【正文】 首先，感謝我的導(dǎo)師，他嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的學(xué)術(shù)作風(fēng)和孜孜不倦的求學(xué)精神激勵(lì)并培養(yǎng)了我實(shí)事求是、認(rèn)真踏實(shí)的學(xué)習(xí)態(tài)度，并使我懂得了作為科學(xué)工作者應(yīng)具備的品德和修養(yǎng),所有這些，都將使我受益終身。監(jiān)控內(nèi)容主要包括：超速監(jiān)視、過(guò)載監(jiān)視、松繩監(jiān)視、井筒過(guò)卷監(jiān)視、變頻器故障監(jiān)視、礦車行程監(jiān)視、深度指示器失效監(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)抱閘停車保護(hù)。在本文中主要探討了PLC所要完成的保護(hù)控制功能及其極為重要的提升機(jī)速度控制理論與實(shí)現(xiàn)。采用變頻調(diào)速后，電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)真正意義上的軟啟動(dòng)和平滑調(diào)速。式中：為電機(jī)的激磁阻抗。從提高變頻器安全可靠運(yùn)行角度，相比較而言，進(jìn)線電抗器起主要作用。以減少振動(dòng)對(duì)其性能的影響。PLC工作靈敏度高，很容易受到各種電磁干擾，引起誤動(dòng)作。保護(hù)措施主要是通過(guò)切斷電動(dòng)機(jī)電源的方法實(shí)現(xiàn)保護(hù)。（2）當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常起動(dòng)或制動(dòng)時(shí)，保護(hù)裝置不應(yīng)動(dòng)作。計(jì)算方法見式(),其中D100中的數(shù)值為速度脈沖信號(hào)在0．2 s內(nèi)的積分結(jié)果，D125中的數(shù)值為速度值。先進(jìn)行相位輸出，反轉(zhuǎn)時(shí)，B相超前A相90176。 當(dāng)圓光柵與工作軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，光線透過(guò)2個(gè)光柵的線紋部分，形成明暗相間的條紋。變頻器和電動(dòng)機(jī)之間通過(guò)l軸編碼器引入了速度閉環(huán),從而使得變頻器工作于閉環(huán)編碼器反饋矢量控制方式,該控制方式的優(yōu)點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)零速時(shí)仍然具有額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)載能力；速度控制的精度更高；速度控制和轉(zhuǎn)矩控制的動(dòng)態(tài)性能得到改善。(8)盤式制動(dòng)器的工作制動(dòng)力矩可調(diào)，緊急制動(dòng)(安全制動(dòng))能產(chǎn)生二級(jí)制動(dòng)，避免機(jī)械沖擊。此時(shí)，鋼絲繩下沉，壓下開關(guān)，此時(shí)聲光報(bào)警，顯示屏上顯示故障信息。正常工作狀態(tài)，為變頻調(diào)速運(yùn)行。二、上提升，下放在控制回路中利用正轉(zhuǎn)繼電器K1的常閉輔助觸點(diǎn)控制反轉(zhuǎn)繼電器K2的線圈；利用反轉(zhuǎn)繼電器K2的常閉輔助觸頭控制正轉(zhuǎn)繼電器K1的線圈。PLC還完成各種保護(hù)監(jiān)視功能。預(yù)置直流制動(dòng)時(shí)間的主要依據(jù)是負(fù)載是否有“爬行”現(xiàn)象，以及對(duì)克服“爬行”的要求，要求越高者，應(yīng)適當(dāng)長(zhǎng)一些。(2)直流制動(dòng)功能預(yù)置A、直流制動(dòng)的起始頻率，通常直流制動(dòng)都是和再生制動(dòng)配合使用的。能耗制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：制作簡(jiǎn)單，對(duì)電網(wǎng)污染小；缺點(diǎn)是：電能浪費(fèi)，使制動(dòng)電阻周圍環(huán)境溫度升高。所以，從變頻調(diào)速系統(tǒng)的角度來(lái)看，拖動(dòng)系統(tǒng)在轉(zhuǎn)速下降時(shí)減少的動(dòng)能，由電動(dòng)機(jī)“再生”電能后，在變頻器的直流電路中被消耗掉了。這時(shí)：電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)在頻率剛減小的瞬間，電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速隨之下降，而由于機(jī)械慣性的原因，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速未變。