【正文】 3． 加強研究提升機的通信功能，從而可以建立企業(yè)內部局域網(wǎng)，通過這個網(wǎng)絡可以對提升機進行遠程監(jiān)控、維護；通過遠程數(shù)據(jù)交換，還可以實現(xiàn)全礦遠程監(jiān)控?？偨Y本文的主要工作有以下幾點：1． 根據(jù)提升機的運行特點，礦用提升機控制系統(tǒng)采用PLC控制的變頻調速系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由PLC控制系統(tǒng)、變頻調速系統(tǒng)等組成。對如何使用已有知識及獲取相關資料方面的能力也有了提高。 對于較重故障，如果當前提升機處于停車狀態(tài)，則不允許開車；如果當前為運行狀態(tài)，則依靠傳動控制系統(tǒng)實現(xiàn)電氣制動，使提升機以正常的減速度減速、停車、抱閘[[] Lojy DC. Computeraided analysis of mechanical systems [J]. PrenticeHall Inc,2002,p3337 ]。根據(jù)實際情況和需要啟動提升機上升或下降，進入速度控制程序。2． 屏蔽干擾源：變頻器本身用鐵殼屏蔽，不讓其電磁干擾泄漏。 2． 感應耦合方式 當變頻器的輸入電路或輸出電路與其他設備的電路挨得很近時，變頻器的高次諧波信號將通過感應的方式耦合到其他設備中去。具體為:首先對周圍的電子、電氣設備產(chǎn)生電磁輻射。 1) 輸入電流的波形 變頻器的輸入側是二極管整流和電容濾波電路。在補償電容投入或切出的暫態(tài)過程中，網(wǎng)絡電壓有可能出現(xiàn)很高的峰值，其結果是可能使變頻器的整流二極管因承受過高的反向電壓而擊穿。電網(wǎng)中的諧波干擾主要通過變頻器的供電電源干擾變頻器。4． 引至PLC柜的電纜要盡量遠離那些會產(chǎn)生電磁干擾的裝置。其主要包括來自電源的干擾、信號線引入的干擾和接地系統(tǒng)混亂時的干擾。： 正反轉梯形圖3． 提升機系統(tǒng)的保護及連鎖功能 上過卷、下過卷保護：在離井口安全處和離井底一定距離處分別轉上霍爾常開型接近開關，當?shù)V車由于故障后操作人員失誤，礦車越過安全線時，傳感器動作，同時PLC控制安全回路動作，實現(xiàn)保護，并伴隨聲光報警。 提升機調速系統(tǒng)的PLC的I/O端口分配如下表所示： PLC的I/O端口輸入端子輸入外設輸出端子輸出外設 啟動 變頻器通電 停止 電機啟動 復位 電機在工頻下正轉 上升 電機在工頻下反轉 下降 電機在變頻下正轉 過卷 電機在變頻下正轉 松繩復位 過載速度輸出1 限位開關速度輸出2 限位開關安全回路繼電器 限位開關 限位開關 限位開關 限位開關 限位開關 限位開關 提升機調速系統(tǒng)的PLC外部電路設計PLC是本控制系統(tǒng)中關鍵一環(huán)，主要的控制功能有如下幾項：主令操作控制、保護監(jiān)視控制。而由于PLC的體積小，并且有些采用模塊化結構，因而可以通過更換整機或模塊迅速排除故障。當生產(chǎn)工藝和流程進行局部的調整和改動時，通常只需要對PLC的程序進行改動，或者配合以外圍電路的局部調整即可實現(xiàn)對控制系統(tǒng)的改造。在滿足基本要求的前提下，PLC選型主要從經(jīng)濟性、適應性、可擴展性及網(wǎng)絡通訊性能等方面綜合考慮。矢量控制方式：速度控制精度高，速度控制范圍較大，價格稍高，適用于轉速控制精度要求較高的場合。 即施加直流制動時間的長短。BV 為制動單元，制動單元BV 的功能是：當直流回路的電壓 超過規(guī)定的限值時，接通耗能電路，使直流回路通過釋放能量。變頻調速系統(tǒng)的工作狀態(tài)電動機再生的電能與逆變管反并聯(lián)的續(xù)流二極管全波整流后反饋到直流電路，由于直流電路的電能無法回輸給電網(wǎng)，盡管各部分電路還在消耗電能，但電容上仍有短時間的電荷堆積，形成“泵生電壓”，使直流電壓升高。 提升機調速系統(tǒng)的制動控制回路提升機負載由于慣性較大，當變頻器的輸出頻率下降至0Hz時，常常停不住，而有“蠕動”（也稱爬行）現(xiàn)象，在礦井提升機這種大負載機械中，蠕動現(xiàn)象有可能造成十分危險的后果。此時變頻器輸出頻率按變頻器參數(shù)的設置進行輸出。： 升速（降速）方式線性方式：在升速（降速）過程中，頻率時間呈線性關系。如希望升速（降速）過程保持平穩(wěn)而且不會電流過大，必須控制同步轉速和轉子轉速間的轉差，使其在一定范圍內。