【正文】 ，直流調(diào)速以其控制容易，調(diào)速精度高等特點(diǎn)長(zhǎng)期占據(jù)了主導(dǎo)地位，但是由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，過(guò)流能力不強(qiáng)，環(huán)境適應(yīng)差，難以實(shí)現(xiàn)高速度化等原因，一直限制了其應(yīng)用范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大。減速段速度調(diào)節(jié)采用低頻發(fā)電制動(dòng)方式，將系統(tǒng)的動(dòng)能反饋給電網(wǎng)，與動(dòng)力制動(dòng)減速相比，不僅調(diào)速性能好、減速與爬行自然過(guò)渡，而且節(jié)能效果顯著。提升機(jī)使用變頻調(diào)速控制具有下列優(yōu)點(diǎn):(1) 調(diào)速平滑、調(diào)速范圍大。變頻調(diào)速比轉(zhuǎn)子回路串接電阻的調(diào)速方法節(jié)約電能20%～40%。（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(guò)一系列的坐標(biāo)變換，實(shí)現(xiàn)電機(jī)定子電流轉(zhuǎn)矩分量和磁通分量的解耦的控制方法，可以將作為控制對(duì)象的感應(yīng)電機(jī)當(dāng)作直流電機(jī)來(lái)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩的控制。這就要求通用變頻器有足夠的低頻轉(zhuǎn)矩提升能力和短時(shí)過(guò)流能力。本系統(tǒng)選用西門(mén)子6SE70變頻器，西門(mén)子變頻器具有較合理的價(jià)格，完整的理論計(jì)算書(shū)及輔件推薦值，有利于用戶合理選用。6SE70裝置本身提供了多種可靠有效的故障保護(hù)措施。隨著電動(dòng)機(jī)極數(shù)的增多，電動(dòng)機(jī)額定電流增大?！＿x擇變頻器時(shí)應(yīng)以負(fù)載特性為基本依據(jù)，分析提升機(jī)的負(fù)載屬于重力，其負(fù)載特性屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性。有關(guān)功能的參數(shù)系統(tǒng)存儲(chǔ)在裝置中的參數(shù)組的結(jié)構(gòu)菜單中，因而，一個(gè)菜單代表裝置全部參數(shù)中的一套參數(shù)，一個(gè)參數(shù)有可能列入幾個(gè)菜單。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。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可用于控制從幾個(gè)I/O點(diǎn)到幾百個(gè)I/O點(diǎn)的控制系統(tǒng)。可按要求配置。基本單元 (16～128點(diǎn)) 有繼電器或晶體管輸出,最多可擴(kuò)展到256點(diǎn)。在設(shè)計(jì)時(shí)需統(tǒng)計(jì)I/O的總量，包括開(kāi)關(guān)量和模擬量，以確定選用PCL的模塊數(shù)量以及型號(hào)。使用軟件可以為Fx/AQnA/Q系列PLC生成程序。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。上位機(jī)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。程序置有半自動(dòng)運(yùn)行(主井提升可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行)、手動(dòng)運(yùn)行、檢修運(yùn)行、應(yīng)急運(yùn)行等四種運(yùn)行方式。4）保護(hù)設(shè)置子程序?qū)Ω鞣N保護(hù)點(diǎn)(減速點(diǎn)開(kāi)關(guān)、過(guò)卷開(kāi)關(guān)、終點(diǎn)開(kāi)關(guān)、解除二級(jí)制動(dòng)中繼接點(diǎn)等)除在外部設(shè)置硬接點(diǎn)外，在程序中也設(shè)置軟開(kāi)關(guān)進(jìn)行雙重保護(hù)，在程序中設(shè)置的保護(hù)如下:過(guò)卷保護(hù)，過(guò)卷保護(hù)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)。