(jī)對(duì)電氣控制系統(tǒng)的要求 提升機(jī)控制系統(tǒng)方案的選用應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝的要求速度。Tn傳動(dòng)系統(tǒng)的飛輪力矩， Tn=4gJ，其中 J 為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 (㎏由于提升系統(tǒng)的負(fù)載為位勢(shì)負(fù)載，所以靜力 FL 的作用方向始終是提升重物的重力方向，而與系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和方向無(wú)關(guān)。由于不同的負(fù)載，不同的提升機(jī)運(yùn)行階段，電動(dòng)機(jī)的 運(yùn)行狀態(tài)也各不相同。要求速度平穩(wěn)，調(diào)速方便，調(diào)速范圍大，能滿足各種運(yùn)行