【正文】 配置有 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換模塊，現(xiàn)將現(xiàn)場(chǎng)的溫度、壓力等模擬量經(jīng)過(guò) A/D 模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，送入微處理器進(jìn)行處理，微處理器處理過(guò)的數(shù)字量，又經(jīng)D/A 模塊轉(zhuǎn)換為模擬量后，去控制被控對(duì)象，這樣就可實(shí)現(xiàn) PLC 對(duì)模擬量的控制。與此同時(shí)， PLC 的性能卻在不斷完善，功能也在增多增強(qiáng)，應(yīng)用領(lǐng)域也在逐漸拓寬，使 PLC 的應(yīng)用已由早期的開(kāi)關(guān)邏輯到現(xiàn)在工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。如果是 PLC 本身故障，則可用更換模塊的方法迅速排除故障。 6．安裝簡(jiǎn)便、調(diào)試方便、 維護(hù)工作量小 可編程序控制器一般不需要專門的機(jī)房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。 PLC 生產(chǎn)廠家大都根據(jù)這種實(shí)際情況，一般不采用微機(jī)所用的編程語(yǔ)言，而采用與繼電器控制原理圖非常相似的梯形圖語(yǔ)言，工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)和使用這種語(yǔ)言十分方便。經(jīng)過(guò)大量實(shí)踐，人們發(fā)現(xiàn)PLC 系統(tǒng)在使用中發(fā)生的故障，大多是由于 PLC 的外部開(kāi)關(guān)、傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)引起的，而不是 PLC 自身的問(wèn)題產(chǎn)生的。 （ 7）對(duì)采用的器件都進(jìn)行嚴(yán)格的篩選和老化處理，排除了因器件可靠問(wèn)題而造成的故障?？梢詫?duì) CPU 等內(nèi)部電路進(jìn)行檢測(cè)，一旦出錯(cuò)，立即報(bào)警。為了滿足 PLC 專在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用的要求， PLC 采用了如下硬件和軟件措施： （ 1）光電耦合隔離和 RC 濾波器，有效的防止了各類電磁干擾信號(hào)的進(jìn) 入。它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)信息處理兩者的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，成為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中最重 要、應(yīng)用最多的控制設(shè)備。 PLC 通過(guò)該信號(hào)可以累計(jì)計(jì)算提升機(jī)的速度及行走距離，根據(jù)提升機(jī)運(yùn)行的狀況和距離 加以控制，完成煤礦的運(yùn)行。再松開(kāi)液壓制動(dòng)閘并將主令控制器推到正向 （或反向），提升機(jī)開(kāi)始運(yùn)行。它是整個(gè)礦井提升機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)的控制核心，通過(guò)它可以設(shè)定系統(tǒng)的工作方式和控制方式，可以發(fā)布系統(tǒng)的各種控制命令，以實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)啟動(dòng)、加速、平穩(wěn)運(yùn)行、減速、停車以及緊急制動(dòng)等各種控制功能。主電機(jī)通過(guò)減速器向卷筒提供牽引所需的動(dòng)力。與 此同時(shí)，斷電器 KA1 得電，其觸點(diǎn)將聲光報(bào)警電路自鎖，使變頻器斷電后，聲光報(bào)警能持續(xù)下去，直到工作人員按下 ST1 為止，報(bào)警才能解除。 另外在變頻器的外圍加設(shè)有聲光報(bào)警輸出口及制動(dòng)單元，能夠?qū)崿F(xiàn)變頻器故障報(bào)警和安全制動(dòng)，更有效的對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行安全保護(hù)，變頻調(diào)速主控電路如圖 231 所示。 （ 11）輸出電壓為標(biāo)準(zhǔn)正弦波形，對(duì)電纜和電動(dòng)機(jī)的絕緣無(wú)損害，減輕電動(dòng)機(jī)的軸承和葉片等機(jī)械部分震動(dòng)和磨損，延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)的使用壽命，輸出至電動(dòng)機(jī)的線纜長(zhǎng)度可達(dá) 20km。 （ 7）裝置可在本機(jī)上操作，也可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離外控，具備完善、方便的操作功能選擇。 （ 3）全中文操作界面，基于 Windows 操作平臺(tái) ，便于就地 監(jiān)控 、設(shè)定參數(shù)、選擇功能和調(diào)試。對(duì)于傳輸距離太長(zhǎng)時(shí)應(yīng)考慮線路電壓補(bǔ)償。技術(shù)人員根據(jù)共模電壓產(chǎn)生的機(jī)理，采取了“堵和疏”的辦法將共模電壓消滅在 變頻器 內(nèi)部。在低壓 變頻器 領(lǐng)域，近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的電機(jī)軸承損壞，共模電壓就是影響之一，在高壓 變頻器 的領(lǐng)域中，共模電壓更是必須解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。二是研制出特種濾波器。 ⑤ 采用光纖通訊技術(shù)，提高了產(chǎn)品的抗干擾能力和可靠性。 該變頻器的特點(diǎn)如下： ① 整流電路的多重化，脈沖數(shù)多達(dá) 36，功率因數(shù)高，輸入諧波小。整套變頻器共有 18 個(gè)功率單元，每相由 6 臺(tái)功率單元相串聯(lián)，并組成 Y 形連接，直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)。 2） 能耗制動(dòng)：用能耗電阻消耗再生能量 3） 回饋制動(dòng)：帶有能量回饋單元，將制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的再生能量回饋給電網(wǎng) 。 它的 啟動(dòng)力矩大，制動(dòng)性能好。 此次設(shè)計(jì)選用山東新風(fēng)光生產(chǎn)的型號(hào) JDBP38F 變頻器 。 