【正文】 ...................................................................... 2 國外礦井提升機(jī)的現(xiàn)狀 ...................................................................................... 2 國內(nèi)提升機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨向 .......................................................................... 2 設(shè)計(jì)方案分析及確定 ................................................................................................... 4 拖動(dòng)與調(diào)速方案分析 ........................................................................................... 4 控制方案分析與確定 ........................................................................................... 4 第二章 主要元部件的選擇 ...................................... 9 可編程控制器（ PLC）的選擇 ..................................................................................... 9 S7200 系列西門子 PLC 的基本特點(diǎn) ................................................................. 9 變頻器的選擇 ............................................................................................................ 11 MM440 通用 變頻器的簡介 ................................................................................. 11 MM440 變頻器的工作原理及其調(diào)速原理 ......................................................... 12 變頻器 MM440 的控制面板 ................................................................................. 13 MM440 通用 變頻器的參數(shù)設(shè)置 ......................................................................... 14 變頻器各端子說明 ............................................................................................. 15 電動(dòng)機(jī)的選擇 ............................................................................................................ 16 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ......................................... 18 礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)的主回路 ................................................................................ 18 系統(tǒng)主回路原理圖 ............................................................................................. 18 PLC 與變頻器的接線圖 ..................................................................................... 18 變頻調(diào)速主控電路接線 ............................................................................................ 19 礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)的控制回路 ............................................................................. 20 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ......................................... 22 提升速度圖及分析 ..................................................................................................... 22 控制程序流程圖 ........................................................................................................ 22 梯形圖編制 ................................................................................................................. 23 3 梯形圖的編程原則 ............................................................................................ 23 系統(tǒng)梯形圖 ........................................................................................................ 24 調(diào)試過程 .................................................................................................................... 29 系統(tǒng)抗干擾措施 ......................................................................................................... 29 第五章 人機(jī)交互界面 ......................................... 