【正文】 IGBT三相橋式逆變器，且輸出為PWM波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲(chǔ)能和緩沖無(wú)功功率。它采用高性能的矢量控制技術(shù)，提供低速高轉(zhuǎn)矩輸出和良好的動(dòng)態(tài)特性，同時(shí)具備超強(qiáng)的過(guò)載能力，以滿足廣泛的應(yīng)用場(chǎng)合。因此國(guó)內(nèi)使用單位主要以進(jìn)口為主，很少使用國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品。2．通用變頻器使用的功率器件不斷更新?lián)Q代。(6) 體積小、能耗低由軟件實(shí)現(xiàn)的邏輯控制可以大量節(jié)省繼電器、定時(shí)器的數(shù)量。(4)功能強(qiáng)大，可擴(kuò)展PLC的主要功能包括開關(guān)量的邏輯控制、模擬量控制部分還具備控制或模糊控制功能、數(shù)字量智能控制、數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控、通信、聯(lián)網(wǎng)及集散控制等功能。(3)編程簡(jiǎn)單，使用方便PLC采用面向過(guò)程，面向問(wèn)題的“自然語(yǔ)言”編程方式，直觀易懂，主要采用梯形圖和語(yǔ)句表編寫程序，使得廣大電氣技術(shù)人員更易接納和理解。因此當(dāng)工藝過(guò)程改變時(shí)，只需修改程序即可，外部接線改動(dòng)極小，甚至可以不必改動(dòng)，其靈活性和通用性是繼電器控制電路無(wú)法比擬的。在通信服務(wù)階段，PLC與一些智能模塊通信、響應(yīng)編程器鍵入的命令、更新編程器的顯示內(nèi)容等。圖21 PLC的基本結(jié)構(gòu)圖 S7200系列西門子PLC的基本特點(diǎn)PLC通電后，需要對(duì)硬件和軟件做一些初始化工作。S7200系列西門子PLC家族中的成員之一，在西門子工控領(lǐng)域中占有重要的地位。程序運(yùn)行為周期性順序掃描和集中批處理的工作方式，具有故障檢測(cè)及診斷程序，可靠性極高。操作臺(tái)：操作臺(tái)設(shè)置兩個(gè)手柄，分別用于速度輔助給定及制動(dòng)力給定，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。甚至與上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)，合并于礦井監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中。圖16 控制系統(tǒng)框圖系統(tǒng)框圖中部分系統(tǒng)功能如下：控制監(jiān)視系統(tǒng)：是操作人員和控制系統(tǒng)及運(yùn)輸系統(tǒng)之間的橋梁，它可以在線監(jiān)測(cè)提升機(jī)運(yùn)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)。適用、經(jīng)濟(jì)、高效、可靠是本文提升機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的追求目標(biāo)。通過(guò)對(duì)頻率的調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)速度的控制，使得速度變化更加平滑和實(shí)現(xiàn)精確調(diào)速。每個(gè)程序語(yǔ)句確定了一個(gè)順序，運(yùn)行時(shí)依次讀取存儲(chǔ)器中的程序語(yǔ)句，對(duì)它們的內(nèi)容進(jìn)行解釋并加以執(zhí)行，執(zhí)行結(jié)果用以接通輸出設(shè)備，控制被控對(duì)象工作。采用PLC控制變頻調(diào)速，在最大限度滿足生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝對(duì)電氣控制系統(tǒng)要求的前提下，力求運(yùn)行安全、可靠、動(dòng)作準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、電動(dòng)機(jī)及電氣元件選用合理，操作、安裝、調(diào)試和維修方便。在提升機(jī)控制系統(tǒng)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和變頻調(diào)速技術(shù)，對(duì)原有提升機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)換代。 （4）系統(tǒng)安全保護(hù)環(huán)節(jié)不全面，工作不可靠，故障顯示不直觀，分析查找故障難度大，缺乏運(yùn)行參數(shù)顯示功能. （5）機(jī)械沖擊大、人員乘車舒適性差。圖13為繼電器—接觸器控制系統(tǒng)框圖。經(jīng)分析本文將采用改變定子電壓、頻率的變頻調(diào)速的方案，近年來(lái)交流變頻調(diào)速技術(shù)迅速發(fā)展起來(lái)，調(diào)速方式的不斷進(jìn)步使得運(yùn)用于提升機(jī)系統(tǒng)的交流調(diào)速技術(shù)不僅僅局限于傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子串電阻方式，變頻調(diào)速技術(shù)也越來(lái)越多地在提升機(jī)控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，充分發(fā)揮出交流調(diào)速的優(yōu)勢(shì)。礦井提升機(jī)調(diào)速系統(tǒng)采用交流異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，其交流異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速公式為：n=60f/p(1s)從上式可見(jiàn)，改變供電頻率f、電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)p及轉(zhuǎn)差率s均可達(dá)到改變轉(zhuǎn)速的目的。提升過(guò)程一般包括：起動(dòng)加速、勻速、減速、爬行和停車幾個(gè)主要環(huán)節(jié)。 圖12 礦井提升機(jī)的直流拖動(dòng) 斜井提升是典型的摩擦性負(fù)載，即恒轉(zhuǎn)矩特性負(fù)載。圖11 礦井提升機(jī)的交流拖動(dòng)2. 直流拖動(dòng)方式我國(guó)提升機(jī)采用直流拖動(dòng)有兩種系統(tǒng):直流發(fā)電機(jī)—直流電動(dòng)機(jī)機(jī)和晶閘管—直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。就拖動(dòng)方式而言，目前我國(guó)的礦井提升機(jī)主要有以下兩種拖動(dòng)方式：1. 