調(diào)制方法與單極性相似，只是輸出脈沖電壓的極性不同。具體的做法是，當(dāng) A 相 的調(diào)制波電壓高于載波電壓 Ut時(shí)，是相應(yīng)的開(kāi)關(guān)器件 VT1導(dǎo)通輸出正的脈沖電壓；當(dāng) Ura 低于 Ut 時(shí)，使 VT1 關(guān)斷，輸出電壓為零。因此，與半個(gè)周期正弦波等效的 SPWM 是兩側(cè)窄、中間寬、脈寬按整形規(guī)律逐漸變化的序列脈沖波形。整個(gè)逆變器由三相不可控整 流器供電，所提供的直流恒值電壓為 Us。 如圖 223 SS 科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 ? tOua )b )圖 6 3Ou? t 圖 223 PWM 調(diào)制原理圖 等效的原則是每一個(gè)區(qū)間的面積相等。SS 科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 圖 221 交 直 交變頻器機(jī)構(gòu)圖 按照不同的控制方式，可分成三種 ： 1）用可控整流器調(diào)壓、用逆變器調(diào)頻的交 直交變壓變頻裝置， 2）用不控整流器整流、斬波器調(diào)壓。 高壓變頻器的種類繁多，其分類方法也多種多樣。 隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，高壓大功率變頻調(diào)速裝置不斷地成熟起來(lái)，原來(lái)一直難于解決的高壓?jiǎn)栴}，近年來(lái)通過(guò)器件串聯(lián)或單元串聯(lián)得到了很好的解決。當(dāng)提升絞車處于向上提升狀態(tài)時(shí)，電動(dòng)機(jī)工作于電動(dòng)狀態(tài)。變頻器采用的是電子器件，壽命長(zhǎng)，且具有完善的保護(hù)功能，用于提升機(jī)控制時(shí)，其可靠性很高。因?yàn)檗D(zhuǎn)速越低，特性越軟，負(fù)載轉(zhuǎn)矩波動(dòng)時(shí)，引起的轉(zhuǎn)速變化越大，使運(yùn)行穩(wěn)定性SS 科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 差。 ④耗能。由于在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)串接的電阻很多，而在分段調(diào)速過(guò)程中通常采用接觸器短接上一級(jí)電阻，接觸器的壽命主要體現(xiàn)在它的機(jī)械部分的壽命。 傳統(tǒng)的礦井提升機(jī)中，高壓電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方式大多為轉(zhuǎn)子串電阻分級(jí)調(diào)速。它是礦山井下生產(chǎn)系統(tǒng)和地面工業(yè)廣場(chǎng)相連接的樞紐，是礦山運(yùn)輸?shù)摹把屎怼?，因此，礦井提升機(jī)在礦井生產(chǎn)的全過(guò)程中占據(jù)著極其重要的地位，其安全可靠性尤為突出。這時(shí)的沖擊矩和尖峰負(fù)荷都相應(yīng)降低。這是因?yàn)榫чl管供電的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，轉(zhuǎn)矩的突變將立即通過(guò)晶SS 科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 閘管變流裝置傳至電網(wǎng)，引起對(duì)電網(wǎng)的沖擊。爬行距離 4h =～ 5m 。 4）減速階段 3t 。對(duì)于箕斗提升 1a （ 3a ） 不大于 sm 。 圖 141 六階段速度示意圖 1）初加速階段 0t 。 SS 科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 圖 231 單繩纏繞式提升機(jī)箕斗提升系統(tǒng) 1提升機(jī)； 2天輪； 3井架； 4箕斗； 5卸載曲軸； 6煤倉(cāng)； 7鋼絲繩； 8翻籠； 9煤倉(cāng)； 10給煤機(jī)； 11裝載設(shè)備 井下生產(chǎn)的煤炭通過(guò)井下運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)到井底翻籠硐室，把煤卸入井口煤倉(cāng) 9 內(nèi)，再由裝載設(shè)備裝入位于井底的箕斗，同時(shí)位于井口的另一個(gè)箕斗，把煤卸入開(kāi)口煤倉(cāng)，上下兩箕斗分別通過(guò)連接裝置與兩根鋼絲繩相連接，繞過(guò)井架天輪后，以相反方向纏于提升機(jī)卷筒上，當(dāng)提升機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，鋼絲繩往返提升重箕斗和下放空箕斗，完成提 升煤炭任務(wù)。礦井提升設(shè)備是大型設(shè)備，耗電較多，提升設(shè)備的投資、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用、效率等對(duì)礦井生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的影響是不言而喻的。可靠性是指提升設(shè)備在規(guī)定條件下，在規(guī)定的服務(wù)期限內(nèi)完成規(guī)定的提升任務(wù)而不發(fā)生故障及失效的能力。 突出安全性的另一重要原因是提升運(yùn)輸事故率在煤礦電事故中占有不可忽視的比例，其中惡性事故也時(shí)有發(fā)生，因此提高設(shè)備的安全性，增加監(jiān)測(cè)控設(shè)備以及后備保護(hù)等措施，是具有實(shí)際意義的 。 作為生產(chǎn)的基本環(huán)節(jié)，提升設(shè)備的合理結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)，安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和科學(xué)管理維護(hù)，SS 科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 直接關(guān)系到礦井生產(chǎn)能力及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。輕者，影響煤炭產(chǎn)量；重者，則會(huì)危及人身安全。 平煤集團(tuán)的煤礦提升機(jī)的電動(dòng)機(jī)為高壓電動(dòng)機(jī)。 煤礦提升機(jī)概述 目前，我國(guó)絕大部分礦井提升機(jī) (超過(guò) 80%)采用傳統(tǒng)的交流電控系統(tǒng)。 變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用，在我國(guó)開(kāi)始得并不算晚，迄今已有約 30 年了。 