【正文】 G2 X35 上過(guò)卷 X15 G3 X36 無(wú)過(guò)卷 X16 G4 X37 下過(guò)卷 X17 調(diào)繩控制開(kāi)關(guān)通 X40 lKT 轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) X20 調(diào)繩控制開(kāi)關(guān)斷 X41 2KT 轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) X21 故障復(fù)位 X42 手 動(dòng) X22 半 自 動(dòng)運(yùn)行 X43 自 動(dòng) X23 深度清零 X44 語(yǔ) 音 復(fù)位 X45 深指上 井 口 開(kāi) 關(guān) X63 急停 X46 深指下 井 口 開(kāi) 關(guān) X64 備用 X47 井筒上過(guò)卷 X65 =倍靜力矩試驗(yàn)按鈕 X50 井簡(jiǎn)下過(guò)卷 X66 主令零位停車 X51 井 筒 上 終端 X67 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文〉 24 主令上升 X52 井筒下終端 X70 主令下降 X53 井筒上減速點(diǎn) X71 緊閘開(kāi)關(guān) X54 井筒下減速點(diǎn) X72 松閘開(kāi)關(guān) X55 井筒上井口開(kāi)關(guān) X73 深指上過(guò)卷 X56 井筒下井口開(kāi)關(guān) X74 深指下過(guò)卷 X57 井筒上 校 正 開(kāi) 關(guān) X75 深指上終端 X60 井筒下 校 正 開(kāi) 關(guān) X76 深指下終端 X61 閘 瓦 開(kāi)關(guān) X77 深指減速點(diǎn) X62 FX2NA1控制系統(tǒng)的輸出 信 號(hào) 及地址編號(hào)如 表 32所示。 ( 3) 梯形 圖 、 指令表、或者 是 SFC(時(shí)序功能圖 )進(jìn)行編程。 (2) 提升機(jī)行程 (PLC)控制方式 通過(guò)井筒開(kāi)關(guān)、旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)提升行程。如 圖 41所示。 d 調(diào) 繩 調(diào)閘操作 。 3. 安全回路程序設(shè) 計(jì) :在 PLC 軟安全回路中具有如下保護(hù)接 點(diǎn) ， 過(guò)卷保 護(hù)、主電源失壓、制動(dòng)油過(guò)壓、后備保護(hù)、變頻故障、操作臺(tái)急停信號(hào)、減 速段超 速 、 等 速段超速、爬行段超 速 、 松繩信 號(hào) 、 深指失 效 、 松閘保 護(hù) 、 錯(cuò) 向保 護(hù) 、 編碼器失 效 、 PLC故 障 、 溜車故障。 (5) 變頻故障保 護(hù) ， 程序不斷監(jiān)測(cè)變頻器運(yùn)行狀 態(tài) ， 當(dāng)發(fā)現(xiàn)變頻故障 時(shí) ， 自動(dòng) 斷 電并實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)。所以在本系統(tǒng)中也不例外，有必要考慮 系統(tǒng)的抗干擾措施。因此對(duì)數(shù)字信號(hào)和模 擬信 號(hào) ， 在任何情況下都必須分開(kāi)電纜進(jìn)行傳輸。 (4) 數(shù)據(jù)采集采用屏蔽電 纜 ， 所有屏蔽電纜層匯線接地，多芯電纜中 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文〉 31 的備用引 至 PLC拒的電纜 要盡量遠(yuǎn)離那些會(huì)產(chǎn)生電磁干擾的裝 置 。 (9) 錯(cuò)向保護(hù)功 能 ， 程序判斷提升信號(hào)方 向與開(kāi)車方向不一致 時(shí) ，不允 許開(kāi)車。 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文〉 29 速度小于設(shè)定值 力矩低于設(shè)定值 圖 42 控制子程序流程圖 (3) 自 動(dòng) 減速功能，當(dāng)提升容器到達(dá)減速位置肘，系統(tǒng)發(fā)出警示鈴聲并 開(kāi)始減速。利 用高速計(jì)數(shù)模塊對(duì)編碼器信號(hào)計(jì) 數(shù) ， 其中一路編碼器信號(hào)用于行程速度保 護(hù) ， 一路 用 于 顯示與監(jiān)測(cè)。b 制動(dòng)泵液壓泵的控 制 。上 位 主機(jī) 程 序軟件主要對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān) 控 ， 對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù) 、 故障數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和記憶 。為了 提 升 機(jī) 運(yùn)行的安全可 靠 ，采用 行 程給定 和時(shí)間給 定串級(jí)連接。使用軟件可以 為 Fx/AQnA/Q系 列 ]PLC生成程序。 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文〉 23 在設(shè)計(jì)時(shí)需統(tǒng) 計(jì) 1/0的總量，包括開(kāi)關(guān)量和模擬量，以確定選 用 PLC的模 塊數(shù)量以及型號(hào)。39。 Q4AR系列為雙機(jī)熱備系列，最大輸 入 輸出點(diǎn)數(shù) 為 8192點(diǎn) 。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要進(jìn)行不同功能的擴(kuò)展和 組 裝 ， 一種型號(hào)的 PLC 可 用 于 控制從兒個(gè) 1/0 點(diǎn)到幾百個(gè) 1/0 點(diǎn)的控制系 統(tǒng)。具有其 他 工 業(yè)設(shè)備難以具備的特 點(diǎn) : PLC 具有以下特 點(diǎn) : (1) 可靠性高。