：型號(hào)電壓容量電流功率SB61G110KW400V110KW變頻器可以輸出頻率可調(diào)的交流電源，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)警器和安全制動(dòng)，更有效的對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行安全保護(hù)。此系列的電機(jī)屬于防爆電機(jī)，防爆電機(jī)與普通電機(jī)的區(qū)別是運(yùn)行時(shí)沒(méi)有火花產(chǎn)生，適合礦井的應(yīng)用場(chǎng)合。與變頻調(diào)速良好的起、制動(dòng)功能相結(jié)合，特別適用于采用變頻調(diào)速，短時(shí)間或斷續(xù)周期運(yùn)行、頻繁啟動(dòng)和制動(dòng)的場(chǎng)合，既能保證電動(dòng)機(jī)在高頻時(shí)的過(guò)載能力，又能在低頻時(shí)保持恒轉(zhuǎn)矩輸出。 本調(diào)速控制系統(tǒng)包括：日本三菱公司的可編程控制器FX2N80MR和變頻器各一臺(tái)。變頻調(diào)速控制系統(tǒng)工作原理：，系統(tǒng)內(nèi)部采用矢量控制思想，AC380V三相動(dòng)力電源由隔爆接線腔R,S,T 3個(gè)接線柱接入隔爆主腔內(nèi)，大功率變頻（SB61G110KW）可以將工頻三相交流電經(jīng)過(guò)交—直變換之后經(jīng)過(guò)逆變器，利用設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行逆變，使得輸出為某一相應(yīng)設(shè)定頻率的交流電，經(jīng)變頻后輸出U,V,W來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)行。變頻調(diào)速系統(tǒng)將是提升機(jī)電控系統(tǒng)的發(fā)展方向。閘間隙保護(hù)裝置：當(dāng)閘間隙超過(guò)規(guī)定值時(shí)，能自動(dòng)報(bào)警或自動(dòng)斷電。 礦井提升機(jī)的安全保護(hù)裝置《煤礦安全規(guī)程》第427條規(guī)定：提升機(jī)必須具有以下九種安全保護(hù)裝置：防止過(guò)卷裝置、防止過(guò)速裝置、過(guò)負(fù)荷和欠電壓保護(hù)裝置、限速裝置、深度指示器失效保護(hù)裝置、閘間隙保護(hù)裝置、松繩保護(hù)裝置、滿倉(cāng)保護(hù)裝置、減速功能保護(hù)裝置。常用閘必須采用可調(diào)節(jié)的機(jī)械制動(dòng)裝置。即不引起鋼繩打滑；⑤安全制動(dòng)必須能自動(dòng)、迅速和可靠地實(shí)現(xiàn)，制動(dòng)器的空動(dòng)時(shí)間(由安全保護(hù)回路斷電時(shí)起到閘瓦接觸到閘輪上的時(shí)間)．。它是溝通礦井地面與井下的運(yùn)輸設(shè)備，是礦井的重要設(shè)備之一。 機(jī)房直接設(shè)在地面上，井架低，投資小，抗震性能好；缺點(diǎn)是鋼絲繩暴露在露天，彎曲次數(shù)多,影響鋼絲繩的工作條件及使用壽命。 多繩摩擦式提升機(jī)的主要部件有主軸、主導(dǎo)輪、主軸承、車槽裝置、減速器、 深度指示器、制動(dòng)裝置及導(dǎo)向輪等。20世紀(jì) 50年代末，英國(guó)人布雷爾（Blair）(又稱布雷爾式提升機(jī))，提升高度1580～2349m，一次提升量10～20t。鋼絲繩的一端固定在卷筒上，另一端繞過(guò)天輪與提升容器相連；卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鋼絲繩向卷筒上纏繞或放出，帶動(dòng)提升容器升降。按工作方式分類如下： （一）纏繞式提升機(jī)纏繞式提升機(jī)的主要部件有主軸、卷筒、主軸承、調(diào)繩離合器、減速器、深度指示器和制動(dòng)器等（）。摩擦式礦井提升機(jī)的提升繩搭掛在摩擦輪上，利用與摩擦輪襯墊的摩擦力使容器上升。所以在設(shè)計(jì)的過(guò)程中要考慮到很多的安全因素。為了保證其安全生產(chǎn)，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上應(yīng)采用隔離、濾波、屏蔽、接地等抗干擾措施。2．控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)部分可編程控制器PLC有強(qiáng)大的可編程控制功能，它是三菱編程軟件來(lái)完成的。