當(dāng) 今，在世界范圍內(nèi)運(yùn)行的提升機(jī)，最大速度達(dá) 20~25m/s；一次提升量達(dá) 50t；電機(jī)容量已超過(guò) 10000KW；井深超過(guò) 2021m（分段提升超過(guò) 3600m）。 自 1872 年出現(xiàn)第一臺(tái)由蒸氣機(jī)拖動(dòng)的單繩纏繞式提升機(jī)以來(lái)，礦井提升設(shè)備 的發(fā)展已有近 170 年的歷史。 a 代表加速度，單位： m/s； t 代表時(shí)間，單位 s；U代表電壓，單位伏（ v）； SS 科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 前 言 礦井提升設(shè)備是沿井筒升降人員，提升 煤炭 、礦石、器材的機(jī)械設(shè)備。 液壓站的設(shè)計(jì) ................................... 34 第 5 章 抗干擾電路設(shè)計(jì) ........................................ 40 167。 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ................................. 19 167。 高壓變頻器簡(jiǎn)介 .................................... 8 167。 煤礦提升機(jī)概述 .................................... 3 167。 are inclass speed, smooth speed control poor。SS 科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 煤礦提升機(jī)變頻調(diào)速拖動(dòng) 及 PLC 控制系統(tǒng)初步設(shè)計(jì) 摘 要 目前，我國(guó)絕大部分礦井提升機(jī) (超過(guò) 80%)采用傳統(tǒng)的交流電控系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞： 提升機(jī) 調(diào)速 變頻器 PLC SS 科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II Mine hoist speedadjusted drag and PLC control system design Abstract At present, the vast majority of mine hoist (more than 80%) using the traditional control system of alternating current. This electronic control system startup and speed the process of shifting the impact of major current。 used PLC to enhance the protection and monitoring system, allowing the system to a more safe and reliable. Keywords ： mine hoist electric controlled system PLC transducer transformation SS 科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 符號(hào)說(shuō)明 ....................................................... V 前 言 ......................................................... 1 第一章 煤礦提升機(jī) ............................................. 3 167。 煤礦提升機(jī)的拖動(dòng)與控制過(guò)程 ......................... 5 第二章 變頻器及其電路設(shè)計(jì) .................................... 8 167。 變頻調(diào)速控制系統(tǒng)概述 ............................. 18 167。 旋轉(zhuǎn)編碼器的安裝設(shè)計(jì) ............................... 32 167。 主電路其他抗干擾對(duì)策 ............................ 44 結(jié) 論 ........................................................ 46 SS 科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） IV 參考文獻(xiàn) ...................................................... 47 致 謝 ...................................................... 48 附 錄 ........................................................ 50 SS 科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） V 符號(hào)說(shuō)明 V 代表速度，單 位 m/s。其它類型提升方式只在特定條件下用。因此，除傳力、承力及運(yùn)載機(jī)械部件外，還必須配備完善的拖動(dòng)控制，安全監(jiān)測(cè)及井筒信號(hào)等系統(tǒng)和設(shè)備。例如中低壓及中高壓盤式閘及液壓站、硬齒面行星齒輪傳動(dòng)等的應(yīng) 用；內(nèi)裝同步電機(jī)主軸裝置的問(wèn)世；零部件設(shè)計(jì)中 CAD/CAM 及有限元法的應(yīng)用；利用系統(tǒng)工程方法進(jìn)行提升系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)及改造、提升系統(tǒng)的模化及仿真都取得了較新成就；拖動(dòng)類型除異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)調(diào)速、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速外，交交變頻器供電同步電SS 科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 動(dòng)機(jī)方式已在大型提升機(jī)應(yīng)用；由可編程序控制器（ PC）構(gòu)成的提升工藝控制、安全回路、監(jiān)測(cè)回路、行程控制器、制動(dòng)控制以及井筒信號(hào)系統(tǒng)，在工業(yè)技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家已有典型