與此同 時(shí) ， 繼電器 KAl 得 電 ， 其 觸點(diǎn)將聲光報(bào) 警電路自 鎖 ， 使變頻器斷電 后 ， 聲光報(bào)警能持續(xù)下 去 ， 直到工 作 人 員 按 下 STl 為 止 ， 報(bào)警才能解除。提升機(jī)構(gòu)變頻器容量依據(jù)負(fù)載功率計(jì) 算 ， 并考慮 、 2 倍的安全力矩。若以電動(dòng)機(jī)額定電流為依據(jù)來(lái)選 擇變頻器的容 量 ， 留有富裕量太大 ， 造成經(jīng)濟(jì)上浪 費(fèi) ， 而可靠性并沒(méi)有因 此而得到提高。負(fù)載電 流 不 超過(guò)變頻器額定電流是選擇變頻器容量的基本 原 則 。 6SE70 系列變頻器 具有多種控制方 式 :可以設(shè)定為 VVVF 控制、開(kāi)環(huán) 矢量控 制 、 閉環(huán)矢量控制中的一種。對(duì)于升降類恒轉(zhuǎn)矩負(fù) 載 ， 如提升 機(jī) 、 電 梯 等 ， 這類負(fù)載的特點(diǎn)是 啟動(dòng)時(shí)沖擊電流 大 ， 在 其 下 降過(guò)程中需要一定制動(dòng)轉(zhuǎn) 矩 ， 同時(shí)會(huì)有能量回 饋 ， 因 此 要求變頻器有一定余量。 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文〉 16 為了限制 泵 升 電壓 ， 可采取以下兩種方 法 : (1) 在直流側(cè)并入一個(gè)制動(dòng)電 阻 ， 當(dāng)泵升電壓達(dá)到一定值 時(shí) ， 開(kāi)通 與制動(dòng)電阻箱串聯(lián)的功率器 件 ， 通過(guò)制動(dòng)電阻釋放電 能 ， 以降低泵升電 壓 ， 如圖 24 所示。 (3) 動(dòng)態(tài)品質(zhì)好。從而使傳動(dòng)系統(tǒng)獲得高精 度 、 高 可靠性。 交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制技術(shù)大體經(jīng) 歷 了 以 下 幾 個(gè)發(fā)展階 段 : 第 一個(gè) 階段為電壓 /頻 率 (u/t)恒定控 制 ， 這種控制方法在低頻時(shí)定子電 壓較 低 ， 定子漏抗壓降所占的份量不能忽 略 ， 因 此 需 要 人 為地把電壓 抬 高 一 些 ， 用以補(bǔ)償定子壓 降 ， 負(fù) 載 不 同時(shí)需要補(bǔ)償?shù)亩ㄗ訅航抵狄膊灰粯? ， 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文〉 14 在控制軟件中備有不同斜率 的 補(bǔ) 償特 性 ， 以便用戶選 擇。但 是 其 控制器的設(shè)計(jì)在某種程度 上依 賴 于 電機(jī)的參 數(shù) ， 為了減少控制上對(duì)電機(jī)參數(shù)的敏感 性 ， 已經(jīng)提出了 許多參數(shù)辨 識(shí) 、 參數(shù)補(bǔ)償和參 數(shù) 自 適應(yīng)方 案 ， 收 到 了 較好的效 果 。 信號(hào)控 制 : 提升機(jī)的信號(hào) 來(lái) 自 提升系 統(tǒng) 工 作現(xiàn)場(chǎng) 的不同環(huán)節(jié)，比如天 輪、井筒、深指器、液壓站、潤(rùn)滑 站 等 ， 信號(hào)包括運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)、 操作信號(hào)和保護(hù)信 號(hào) ， 這些信號(hào)均引入到主控系統(tǒng)中，將這些參數(shù)和信號(hào) 與操作控制相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行邏輯運(yùn)算和閉鎖，最后產(chǎn)生控制指令 :各種故障 信號(hào)將送給安全回路以及 PLC 輸入，根據(jù)故障信號(hào)的輕重度分開(kāi)輕 重 等 級(jí)，與故障操作保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行邏輯運(yùn)算和判斷 ， 最后執(zhí)行為不同的故障處 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文〉 11 理動(dòng)作，如立即施 鬧 、 提升終了施閘、電氣制動(dòng)，然后通過(guò)機(jī)械機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí) 施，同時(shí)這些信號(hào)將在上位機(jī)中顯示故障 類型并控制聲光報(bào)警。 基于 PLC 控制的礦井提升機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)由動(dòng)力裝置、變頻調(diào)速 系統(tǒng)、操作臺(tái)、監(jiān)控系統(tǒng)組成，各部分功能如下 : 動(dòng)力裝 置 : 包括主電機(jī)、電源模塊、制動(dòng)器和底座，完成人、物、料 的運(yùn)輸任務(wù)。 不 可能待系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn) 后 再 裝加物 料 ， 因 此 ， 必須能重載啟 動(dòng) ， 有較高的過(guò)載能 力。從圖 21 可以看 出 ， 要使 提 升 機(jī)按照給定的速度圖運(yùn) 行 ， 電動(dòng)力矩 Te 可能為 正 ， 也可能為 負(fù)。所以需要 先來(lái)分析提升機(jī)電控系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)特性。當(dāng)然此類系統(tǒng)要求維護(hù)人員有 更 高 的技術(shù)水平。其目的 在 于 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 貯、保留或 打印輸 出 ， 甚至與上位機(jī)聯(lián) 網(wǎng) ， 合 并 于 礦井監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中。 