【正文】 力矩 ,此后電動機的轉(zhuǎn)速由于制動作用而降低。下放時 ,由測速發(fā)電機反映轉(zhuǎn)子下放速度 ,當速度高于時 ,增大勵磁電流 ,提高制動力矩 ,使觀覽車在斜坡上勻速運行。提升機到達底端與到達頂端稍有不同 ,一方面接入、,一方面增大勵磁電流，使下放速度在規(guī)定的時間內(nèi)降低。（5） 停車階段。m —把旋轉(zhuǎn)運動的部件折算到直線運動的變位質(zhì)量 ,kga 0 時 , F ,加速運行。所以需要先來分析提升機電控系統(tǒng)的靜、動態(tài)特性。提升機的負載靜力凡，決定于提升機輥筒承受的靜張力差，在雙罐籠的平衡提升系統(tǒng)中，力凡也就是提升物體的凈載重。這意味著電動機不僅要工作在電動狀態(tài)，還應(yīng)能工作在制動狀態(tài)。其給定速度圖與力圖如圖15(a)所示在加速段其中為加速力矩與勻速力矩之差圖14 提升機傳動系統(tǒng)給定速度圖、力圖加速力矩為：在勻速段，勻速力矩為： 在減速段，但||,所以減速段力矩為：其中為減速力矩與勻速力矩之差 在爬行段，爬行力矩為：根據(jù)此力圖可知，電動機在各段均工作在正向電動狀態(tài)。在爬行段，又工作在正向電動狀態(tài)。(4)重物下放，且靜載量較大（）。綜合以上提升機的運行特點以及礦山生產(chǎn)固有的特點，提升機工藝對提升機電控系統(tǒng)的要求如下：(1)加(減)速度符合國家有關(guān)安全生產(chǎn)規(guī)程的規(guī)定。要求速度平穩(wěn)，調(diào)速方便，調(diào)速范圍大，能滿足各種運行方式及提升階段(如加速、減速、等速、爬行等)穩(wěn)定運行的要求。要保證負載變化時，提升速度基本上不受影響，防止負載不同時速降過大，影響系統(tǒng)正常工作(當然，當負載超過一定的限度時，還要求系統(tǒng)能有效的自我保護。(6)采用新技術(shù)和節(jié)能設(shè)備，易于實現(xiàn)自動化控制和提高整個系統(tǒng)的工作效率。相比較而言，交流異步電機具有環(huán)境適應(yīng)能力強、過流能力大、牢固耐用、結(jié)構(gòu)簡單、容易維護及價格低廉等優(yōu)點，但異步電機的調(diào)速性能難以滿足生產(chǎn)要求。通過控制器的控制，變頻器的輸出頻率可以連續(xù)調(diào)節(jié)，實現(xiàn)無級調(diào)速，使電動機起動電流小、動負荷小、調(diào)速平滑而無沖擊?？墒固嵘龣C的起動、制動、反轉(zhuǎn)和調(diào)速過程的時間降至最少，具有良好的動態(tài)品質(zhì)。第二節(jié) 變頻調(diào)速基本原理異步電機的VVVF調(diào)速系統(tǒng)一般簡稱變頻調(diào)速系統(tǒng)。P—電機磁極對數(shù)。由式可知，變頻調(diào)速與變極調(diào)速為轉(zhuǎn)差功率不變型不論其轉(zhuǎn)速高低，轉(zhuǎn)差功率消耗基本不變，因此調(diào)速效率為最高。而異步電動機的轉(zhuǎn)速為:式中:s 異步電動機的轉(zhuǎn)差率 改變異步電動機的供電頻率，可以改變其同步轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)調(diào)速運行。對異步電動機進行調(diào)速控制時，希望電動機的主磁通保持不變。由電機理論知道，三相異步電動機定子每相電動勢的有效值為: 式中 — 定子每相由氣隙磁通感應(yīng)的電動勢的均方根值(V) 。 由上式可見,Φm的值是由E1 和f1共同決定的，對E1和f1進行適當?shù)目刂?就可以使氣隙磁通Φm保持額定值不變。當El和f1值較高時，定子的漏阻抗壓降相對比較小，如果忽略不計，則可以近似的保持定子相電壓U1和頻率f1的比值為常數(shù)即可。必然會使主磁通隨著f1的上升而減小，相當于直流電動機弱磁調(diào)速的情況，屬于近似的恒功率調(diào)速方式。這種控制方式多用于調(diào)速精度不高的場所。③矢量控制矢量控制是一種建立在轉(zhuǎn)子磁鏈定向的基礎(chǔ)上，通過一系列的坐標變換，實現(xiàn)電機定子電流轉(zhuǎn)矩分量和磁通分量的解藕的控制方法，可以將作為控制對象的感應(yīng)電機當作直流電機來進行控制，實現(xiàn)對瞬時轉(zhuǎn)矩的控制。由于DTC直接著眼于轉(zhuǎn)矩控制，對轉(zhuǎn)子參數(shù)變化表現(xiàn)為狀態(tài)干擾而非參數(shù)干擾，DTC方法比矢量控制方法具有較高的魯棒性。