【正文】 流器，逆變部分為 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、直流儲能和緩沖無功功率。4) 對于數(shù)據(jù)通訊，只需要同軸電纜和普通 RS232 或 RS485 接口即可，不必由用戶來考慮濾波特性及通訊規(guī)程等具體問題。1) 對于開關(guān)量，輸入可以是無源出點(diǎn)開關(guān)量或集電極開路晶體管輸出：輸出有繼電器、晶閘管、晶體管等各種不同的形式，可以直接接各種不同類型的接觸器、電磁閥等。具有一定電工知識的人員都可以在短時間內(nèi)學(xué)會，使用起來得心應(yīng)手。在硬件和軟件方面還采用了屏蔽、濾波、光電隔離、故障診斷和自動恢復(fù)等措施。PLC 是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，PLC 及有關(guān)外部設(shè)備都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)，并通過數(shù)字式或輸入輸出控制各類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、高效的礦井提升機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)是本設(shè)計(jì)的追求目標(biāo)。在提升機(jī)控制系統(tǒng)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和變頻器調(diào)速技術(shù)，對原有提升機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行升級換代。(4) 系統(tǒng)的安全性、可靠性不高，容易發(fā)生事故。 設(shè)計(jì)內(nèi)容及意義 設(shè)計(jì)內(nèi)容本設(shè)計(jì)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技術(shù)基礎(chǔ)上，通過變頻控制技術(shù)在礦井提升機(jī)行程、速度，制動控制中的應(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。安全回路是保護(hù)的最后環(huán)節(jié)之一，現(xiàn)在大多公司都采用兩臺 PLC 構(gòu)成安全回路，使安全回路具有完善的故障監(jiān)視功能，無論是提升機(jī)還是安全回路本身出現(xiàn)故障時都能準(zhǔn)確地實(shí)施安全制動。使各種故障在出現(xiàn)之前就得以處理，防止事故的發(fā)生，并對各被監(jiān)視參數(shù)進(jìn)行存儲、保留或打印輸出。除此之外還提供性能不盡相同的機(jī)械行程控制器。采用微機(jī)控制，可通過采集各種傳感信號，如轉(zhuǎn)角脈沖變換、鋼絲繩打滑、滾筒及鋼絲繩磨損等。目前，國外己達(dá)到相當(dāng)成熟的階段，使整個拖動控制產(chǎn)生一次變革。傳統(tǒng)交流電控系統(tǒng)可靠性差的另一原因是安全保護(hù)、閉鎖及監(jiān)測系統(tǒng)不完善，均為單線系統(tǒng)，且與控制系統(tǒng)相混聯(lián)，多數(shù)共用一套線路，互相影響。傳統(tǒng)交流拖動系統(tǒng)的顯著缺點(diǎn)是：調(diào)速性能差，調(diào)速時能量要大量消耗在電阻上，給定方式落后，控制精度低，安全保護(hù)和監(jiān)測環(huán)節(jié)不完善，安全可靠性差，維護(hù)工作量大，而且運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)。 國內(nèi)礦井提升機(jī)電氣控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀在煤礦生產(chǎn)中，礦井提升機(jī)起著非常重要的作用，它是礦山生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備。假設(shè)某煤礦設(shè)計(jì)年產(chǎn)量: , 采用立井開采已知數(shù)據(jù)：tAn萬30?(1) 提升機(jī)工作制度為每年工作日 ；天5nB(2) 每日工作小時數(shù) ；hTr18(3) 單水平提升，井筒深度 ；mHS60?(4) 箕斗卸載高度 ,裝載高度 ；x z182 / 56(5) 散煤容重密度 ；3/(6) 一套箕斗提升設(shè)備，采用多繩摩擦式提升機(jī)。因此，研究并制造即安全又經(jīng)濟(jì)高效的礦井提升機(jī)是煤礦安全生產(chǎn)的一項(xiàng)重要課題。在煤炭生產(chǎn)中提升機(jī)擔(dān)負(fù)著提升煤炭、矸石、下方材料、升降人員和設(shè)備的任務(wù)，是聯(lián)系井上和井下的唯一設(shè)備，素有礦井“咽喉”之稱。通過可編程控制器控制變頻器，實(shí)現(xiàn)提升機(jī)啟動、加速、等速、減速、爬行和停車操作，并且對過載、超速、過卷等故障進(jìn)行監(jiān)控。這種控制系統(tǒng)存在可靠性差、故障率高、操作復(fù)雜、電能浪費(fèi)大、效率低等缺點(diǎn)。i / 56 Xinjiang Institute of Engineering機(jī)械工程系|畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書論文題目 礦井提升機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)科專業(yè) 礦山機(jī)電 107（4） 作者姓名 姚勝輝 指導(dǎo)教師 薛風(fēng) 日期 2022 年 4月 18日新疆工程學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué) 生 姓 名 姚勝輝 專 業(yè) 班 級 礦山機(jī)電 107（4）班設(shè) 計(jì) 題 目 礦井提升機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)接受任務(wù)日期 完成任務(wù)日期 指 導(dǎo) 教 師 薛風(fēng) 指導(dǎo)教師單位 機(jī)械工程系設(shè)計(jì)目標(biāo)優(yōu)化礦井提升機(jī)工作方式，使用 PLC 變頻調(diào)速自動化設(shè)計(jì)，大大的節(jié)省工作時間，減少維護(hù)費(fèi)用，提高了工作效率。我國傳統(tǒng)的礦井提升機(jī)主要采用繼電器接觸器進(jìn)行控制，并通過在電動機(jī)轉(zhuǎn)子回路中串接附加電阻來實(shí)現(xiàn)啟動和調(diào)速。根據(jù)硬件系統(tǒng)要去畫出外部接線圖，并且編寫控制系統(tǒng)程序。關(guān)鍵詞：礦井提升機(jī)；PLC；變頻器；控制系統(tǒng)AbstractMine hoist is important equipment in the mining industry,etc. Minerals and personnel transportation is inseparable from the hoist .Our traditional mine hoist mainly adopts relaycontanctor control,and through motor rotor circuit series additional resistance to realize the start and speed. This control system is poor reliability , high failure rate, plex operation , power waste,the low efficiency,etc.Aim at the problems of traditional hoist,this design adopts the PLC control system,and with frequency converter realize the hoist speed to hoist system research ,plete hoist control system design,select hardware decice type and plete hardware system design.According to the hardware system