其應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾方 面 : a. 提 升 工 藝過(guò)程微機(jī)控制 在交流變頻裝置 中 ， 提 升 工 藝過(guò)程大都采用微機(jī)控制。e 由 于 機(jī)械特性 好 ， 故起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 大 。 無(wú)減速 器 ， 總 效率 高 ， 電能消 耗 少 : 維 護(hù) 工 作 量 小 ， 備件 少 ， 處理事故 快 : 單機(jī)容量 大 ， 適用范圍 廣 : 調(diào) 速 平 滑 ， 精度 高 : 易 于 實(shí)現(xiàn)最佳控制 和 自 動(dòng) 化 ， 安全可 靠 : 節(jié)電顯 著 ， 是礦井節(jié)電的有效途徑。該系統(tǒng) 調(diào)速方法簡(jiǎn) 單 ， 曾被廣泛使用。 深井提升時(shí)， 由 于 兩側(cè)鋼絲繩長(zhǎng)度變化大，力矩很不平衡。用鋼絲繩帶動(dòng)容器在 井筒中升降，完成運(yùn)輸任務(wù)。變 頻器調(diào)速控制電路簡(jiǎn)單，克服了接觸器、電阻器、繞線電機(jī)電 刷 等容 易 損 壞的缺點(diǎn)，降低了故障和事故的發(fā)生。 目 前 ， 我 國(guó) 地下礦山礦井提升機(jī)的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)主要 有 : 晶閘管變流 器 一 直流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)控制系統(tǒng)和同步電動(dòng)機(jī)矢量控制交 交變頻傳動(dòng)控制 系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞 : 礦井提升 機(jī) ， 變頻調(diào) 速 ， 變頻器 ， PLC 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文〉 H Design of Mine Hoister Based on PLC with Frequency Conversion ABSTRACT This article mainly designs the variable 仕 equency speed control system and PLC control system of mine hoist. Based on the mine hoist control system requirements analysis ， illustrates the importance of using variable frequency speed regulation. 1n a variety of 丘 equency conversion speed regulation method of analysis and parison， selection using AC frequency converter， and then select the types of 仕 equency converters， and according to the speed contro1 system is designed the external circuit of frequency converter. The electric control system of various fault handling requ讓 ements， selection by using the programmable controller (PLC)， and the programmable controller type. Considering the practical production problems that may arise， the rational design of programmable controller (PLC) of the external circuit， and based on the programmable co ntroller (PLC ) program to make the preliminary design， to ensure that the programmable controller (PLC) for the reliable operation of the system， the anti interference measures are designed. This paper is only a preliminary theoretical design， is not applied in practice ， applied in practice before it must be verified in practice. KEY WORDS: Mine Hoist， Variable Frequency Speed Regulation， Frequency Converter， PLC 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文〉 田 目錄 第 1 章礦井提升機(jī) ............................................................................3 礦 井 提升機(jī)概 述 ............. . ........................ ... ............. .. 3 展 .........................................................4 國(guó)內(nèi)礦井提升機(jī)的發(fā) 展 ........................................................6 第 2 章礦井提升機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) .......