本論文的研究目標(biāo)是將可編程控制器（PLC）與變頻器相結(jié)合并應(yīng)用于礦山實(shí)際生產(chǎn)中，對(duì)現(xiàn)有的提升機(jī)電控系統(tǒng)進(jìn)行改造設(shè)計(jì)，提高精度，在更安全的范圍內(nèi)保證礦山生產(chǎn)的順利進(jìn)行。將變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于礦井提升機(jī)是礦井提升機(jī)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展方向。電氣控制方式在很大程度上決定了提升機(jī)能否實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)、安全、可靠地起制動(dòng)運(yùn)行，避免了嚴(yán)重的機(jī)械磨損，防止較大的機(jī)械沖擊，減少機(jī)械部分維修的工作量，延長(zhǎng)提升機(jī)械的使用壽命。我國(guó)在20世紀(jì)90年代也引進(jìn)了交流變頻調(diào)速提升機(jī)控制系統(tǒng)。c、各傳感器(如位置開關(guān)、停車開關(guān))信號(hào)的監(jiān)視。這種控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是:體積小、重量輕、占地面積??；基礎(chǔ)省、安裝方便、建筑費(fèi)用低；無(wú)齒輪傳動(dòng)部分(不需要減速器)、總效率高、電能消耗少；單機(jī)容量大，適用范圍廣；調(diào)速平穩(wěn)、調(diào)速范圍廣、調(diào)速精度高；易于控制，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，安全可靠；節(jié)約電能。因此在20世紀(jì)60年代開始單繩纏繞式礦井提升機(jī)采用較多。直到目前為止，我國(guó)正在服務(wù)的礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)大多數(shù)還是轉(zhuǎn)子回路串金屬電阻的交流調(diào)速系統(tǒng)，設(shè)備陳舊、技術(shù)落后。上世紀(jì)七十年代西門子發(fā)明矢量控制的交一直一交變頻原理后，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)。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) [論 文]題 目： 煤礦副井提升機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 專 業(yè)： 姓 名： 完成時(shí)間： 1河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘要II畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘 要 副井主要用于提升和下放設(shè)備、提升廢石、下放礦井礦物挖出后防塌陷的充填物等輔助材料，以及升降人員之用。1981年第一臺(tái)用同步機(jī)懸臂傳動(dòng)的提升機(jī)在德國(guó)Monopol礦問(wèn)世，1988年由MAVGHH和西門子合作制造的機(jī)電一體的提升機(jī)(習(xí)慣稱為內(nèi)裝電機(jī)式)在德國(guó)Romberg礦誕生了，這是世界上第一臺(tái)機(jī)械和電氣融合成一體的同步電機(jī)傳動(dòng)提升機(jī)。國(guó)產(chǎn)提升機(jī)安全性、可靠性差，在關(guān)鍵部位—上下兩井口減速區(qū)段沒(méi)有配套的有效的速度監(jiān)視裝置，就提升機(jī)控制技術(shù)而言，依然是陳舊的，和國(guó)外相比，我們存在很大的差距。 井架 天輪目前我國(guó)提升機(jī)90%以上均采用交流繞線式異步電動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)方式，其電控系統(tǒng)用于單繩纏繞式提升機(jī)的有TKD系列，多繩磨擦式提升機(jī)的有JKM、幻J系列。礦井提升機(jī)對(duì)安全性、可靠性和調(diào)速性能的特殊要求，使得提升機(jī)電控系統(tǒng)的技術(shù)水平在一定程度上代表一個(gè)廠或國(guó)家的傳動(dòng)控制技術(shù)水平。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(duì)各被監(jiān)視參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)、保留或打印輸出。