requirements draw outside wiring diagram and write system programming .Through the PLC control inverter realize the hoist start,accelerate,constant speed ,reduction,crawl and parking operation,and monitoring overload ,speeding,Hoist Top,etc.Frequency control is through changing power frequency of the controlled object realize the AC motor Nonpolar smooth speed in the wide of frequency converter Improve mine hoist control system,which will bee the inevitable trend of history.Key words: mine hoist ；PLC ；frequency converter ；control system2 / 56目 錄第 1章 緒論 .....................................................1 ..................................................1 ..................................2 ......................2 ..........................3 設(shè)計(jì)內(nèi)容及意義 ............................................4 ..............................................4 ..............................................4第 2章 礦井提升機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的組成和總體設(shè)計(jì) ...................6 礦井提升機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的組成 ..............................6 PLC部分簡介 ..............................6 變頻調(diào)速系統(tǒng)變頻器部分簡介 ............................7 變頻調(diào)速系統(tǒng)礦井提升機(jī)部分簡介 ........................9 .........................10 .......................10 .........................12 .................................14第 3章 礦井提升機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .....................16 .........................16 ...................................16 礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)工作原理 ...........................17 .....................................18 箕斗的選定 ...........................................18 .........................................18 .........................................19 .......................................19 高壓提升機(jī)變頻器主要特點(diǎn) ......................................................................20 .......................................21 .................................21 .................22 ...............................23 ...............................23 PLC的選型 ...............................................27 PLC的 I/O 點(diǎn)統(tǒng)計(jì) .....................................27 PLC的 I/O端口統(tǒng)計(jì) ...................................27 PLC的選型 ...........................................28 PLC的外部電路接線圖 .................................28 PLC外圍電氣控制回路設(shè)計(jì) .............................29 .................................33 ...................................33 .....................................34第 4章 礦井提升機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .........................35 .................................................35 ...........................................38 .................................38 PLC的抗干擾及防止 ..................................38 ...............................39 .................................405總 結(jié) ........................................................426致 謝 ........................................................447參 考 文 獻(xiàn) ..................................................45第 1 章 緒論 設(shè)計(jì)來源礦井提升機(jī)是機(jī)、電、液一體化的大型機(jī)械，廣泛應(yīng)用于煤炭、金屬、化工等礦山的豎井、斜井中，是生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)闹饕ぞ摺５V井提升機(jī)運(yùn)行的安全可靠不僅涉及到井下工作人員的生命安全，而且還直接影響整個礦井的生產(chǎn)能力和經(jīng)濟(jì)效益。PLC 具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、容易實(shí)現(xiàn)繼電器邏輯控制，基本免于維護(hù)等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)；變頻器調(diào)速具有優(yōu)異的調(diào)速性能、平穩(wěn)的起制動性能、比較高的工作效率、功率因數(shù)、明顯的節(jié)能效果；從而使得礦井提升機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的安全性、可靠性得到了很大的提高。下面就國內(nèi)外礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)情況作一介紹。其中多半為電動機(jī)—發(fā)電機(jī)組(FD 機(jī)組)供電，采用晶閘管整流傳動(SCRD)的只占一部分。目前在用的動力制動及低頻電源大多數(shù)為采用模擬技術(shù)控制的晶閘管裝置，仍存在調(diào)試?yán)щy、