滿足負載輸出要求，按下式確定： （）滿足電動機容量要求，按下式確定： () 滿足電動機電流要求，另外礦用提升機屬于頻繁啟動、加減速運轉，其變頻器容量的選擇應根據(jù)加速、恒速、減速等各種運行狀態(tài)下的電流值，按下式確定： （）式中：:變頻器容量（kVA）；:負載要求的電動機軸輸出功率（kW）； ：電動機額定電壓（V）；:電動機額定電流（A）；:電動機效率（）；：電動機功率因數(shù)（）；：電流波形補償系數(shù)（PWM控制方式時，）； ：變頻器額定輸出電流（A）；：各運行狀態(tài)的平均電流（A）； ：各運行狀態(tài)下的時間；：安全系數(shù)（，）。4． 直接轉矩控制直接轉矩控制(DTC)也是一種轉矩閉環(huán)控制方法，其克服了坐標變換和解耦運算的復雜性，直接對轉矩進行控制，通過轉矩誤差、磁通控制誤差，按一定的原則選擇逆變器開關狀態(tài)，控制施加在定子端的三相電壓，調節(jié)電機的轉速和輸出功率，達到控制電機轉速的目的。電源頻率增加，同步轉速n0也增加，實際轉速也增加；電源頻率下降，同步轉速n0也下降，電機轉速也降低，這種通過改變電源頻率實現(xiàn)的速度調節(jié)過程稱為變頻調速。 直接轉矩控制直接在定子坐標系下分析交流電動機的數(shù)學模型，控制電動機的磁鏈和轉矩。 3． 矢量控制(VC)方式 矢量控制變頻調速的做法是將異步電動機在三相坐標系下的定子電流、通過三相－二相變換，等效成兩相靜止坐標系下的交流電流、再通過按轉子磁場定向旋轉變換，等效成同步旋轉坐標系下的直流電流、(相當于直流電動機的勵磁電流；相當于與轉矩成正比的電樞電流)，然后模仿直流電動機的控制方法，求得直流電動機的控制量，經(jīng)過相應的坐標反變換，實現(xiàn)對異步電動機的控制。變頻器就是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，能實現(xiàn)對交流異步電機的軟起動、變頻調速、提高運轉精度、改變功率因素、過流/過壓/過載保護等功能。系統(tǒng)框圖如下圖： 系統(tǒng)框圖主電動機：為箕斗的提升和下降提供機械力，根據(jù)實際需要這里選擇使用額定電壓，額定電流輸出功率為，電動機效率,功率因數(shù)，額定轉速的三相鼠籠式異步交流電動機。采用PLC對提升系統(tǒng)進行保護和監(jiān)控，使系統(tǒng)更加安全可靠。整流部分為三相橋式不可控整流器，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[[] 陳立香． 變頻和調壓相結合的調速方法在煤礦提升機的應用[M]．煤礦機電，2005，(02)]。PLC通過采樣獲取被控量的精確值，然后將此量與給定值進行比較得到誤差信號e、誤差變化率，把誤差信號和誤差變化率的精確值模糊化變成模糊量E、EC再進過模糊推理得到模糊控制量U，進行解模糊處理得到控制信號u，送入控制電路。 礦井提升機的調速控制方案分析為了使提升機調速控制系統(tǒng)能取得良好的控制性能，不同類型的負載應根據(jù)具體要求選擇不同的控制方案，控制方式是決定提升機使用性能的關鍵所在。不可能待系統(tǒng)運轉后再裝加物料，因此，必須能重載啟動，有較高的過載能力。 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)速度符合國家有關安全生產(chǎn)規(guī)程的規(guī)定。 階段：為抱閘停車階段時間。上升時，電動機保持電動狀態(tài)，重車提升機以額定運行速度穩(wěn)定運行。按提升繩的數(shù)量又分為單繩摩擦式礦井提升機和多繩摩擦式礦井提升機。提升鋼絲繩的工作原理分纏繞式礦井提升機和摩擦式礦井提升機。本文針對制約提升機安全的主要環(huán)節(jié)設置減速、超速報警及過載、松繩、過卷等安全保護措施，增加監(jiān)視系統(tǒng)，對提升機的運行狀態(tài)及故障來源進行時時刻刻地監(jiān)視。本設計的主要工作有：提升機電控系統(tǒng)主電路部分 結合非金屬礦生產(chǎn)實際情況，分析提升機工作過程及工作特點。對于中、小型提升機，則多采用交流繞線式電動機切換電阻調速的交流電氣傳動系統(tǒng)，即TKD電控系統(tǒng)。礦井提升系統(tǒng)具有環(huán)節(jié)多、控制復雜、運行速度快、慣性量大、運行特性復雜的特點、且工作狀況經(jīng)常交替轉換。3． 提升過程監(jiān)視 由于近代提升機控制系統(tǒng)的設計特別強調安全可靠性，所以提升過程監(jiān)視與安全回路一樣，是現(xiàn)代提升機的重要環(huán)節(jié)。 2629]。其中多半為電動機—發(fā)電機組（FD機組）供電，采用晶閘管整流傳動（SCRD）的只占一部分。 