【正文】 圖如圖 3—1(a)所示；二是結(jié)定速度為行程的函數(shù)(V＝f(s))，簡(jiǎn)稱(chēng)行程給定，其給定速度圖如圖 3—1(b)所示。為保證提升機(jī)運(yùn)行安全、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)、高效，當(dāng)提升機(jī)運(yùn)行位置變化時(shí)，其速度也應(yīng)做相應(yīng)的變化。保護(hù)監(jiān)控控制主要包括：超速監(jiān)視、過(guò)卷監(jiān)視、實(shí)時(shí)速度監(jiān)視、井筒過(guò)卷監(jiān)視、變頻器故障監(jiān)視、礦車(chē)行程監(jiān)視、過(guò)載監(jiān)視、深度指示器監(jiān)視等，以上監(jiān)視內(nèi)容出現(xiàn)故障時(shí)，通過(guò)報(bào)警回路報(bào)警或安全回路實(shí)現(xiàn)抱閘停車(chē)保護(hù)。礦井提升機(jī)全自動(dòng)化運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)將極大的提高系統(tǒng)的可靠性、運(yùn)行效率，以及控制的精確性，減少人為因素的影響，使主提升系統(tǒng)成為具有自動(dòng)判斷、顯示故障，自我調(diào)整運(yùn)行速度，多重互鎖和后備保護(hù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)等全自動(dòng)化、智能化的控制系統(tǒng)。隨著晶閘管變流器供電傳動(dòng)技術(shù)的引進(jìn)和發(fā)展，國(guó)內(nèi)也進(jìn)行了設(shè)計(jì)和制造，并取得了良好的效果。直流傳動(dòng)方式又分為發(fā)電機(jī)—電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)和晶閘管變流器—電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)兩種，兩者相比，晶閘管變流器—電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)又具有動(dòng)作速度快、可靠性高、維護(hù)工作量小、故障少、運(yùn)行效率高、體積小、重量輕和占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。直流傳動(dòng)的最大優(yōu)點(diǎn)是：調(diào)速平滑穩(wěn)定，調(diào)速范圍寬，容易實(shí)現(xiàn)提升自動(dòng)化。但它的最大缺點(diǎn)是：電氣調(diào)速性能差，在減速和爬行階段需要另外增設(shè)傳動(dòng)裝置，如動(dòng)力制動(dòng)、低頻傳動(dòng)以及晶鬧管串級(jí)傳動(dòng)等，雖然調(diào)速性能得到了改善，然而設(shè)備投資和系統(tǒng)的復(fù)雜性也增加了。 礦井提升機(jī)的傳動(dòng)方式礦井提升系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)中極其重要的環(huán)節(jié)，它的正常運(yùn)行與否直接影響到礦井的產(chǎn)量。3)打印功能卡箕斗保護(hù)—當(dāng)提升箕斗卡阻時(shí)發(fā)出保護(hù)控制信號(hào)，并伴有聲光報(bào)警。減速段保護(hù)—在減速段對(duì)提升機(jī)瞬時(shí)速度實(shí)行包絡(luò)線保護(hù)，近井口實(shí)現(xiàn)限速保護(hù)。等速段超速保護(hù)—在等速段的瞬時(shí)速度超過(guò)最大提升速度巧%時(shí)，保護(hù)儀發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，并發(fā)出制動(dòng)信號(hào)。速度顯示—?jiǎng)討B(tài)顯示提升容器在整個(gè)過(guò)程中的瞬時(shí)速度。近年來(lái)，為了改善鋼絲繩在啟動(dòng)、制動(dòng)過(guò)程中可能出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)張力，2s采用變加速度控制，或稱(chēng)加速度變化率限制，這樣就可以在加、減速階段減小沖擊，同時(shí)也可減小鋼絲繩的擺動(dòng)。正力減速。自由滑行。當(dāng)達(dá)到 時(shí)刻時(shí)，容5t器 A 到達(dá)最終位置，提升機(jī)停車(chē)，而容器 B 到達(dá)井底，下一次提升是容器 B 按照上述速度圖運(yùn)行，如此按一定規(guī)律，往返周期運(yùn)行。（3） 減速階段 t3：此時(shí)上升的提升容器己接近井口，下降的提升容器接近裝載點(diǎn)，應(yīng)該減速，減速度為 a3，直至速度降至 V4。圖 2—2 多繩摩擦式提升機(jī)工作原理示意圖卷筒 ；天輪 ； 鋼絲繩 ；提升容器 礦井提升機(jī)的運(yùn)行礦井提升設(shè)備的工作過(guò)程是提升容器在井筒中往返運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，通常以提升容器的運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間的關(guān)系來(lái)表示其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，稱(chēng)為速度圖 [6]。多繩摩擦式提升機(jī)如圖 2—2 所示，由于使用了數(shù)根鋼絲繩代替一根鋼絲繩，鋼絲繩的直徑變小了，摩擦輪的直徑因而變小，但由于有鋼絲繩的根數(shù)增加，所以摩擦輪的寬度相應(yīng)的也要增加。單繩纏繞式提升機(jī)的一個(gè)特點(diǎn)就是需要用較粗的鋼絲繩纏繞在卷筒上，這就要求卷筒必須具備一定的繞組表面積，以便能容納下根據(jù)井深或提升高度所確定的鋼絲繩懸垂長(zhǎng)度。單繩纏繞式提升機(jī)的工作原理如圖 2—1 所示。制動(dòng)系統(tǒng)的功能就是使提升機(jī)卷筒剎車(chē)，停止提升機(jī)的運(yùn)行，它的可靠性直接關(guān)系到提升機(jī)的安全運(yùn)行 [33]。3)觀測(cè)與操縱系統(tǒng)：包括操作臺(tái)、深度指示器等裝置。1)潤(rùn)滑系統(tǒng)：在提升機(jī)運(yùn)行過(guò)程中不間斷的給軸承以及齒輪嚙合面壓送潤(rùn)滑油，保證軸承和齒輪的正常工作。 礦井提升機(jī)的主要組成部分及工作原理礦井提升設(shè)備的主要組成部分有：提升容器、提升鋼絲繩、提升機(jī)(包括機(jī)械及拖動(dòng)控制) 、井架或井塔以及裝卸設(shè)備等，這些設(shè)備構(gòu)成了礦井提升系統(tǒng)。