交流拖動(dòng)方式目前我國(guó)提升機(jī)約70%采用串電阻調(diào)速的交流拖動(dòng)方式。上世紀(jì)八十年代初，計(jì)算機(jī)又被用于提升機(jī)的監(jiān)視和管理。上世紀(jì)七十年代德國(guó)西門子公司發(fā)明矢量控制的交—直—交變頻原理后，標(biāo)志著用同步電動(dòng)機(jī)來(lái)代替直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)速的技術(shù)時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。特別是模擬技術(shù)、微電子技術(shù)、微電腦技術(shù)在礦井提升機(jī)控制中的應(yīng)用已成為必然的發(fā)展。適應(yīng)范圍廣，節(jié)能效果更加明顯。隨著計(jì)算機(jī)和PLC技術(shù)的不斷發(fā)展，采用先進(jìn)的控制技術(shù)改造傳統(tǒng)礦山行業(yè)的傳統(tǒng)控制系統(tǒng)，從而使礦井提升機(jī)的控制性能得到極大的改善，其自動(dòng)化水平、安全性、可靠性都達(dá)到了新的高度，并采用現(xiàn)代化的管理和監(jiān)視手段保障提升機(jī)的安全運(yùn)行，保證礦井提升機(jī)可靠、準(zhǔn)確地運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)礦井提升機(jī)的計(jì)算機(jī)控制。礦井提升設(shè)備，其中主要是提升機(jī)及其控制和安全設(shè)備，也同樣要面臨著這一必經(jīng)之路。對(duì)提升機(jī)來(lái)說(shuō)，運(yùn)行的安全性與可靠性是至關(guān)重要的。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)。論文的公布（包括刊登）授權(quán)井岡山大學(xué)教務(wù)處辦理。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果，也不包含為獲得井岡山大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過(guò)的材料。除在保密期內(nèi)的保密論文外，允許論文被查閱和借閱，可以公布（包括刊登）論文的全部或部分內(nèi)容。傳統(tǒng)的礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)主要采用繼電器－接觸器進(jìn)行控制，這類提升機(jī)通常在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路中串接附加電阻進(jìn)行啟動(dòng)和調(diào)速。 關(guān)鍵詞：礦井提升機(jī)，PLC，控制系統(tǒng) AbstractABSTRACTThe mine elevator is entitled as the throat of mine, and it is the most vital equipment in mine. The mine elevator is the only channel to the underground mines, and it is shouldering the transportation of mineral, materials and people. The safety and security is the most vital to elevator. The traditional shaft hoist control system is always controlled by the relay－contactor, and adopts the methods of connect series additional resistant in rotor’s winding loop to start and adjust speed. The system has many disadvantages such as bad reliability, plicated operation, high fault rate, large energy－wasting and low efficiency. So, carrying on the research on the shaft hoist control system has realistic meanings, and it is a subject for research by relevant experts and scholars, both at home and abroad too.Along with the development and application of puter and programmable logical controller, the controller of mine elevator e forth new visage, the level of automatization and safety and security arrived at the new altitude, and provided a new and modern manage and monitor means. Advanced industry control puter are used to monitor and manage the course of elevator KEY WORDS：shaft hoist, PLC, control system目錄目 錄第一章 概述 1 1 礦井提升機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展研究現(xiàn)狀 2 國(guó)外礦井提升機(jī)的現(xiàn)狀 2 國(guó)內(nèi)提升機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨向 2 4 4 4第二章 主要元部件的選擇 9（PLC）的選擇 9 S7200系列西門子PLC的基本特點(diǎn) 9 變頻器的選擇 11 MM440通用變頻器的簡(jiǎn)介 11 MM440變頻器的工作原理及其調(diào)速原理 12 13 MM440通用變頻器的參數(shù)設(shè)置 14 15 電動(dòng)機(jī)的選擇 17第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 18 礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)的主回路 18 18 PLC與變頻器的接線圖 19 變頻調(diào)速主控電路接線 19 20第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 23 23 控制程序流程圖 24 25 梯形圖的編程原則 25 系統(tǒng)梯形圖 25 調(diào)試過(guò)程 30