31 觸摸屏概述 ................................................................................................................ 31 PWS－ 3261 觸屏簡介 ................................................................................................. 31 觸摸屏在礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 ................................................................. 31 第六章 結(jié) 論 ............................................... 33 參考文獻(xiàn) ................................................... 35 致 謝 ...................................................... 36 1 第一章 概述 礦井提升機(jī)常被人們稱為 礦山的咽喉，是礦山最重要的設(shè)備，是地下礦井與外界的唯一通道，肩負(fù)著運(yùn)輸?shù)V石、物料、人員等的重要責(zé)任。大家可以看到，目前我國已經(jīng)可提供多種技術(shù)先進(jìn)、性能可靠、安全性高的礦井提升設(shè)備，大多數(shù)已在煤礦基建、生產(chǎn)和技術(shù)改造等方面獲得了成功的應(yīng)用。 2 礦井提升機(jī)的國內(nèi)外 發(fā)展研究現(xiàn)狀 礦井提升裝置是采礦業(yè)的重要設(shè)備，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和礦井生產(chǎn)現(xiàn)代化要求的不斷提高，人們對提升機(jī)工作特性的認(rèn)識(shí)進(jìn)一步深化，提升設(shè)備及拖動(dòng)控制系統(tǒng)也逐步趨于完善，各種新技術(shù)、新工藝逐步應(yīng)用于礦井提升設(shè)備中。早在上世紀(jì)七十年代，國外就將可編程控制器 (PLC)應(yīng)用于提升機(jī)控制。 圖 11 為提升機(jī)的交流拖動(dòng)原理圖。 經(jīng)分析本文將 采用 交流繞線式電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)， 長期以來，我國廣泛使用交流 繞線式 電動(dòng)機(jī) 拖動(dòng)，與直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)比較，其主要優(yōu)點(diǎn)是：系統(tǒng)比較簡單、設(shè)備價(jià)格較低；在加速階段采用附加電阻調(diào)速，效果良好。改變同步轉(zhuǎn)速的有：變極對數(shù)調(diào)速，改變定子電壓、頻率的變頻調(diào)速，無換向電動(dòng)機(jī)調(diào)速 等。 （ 3）在啟動(dòng)過程中由于罐籠的實(shí)際載重量不同，而使實(shí)際的加速過程并非按照預(yù)定的設(shè)計(jì)參數(shù)運(yùn)行，常常出現(xiàn)停車不準(zhǔn)確甚至提前停車現(xiàn)象，不能正常裝卸載。在變頻器系統(tǒng)中輸出閘控信號(hào)到 PLC，要求只有在變頻的輸出轉(zhuǎn)矩達(dá)到一定值的時(shí)候才可以松閘，這樣會(huì)避免豎井提升機(jī)啟動(dòng)時(shí)發(fā)生溜車 現(xiàn)象。采用 PLC 技術(shù)，克服原繼電器系統(tǒng)的不足，系統(tǒng)安全可靠，性價(jià)比提高，且控制程序可根據(jù)需要修改，對提高控制技術(shù)水平具有廣闊的應(yīng)用前景。圖 16 為礦井提升機(jī)變頻調(diào)速控制的系統(tǒng)框圖。 變頻器：是動(dòng)力站的能量供給單元，通過它可將輸入工頻電能轉(zhuǎn)換成頻率可調(diào)的電能提供給交流電動(dòng)機(jī)，以達(dá)到控制交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。根據(jù) PLC 的技術(shù)特點(diǎn)又可增加一些新的功能。內(nèi)部處理階段， PLC 檢查 CPU 模塊的硬件是否正常，復(fù)位監(jiān)視定時(shí)器等。 PLC 在硬件方面采取電磁屏蔽、光電隔離、多級(jí)濾波等措施在軟件方面采取警戒時(shí)鐘、故障診斷、自動(dòng)恢復(fù)等措施，并利用后備電池對程序和數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù) ,因此被稱為“專為適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)”。它不僅能夠完成多數(shù)情況下的控制要求，還能夠大量節(jié)省系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試的時(shí)間和工作量。國內(nèi)變頻調(diào)速技術(shù)發(fā)展較慢，產(chǎn) 品性能較差，很難滿足連續(xù)化工生產(chǎn)的需求，而且無法實(shí)現(xiàn)閉環(huán)自動(dòng)控制。變 頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制 4 個(gè)部分組成。 變轉(zhuǎn)差率 s：定子調(diào)壓、轉(zhuǎn)子串電阻、電磁轉(zhuǎn)差離合器、串極調(diào)速。如圖 24 所示。 表 22 變頻器各端子 功能 說明 端子號(hào) 符號(hào) 功能說明 1 10V 電源 輸出 +10V 2 0V 電源 輸出 0V 3 AIN1+ 模擬輸入 1（ +） 4 AIN 1 模擬輸入 1（ ） 10 AIN2+ 模擬輸入 2（ +） 11 AIN2 模擬輸入 2（ +） 5 DIN1 數(shù)字輸入 1 6 DIN2 數(shù)字輸入 2 7 DIN3 數(shù)字輸入 3 8 DIN4 數(shù)字輸入 4 16 DIN5 數(shù)字輸入 5 17 DIN6 數(shù)字輸入 6 9 24V 帶隔離的輸出 +24V 28 控制電源接地端 14 PTCA 過熱保護(hù)輸入端 （ +） 15 PTCB 過熱保護(hù)輸入端 （ ） 12 AOUT1+ 模擬輸出 1（ +） 13 AOUT1 模擬輸出 1（ ） 26 AOUT2+ 模擬輸出 2（ +） 27 AOUT2 模擬輸出 2（ ） 20 COM 數(shù)字輸出 1/轉(zhuǎn)換觸點(diǎn) 19 NO 數(shù)字輸出 1/常開觸點(diǎn) 18 NC 故障常閉點(diǎn) 29 P+ RS485 信號(hào) （ +） 30 N RS485 信號(hào) （ ） 電動(dòng)機(jī)的選擇 調(diào)速的本質(zhì)是根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化控制驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，而交流電動(dòng)機(jī) 的轉(zhuǎn)矩決定 17 了定子、轉(zhuǎn)子磁通勢矢量的大小與相對位置。變頻器可以輸出頻率可調(diào)的交流電源，在變頻器的控制輸入回路中接入頻率設(shè)定電路，本系統(tǒng)中通過 PLC 輸出電壓信號(hào) (0～ 12 V)來控制變頻器的頻率