有的交交變頻裝置用電 抗器將輸出電流強制變成矩形波或階梯波，具有電流源的性質(zhì)，它也是電流源型變頻器。一般的交直交變壓變頻裝置雖然沒有濾波電容，但供電電 源的低阻抗使它具有電壓源的性質(zhì)，也屬于電壓源型變頻器。第三章：系統(tǒng)設(shè)計第一節(jié) 提升機電控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)獨特的地理環(huán)境和構(gòu)造給礦井主電路設(shè)計和維護帶來諸多不便，本設(shè)計中我們用P L C實現(xiàn)各種故障保護和對繼電器I/O口觸點的控制，大大節(jié)約了人力物力財力，使維護變得安全可靠?；赑LC控制的大功率礦井提升機變頻調(diào)速控制系統(tǒng)由動力裝置、變頻器、操作臺和控制監(jiān)視系統(tǒng)組成，系統(tǒng)框圖各部分功能如下：動力裝置：包括主電機、電源模塊、制動器和底座，完成人、物、料的運輸任務(wù)?？刂票O(jiān)視系統(tǒng)：是操作人員和控制系統(tǒng)及運輸系統(tǒng)之間的橋梁，它可以在線監(jiān)測提升機運輸系統(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)。圖31 主電路回路圖動力柜主要是給油泵、風(fēng)機和操作臺供電，同時具有斷相、缺相、過流保護和電機過熱保護。其中:開關(guān)電源分別給DC24V回路、液壓站電磁閥和現(xiàn)場儀表供電。 圖33 深指器和輥筒(3)室外井架上安裝兩上終端開關(guān)，兩個過卷開關(guān)，兩個極限過卷開關(guān)。分別在如下位置安裝:在左右爬行入口處各安一個，作為上下井口開關(guān)在左右減速開始點位置各安一個，作為上下減速點開關(guān)在左右減速點開關(guān)前5米各安一個，作為上下深度校正開關(guān)。在事故狀態(tài)下，可以使制動器的油壓迅速降到預(yù)選設(shè)定的某一值P。編碼器輸入及隔離電路共四個編碼器，分別安裝于電機軸、深指器軸、天輪，主要用于采集速度、深度的電平信號:電機軸頭安裝旋轉(zhuǎn)編碼器一個360P/r；輥筒主軸安裝旋轉(zhuǎn)編碼器一個5000P/r或3000P/r；天輪處安裝旋轉(zhuǎn)編碼器兩個1000P/r；深指器絲桿上安裝兩套霍爾傳感器上述電平信號輸送到操作臺需要通過信號分配器分配，分別進入兩套PLC模塊和控制回路中。經(jīng)雙路光電隔離輸出兩路。三、安全回路安全回路用于防止和避免提升機發(fā)生意外故障。如圖37所示，安全回路包含多種保護觸點，安全回路的保護由以下幾個部分組成:圖37 安全回路原理圖①主令、控制手柄零位聯(lián)鎖包括主令零位中繼常開觸點KA013和制動緊閘中繼常開觸點KA043當主令手柄處于零位時，零位繼電器KA01閉合。②主電源斷電保護當主電源斷路器斷開，會使繼電器KA27動作，中繼KA27的兩路KA27KA272送入PLC主備系統(tǒng)內(nèi)部進行保護，另一路常開觸點KA273通過安全回路進行硬保護，一旦主失電回路斷開安全回路，實施安全制動。FWS為調(diào)閘皮轉(zhuǎn)換開關(guān)，當閘開關(guān)磨損或彈簧疲勞使AC掉電時，需要進行調(diào)閘操作。過卷以后，如需繼續(xù)開車，司機必須根據(jù)過卷的方向，扭動過卷復(fù)位開關(guān)，安全回路才能重新接通。其中KAOKAO7用來外接深度指示器上的行程開關(guān)，KA13，KA14用來外接裝于井架或井筒中的防爆磁開關(guān)。⑤制動油超壓保護當液壓站制動油壓超壓時，會使機械閘制動力不足，嚴重時不能制動。KA47為后備保護動作中繼，當后備保護動作后，該觸頭斷開。⑧KB0KB012為軟AC中繼。此回路在調(diào)繩過程中起安全保護作用。如圖38所示，另一方面，操作保護系統(tǒng)將與故障保護相關(guān)的信號進行邏輯運算和判斷，最后處理為立即施閘、提升終了施閘、電氣制動和報警，同時將這些參數(shù)和信號送監(jiān)視器顯示故障類型并控制聲光報警和施閘方式。②事故停車，即完成本次提升后閉鎖。圖38 礦井提升機系統(tǒng)保護信號分類第三節(jié) 軟件設(shè)計與總體結(jié)構(gòu)由于工藝比較復(fù)雜，本程序采用主子程序模塊化順序結(jié)構(gòu)進行編程，程序中的內(nèi)存地址可分成：參數(shù)設(shè)定、上位機顯示、故障存儲、數(shù)據(jù)存儲、中間量這五部分，系統(tǒng)各種子程序均由主循環(huán)程序調(diào)用執(zhí)行，按事先輸入的控制程序?qū)崿F(xiàn)自動控制，系統(tǒng)編程靈活，修改程序方便，僅需修改子程序梯形圖程序就可改變控制功能，便于現(xiàn)場維護管理，使提升機運行安全性和可靠性得到了大幅度提高。