關鍵詞：礦井提升機 可編程控制器 PLC 變頻器 控制系統(tǒng) Systematic Design on frequency control of Shaft Hoist on Basis of PLC Control　　　　　　　　　　　　ABSTRACT Shaft hoist is an important equipment in mining industries, which is inseparable in the transportation of mineral and personnel. Chinese traditional shaft hoist use relay contactor to control mainly, and achieve startup and speed governing by the motor rotor circuit in series with additional resistances. This control system has many disadvantages, such as lower reliability, higher failure rate, more plex operation, more power waste, and lower efficiency. As for the problems of traditional shaft hoist, this design achieves hoist speed control by using programmable logic controller system, which bined with frequency converters. Through my intensive study in hoist system, I have pleted hoist control system design, the size choice of the hardware device, and finish hardware system design, including the design of detection module, control module, protection module, and antijamming module. Finally, I carry on the system integration and debugging. Depending on the hardware system requirements, I draw external wiring diagram and write control system program. Through the programmable logic controller, mine hoist can realize its start, acceleration, constant speed, deceleration, crawling and parking operations, and monitor stoppages such as overload, overspeed, and volume. Programmable logic controller uses PLC, and it is hardware simplicity, strong software flexibility, easy missioning, little maintenance. It can provide the shaft hoist safe operation with favorable environment, bined with some control equipment equipped with electronic modules hoist. At the same time, it can test the safety performance of shaft hoist, and feedback to the control device. In this way, the intermediate links of traditional relaycontact control system are reduced, hardware and control lines are reduced, the stability and reliability of tantamount are improved. Frequency control successfully