變頻調(diào)速方式類似于它勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)取得很寬的調(diào)速范圍、很好的調(diào)速平滑性和有足夠硬度的機(jī)械特性，在提升機(jī)應(yīng)用中顯示了其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。隨著礦井提升系統(tǒng)自動(dòng)化，改善提統(tǒng)的性能，以及提高提升設(shè)備的提升能力等的要求，對(duì)電氣傳動(dòng)方式提出了更高的要求。對(duì)于現(xiàn)采用TKD電控系統(tǒng)的中小型礦井，隨著變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，交一直一交電壓型變頻調(diào)速技術(shù)已開始在礦井提升機(jī)改造中應(yīng)用。設(shè)計(jì)中充分考慮到保護(hù)系統(tǒng)惡劣的使用環(huán)境，采用控制功能強(qiáng)大的PLC來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的大型交流接觸器，簡(jiǎn)化了控制線路，并應(yīng)用各種現(xiàn)場(chǎng)抗干擾措施，包括采用電抗器、空氣開關(guān)、及RC防浪涌震蕩電路等。對(duì)于復(fù)雜的礦山提升機(jī)變頻調(diào)速電控系統(tǒng)采用PLC控制，提升機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)對(duì)安全性要求極高的控制單元，所以在軟件設(shè)計(jì)部分應(yīng)有對(duì)其系統(tǒng)的故障診斷處理內(nèi)容，在出現(xiàn)故障時(shí)應(yīng)能及時(shí)報(bào)警或停車。安全回路應(yīng)具有雙重冗余功能。但總體設(shè)計(jì)上主井與副井提升系統(tǒng)還是有相似點(diǎn)的。提升繩的兩端各連接一個(gè)容器，或一端連接容器，另一端連接平衡重。雙卷筒提升機(jī)的卷筒與主軸固接者稱固定卷筒，經(jīng)調(diào)繩離合器與主軸相連者稱活動(dòng)卷筒。②雙卷筒提升機(jī)，作雙鉤提升（）。 （二）摩擦式提升機(jī)1938年，瑞典的ASEA公司在拉維爾（Laver）。主導(dǎo)輪表面裝有帶繩槽的摩擦襯墊。 本章著重提出了煤礦副井提升機(jī)與主井的一些區(qū)別，以及在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的一些問(wèn)題。而礦井提升機(jī)的制動(dòng)和安全保護(hù)裝置是提升系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響提升機(jī)正常丁作和安全運(yùn)行，因此對(duì)提升機(jī)的制動(dòng)器和安全保護(hù)裝置必須給予充分的重視。 制動(dòng)裝置的有關(guān)規(guī)定（一）《煤礦安全規(guī)程》第428條規(guī)定：提升絞車必須裝設(shè)深度指示器,開始減速時(shí)能自動(dòng)示警與不離開座位即能操縱的常用閘和保險(xiǎn)閘，保險(xiǎn)閘必須能自動(dòng)發(fā)生制動(dòng)作用。保險(xiǎn)閘或保險(xiǎn)閘第一級(jí)由保護(hù)回路斷電時(shí)起至閘瓦接觸到閘輪上的空動(dòng)時(shí)間：。防止過(guò)卷裝置：當(dāng)提升容器超過(guò)正常終端停止位置（或出車平臺(tái)），必須能自動(dòng)斷電，并能使保險(xiǎn)閘發(fā)生制動(dòng)作用。松繩保護(hù)裝置：纏繞式提升絞車必須設(shè)置松繩保護(hù)裝置并接入安全回路和報(bào)警回路，在鋼絲繩松弛時(shí)能自動(dòng)斷電并報(bào)警。基于PLC控制的大功率礦井提升機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)由動(dòng)力裝置、液壓站、變頻器、操作臺(tái)和控制監(jiān)視系統(tǒng)組成。變頻器輸出頻率的變化，將導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速變化，二者之間的關(guān)系近似線性。變頻器選用森蘭公司的通用變頻器系列SB61G110KW通用變頻器，功率為110kW。變頻調(diào)速單元采用森蘭SB61系列SB61G110KW通用變頻器。： 8極電機(jī)技術(shù)參數(shù)（50HZ同步轉(zhuǎn)速750r/min）型號(hào)標(biāo)稱功率/A額定電流/A額定轉(zhuǎn)矩/Nm額定轉(zhuǎn)速（r/min）功率因數(shù)最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩 倍轉(zhuǎn)動(dòng)慣量/Kg315M8A75148955741 變頻器的容量選擇在一臺(tái)變頻器驅(qū)