上位機軟件主要對系統(tǒng)運行狀態(tài)、故障狀態(tài)實時監(jiān)控，對運行數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)進行存儲和記憶。主程序完成系統(tǒng)初始化、自檢、故障診斷、調(diào)速系統(tǒng)控制等工作。在提升過程中，控制提升機運行的主速度給定S形速度曲線由PLC編程產(chǎn)生，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換，由模擬量輸出口輸出，以驅(qū)動變頻器工作；對變頻器輸出頻率的調(diào)整控制，也可根據(jù)現(xiàn)場的工況需要，由操作臺速度控制手柄以輔助給定的方式進行控制。為操作人員分析故障、判斷故障和處理提供依據(jù)。第四章：組態(tài)軟件第一節(jié) 上位機的軟件設(shè)計為了提高系統(tǒng)的可靠性，必須對提升機各種物理量進行控制監(jiān)控，例如速度、深度。組態(tài)軟件由“組態(tài)環(huán)境”和“運行環(huán)境”兩部分組成，兩個部分既互相獨立又相互聯(lián)系。MCGS為用戶提供了解決實際工程問題的完整方案和開發(fā)平臺，能夠完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、實時和歷史數(shù)據(jù)處理、報警和安全機制、流程控制、動畫顯示、趨勢曲線和報表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)等功能。組態(tài)環(huán)境相當于一套完整的工具軟件，幫助用戶設(shè)計和構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng)。圖42 組態(tài)軟件模擬運行MCGS組態(tài)環(huán)境是生成用戶應(yīng)用系統(tǒng)的工作環(huán)境，其存放于MCGS目錄的Program子目錄中。MCGS組態(tài)軟件所建立的工程由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫和運行策略五部分構(gòu)成，每一部分分別進行組態(tài)操作，完成不同的工作，具有不同的特性。設(shè)備窗口：是連接和驅(qū)動外部設(shè)備的工作環(huán)境。在本窗口內(nèi)定義不同類型和名稱的變量，作為數(shù)據(jù)采集、處理、輸出控制、動畫連接及設(shè)備驅(qū)動的對象。包括數(shù)據(jù)采集和發(fā)送設(shè)備指令。MCGS如何產(chǎn)生動畫效果：MCGS為每一種基本圖形元素定義了不同的動畫屬性，如：一個長方形的動畫屬性有可見度，大小變化，水平移動等，每一種動畫屬性都會產(chǎn)生一定的動畫效果。MCGS如何實施遠程多機監(jiān)控：MCGS提供了一套完善的網(wǎng)絡(luò)機制，可通過TCP/IP網(wǎng)、Modem網(wǎng)和串口網(wǎng)將多臺計算機連接在一起，構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間的實時數(shù)據(jù)同步、歷史數(shù)據(jù)同步和網(wǎng)絡(luò)事件的快速傳遞。如何對工程運行流程實施有效控制：MCGS開辟了專用的“運行策略”窗口，建立用戶運行策略。對狀態(tài)、故障做到準確顯示和實時報警。所有報警和操作信號，能在顯示器顯示，并可隨時打印實現(xiàn)提升全過程的位置、速度監(jiān)控。另外，當有新報警產(chǎn)生時，在控制中心畫面上就會出現(xiàn)報警燈閃爍。圖46(b)是提升機運行的速度圖，圖中有兩條曲線，一條是在程序中設(shè)置的安全保護的包絡(luò)圖，另一條是提升機實際運行的速度圖。上位機選擇工控機主要完成系統(tǒng)的組態(tài)、監(jiān)控、參數(shù)設(shè)置和報警顯示等。實際運行表明，采用該控制系統(tǒng)，使礦井提升機工作可靠，使用方便，同時具有動態(tài)顯示的功能，節(jié)能效果好。在使用過程中實現(xiàn)了軟起動、軟停車，減少了機械沖擊，使運行更加平穩(wěn)可靠。而趙老師開朗的個性和寬容的態(tài)度，更是幫助我很快的融入我的畢