b、斜井提升設(shè)備，可采用斜井串車(chē)提升，即采用礦車(chē)作為提升容器。它是將礦車(chē)推人其中，需要井底車(chē)場(chǎng)和地面車(chē)場(chǎng)。目前廣泛使用單繩纏繞式提升機(jī)和多繩摩擦提升機(jī)。 礦井提升機(jī)的簡(jiǎn)介 礦井提升機(jī)的分類(lèi)礦井提升機(jī)系統(tǒng)設(shè)備有兩大類(lèi)組成。2 礦井提升機(jī)概述礦井提升機(jī)是礦井生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，礦井提升的主要任務(wù)是將有用礦物或矸石從井下提到地面，將材料、設(shè)備和人員運(yùn)往井下，或從井下運(yùn)到地面。從解決實(shí)際礦井提升系統(tǒng)存在的問(wèn)題出發(fā)，給出了礦井提升機(jī) PLC 保護(hù)與控制系統(tǒng)的功能定義，包括行程控制、安全保護(hù)和輔助系統(tǒng)控制。 國(guó)產(chǎn)的礦井提升機(jī)經(jīng)過(guò)廣大技術(shù)人員的努力，電氣傳動(dòng)系統(tǒng)也已經(jīng)有了很大的發(fā)展，但在技術(shù)水平上還落后于國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的水平。當(dāng)這些故障出現(xiàn)時(shí)，均對(duì)提升機(jī)施加機(jī)械的(制動(dòng)閘)或者電氣的(晶閘管逆變制動(dòng))制動(dòng)力矩，控制提升機(jī)緊急停車(chē)；系統(tǒng)二，包括提升機(jī)監(jiān)控器，電樞整流器系統(tǒng)的電氣故障等，這類(lèi)故障出現(xiàn)時(shí)對(duì)提升機(jī)施加制動(dòng)力矩，使之緊急停車(chē)；系統(tǒng)三，包括盤(pán)形閘控系統(tǒng)，調(diào)零系統(tǒng)，電源的接地保護(hù)以及電機(jī)，變壓器超溫保護(hù)等，這類(lèi)故障出現(xiàn)時(shí)，提升機(jī)不需要緊急停車(chē)而只是切除基準(zhǔn)速度信號(hào)，讓提升機(jī)自動(dòng)減速停車(chē)。監(jiān)控站的顯示功能齊全，如：(l)主要數(shù)據(jù)顯示：顯示提升機(jī)的主要運(yùn)行參數(shù)；(2)概貌顯示：顯示提升機(jī)的狀態(tài)，實(shí)際控制方式，主要模擬信號(hào)，報(bào)警指示，故障及停車(chē)等數(shù)據(jù)；(3) AK 顯示：顯示提升機(jī)控制系統(tǒng)，保護(hù)系統(tǒng)，變流器以及手動(dòng)緊急停車(chē)按鈕工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)；(4)提升機(jī)保護(hù)功能試驗(yàn)顯示：此顯示供進(jìn)行提升機(jī)保護(hù)功能試驗(yàn)時(shí)使用，在該項(xiàng)顯示上進(jìn)行保護(hù)選擇，并顯示試驗(yàn)結(jié)果。它有如下特點(diǎn)：第一，緊急制動(dòng)時(shí)的恒減速功能，第二，提升鋼絲繩張力的動(dòng)態(tài)監(jiān)視功能，第三，提升系統(tǒng)及設(shè)備的動(dòng)態(tài)顯示和故障自診斷功能。以單罐籠帶平衡錘提升機(jī)為例，這種提升機(jī)配備有顯示、監(jiān)控、安全保護(hù)等電路。特別是對(duì)閘控和速度監(jiān)控等一些重要保護(hù)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)更加合理，有些環(huán)節(jié)設(shè)置雙重保護(hù)，如過(guò)速保護(hù)，過(guò)卷保護(hù)等。采用 PLC 控制，硬件簡(jiǎn)潔、軟件靈活性強(qiáng)、調(diào)試方便、維護(hù)量小，PLC 技術(shù)己經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種提升機(jī)保護(hù)控制中，配合一些提升機(jī)專(zhuān)用電子模塊組成的提升機(jī)保護(hù)控制設(shè)備，可供控制高壓帶動(dòng)力制動(dòng)或低頻制動(dòng)，單、雙機(jī)拖動(dòng)等。就計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況而言，可編程控制器(PLC)是目前作為工業(yè)控制最理想的機(jī)型，PLC 應(yīng)用程序能夠滿(mǎn)足礦井提升機(jī)工藝控制要求，各項(xiàng)性能與指標(biāo)都達(dá)到原設(shè)計(jì)要求。因此，開(kāi)發(fā)一套簡(jiǎn)單實(shí)用的提升機(jī)保護(hù)控制系統(tǒng)是非常必要的。雖然礦井提升機(jī)本身有一些保護(hù)措施，但由于煤礦生產(chǎn)的復(fù)雜性、環(huán)境的惡劣性和研究的局限性，有些保護(hù)措施未達(dá)到預(yù)期效果，一旦提升機(jī)沒(méi)有按照給定速度曲線運(yùn)行，就會(huì)發(fā)生提升機(jī)超速、過(guò)卷事故，輕者造成楔形罐道、罐籠的損害，影響礦井正常生產(chǎn)。它的性能和安全性直接影響采礦生產(chǎn)和工人生命安全，工作過(guò)程中一旦發(fā)生機(jī)械或電氣故障，就會(huì)嚴(yán)重地威脅礦井的安全，損壞設(shè)備，影響生產(chǎn)，甚至造成人身傷亡事故。其任務(wù)是用于升降人員和設(shè)備、提升礦石以及下放材料等。論文對(duì)提升機(jī)電控系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)行了展望。本論文闡述了礦井直流提升機(jī)的分類(lèi)、組成和工作原理。摘 要礦井提升機(jī)被稱(chēng)為礦山的咽喉，是礦山最重要的電氣設(shè)備。隨著計(jì)算機(jī)和 PLC 技術(shù)的不斷發(fā)展，采用先進(jìn)的技術(shù)改造傳統(tǒng)礦山行業(yè)的傳統(tǒng)系統(tǒng)，從而使礦井提升機(jī)的性能得到極大的改善，其自動(dòng)化水平、安全、可靠性都達(dá)到了新的高度，保證了提升機(jī)的安全運(yùn)行?？刂葡到y(tǒng)采用了雙線制保護(hù)策略，包括繼電器安全回路和 PLC 安全回路。 Protect and control 目 錄1 緒論.......................................................................1 課題研究的背景 .........................................................1 提升機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 ...................................................2 課題主要研究?jī)?nèi)容 .......................................................32 礦井提升機(jī)概述.............................................................3 礦井提升機(jī)的簡(jiǎn)介 .......................................................4 礦井提升機(jī)的分類(lèi)...................................................4 礦井提升機(jī)的主要組成部分及工作原理.................................5 礦井提升機(jī)的運(yùn)行 .......................................................7 提升機(jī)后備保護(hù) .........................................................9 礦井提升機(jī)的傳動(dòng)方式 ..................................................103 礦井提升機(jī) PLC 保護(hù)與控制系統(tǒng)功能定義......................................11 行程 PLC 控制 ..........................................................11 速度給定方式分析..................................................12 保護(hù)系統(tǒng) PLC 控制 ......................................................19 雙線制提升機(jī)安全保護(hù)回路 .........................................20 繼電器安全回路 ...................................................21 PLC 安全回路......................................................21 故障保護(hù)在 PLC 中的實(shí)現(xiàn) ...........................................22 PLC 中的部分閉鎖..................................................23 PLC 控制液壓制動(dòng)系統(tǒng)..............................................24 其它保護(hù)措施......................................................24 輔助系統(tǒng) PLC 控制 ......................................................244 礦井提升機(jī) PLC 保護(hù)與控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)..........................................25 行程控制 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì) ..................................................25 提升行程控制 PLC 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)......................................25 提升行程控制 PLC 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)......................................26 提升機(jī) PLC 操作保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì) ............................................30 操作保護(hù)系統(tǒng)硬件配置 .............................................30 操作保護(hù)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .............................................31 輔助系統(tǒng) PLC 系統(tǒng)技術(shù) ..................................................33 PLC 控制的主井提升信號(hào)和裝、卸載系統(tǒng)..............................33 PLC 控制的副井提升信號(hào)和操車(chē)系統(tǒng)..................................345 總結(jié)與展望................................................................35 全文總結(jié) ..............................................................35 研究展望 ..............................................................36參考文獻(xiàn)....................................................................37翻譯部分....................................................................39英文原文 ..................................................................39中文譯文 ..................................................................46致 謝......................................................................511 緒論 課題研究的背景礦井提升機(jī)是