潤(rùn)滑油過(guò)壓/欠壓、潤(rùn)滑油超溫、閘瓦磨損、制動(dòng)油超溫保護(hù)功能。起動(dòng)，停車(chē)(1)多數(shù)變頻器不能適應(yīng)上電運(yùn)行功能，所以應(yīng)對(duì)控制系統(tǒng)加入保護(hù)功能。當(dāng)按下停止按鈕時(shí)，所有繼電器常閉觸頭閉合，為下一次提升做準(zhǔn)備。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。變頻調(diào)速系統(tǒng)在提升機(jī)控制中顯示出其控制性能優(yōu)良、操作簡(jiǎn)便、運(yùn)行效率高、維護(hù)工作量小等諸多優(yōu)點(diǎn)，是礦用提升機(jī)傳動(dòng)的發(fā)展方向。正是由于他們的幫助，使我在做論文的過(guò)程中，獲益匪淺，更深入的了解了我們專業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的作用，為了我以后更深入的學(xué)習(xí)打下了很好的基礎(chǔ)。 2005年03期，6162[9] 劉瑞國(guó)，孫玉霞，劉芒果．礦井提升機(jī)TKDA斜井電控系統(tǒng)的變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)改造．煤礦機(jī)械，2004，(12)[10] 盧燕,顧善發(fā),盧光華． 礦井提升機(jī)的電控系統(tǒng)．黃金。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，當(dāng)我遇到不會(huì)的問(wèn)題時(shí)，同學(xué)們總是不厭其煩的幫助我。在今后的研究中可以加入先進(jìn)的控制算法比如模糊控制，在軟件中為提升機(jī)的啟動(dòng)和停止設(shè)置特定的運(yùn)行曲線，使其運(yùn)行更穩(wěn)定，并解決顫繩的問(wèn)題。 結(jié)　論本文主要為礦井提升機(jī)設(shè)計(jì)一套PLC控制的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，設(shè)備包括系統(tǒng)操作臺(tái)、變頻柜、電源柜、動(dòng)力柜及PLC實(shí)現(xiàn)提升機(jī)速度的可調(diào)節(jié)，以節(jié)約能源和適應(yīng)生產(chǎn)的需要。(3) 數(shù)據(jù)采集采用屏蔽電纜，所有屏蔽電纜層匯線接地，多芯電纜中的備用所有機(jī)柜、操作臺(tái)等均需保護(hù)接地，臺(tái)柜內(nèi)需有獨(dú)立的PLC直流地、機(jī)殼安全地、電纜屏蔽地接地端子，與結(jié)構(gòu)內(nèi)部未接地電路板在電氣上隔離。變頻器接入調(diào)速回路，并接受操作臺(tái)控制信號(hào)及PLC反饋信號(hào)，進(jìn)行調(diào)速控制。其動(dòng)作過(guò)程如：當(dāng)要下放礦車(chē)或送工人到井下時(shí)，按下下降按鈕，繼電器K2吸合，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)。主令操作控制，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)提升機(jī)與操作臺(tái)之間的指令傳遞，向提升系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的指令，并改變相應(yīng)電控系統(tǒng)的工作狀態(tài)，使提升機(jī)按照預(yù)定的力圖和速度圖安全運(yùn)行，運(yùn)行方式可分為啟動(dòng)、等速運(yùn)行、減速、爬行、停車(chē)。深指失效保護(hù)，程序通過(guò)讀取深度指示器上編碼器的數(shù)值，與其它編碼器的數(shù)值進(jìn)行比較，當(dāng)判斷深指失效時(shí)，自動(dòng)斷電并實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)。兩套編碼器的數(shù)據(jù)在程序中不斷進(jìn)行比較，當(dāng)比較結(jié)果發(fā)生不一致時(shí)，程序會(huì)發(fā)出故障安全制動(dòng)指令。主程序和部分子程序分別介紹如下:1）控制程序控制子程序流程圖如圖52所示。井筒開(kāi)關(guān)用來(lái)校正行程顯示和控制信號(hào)，使行程控制和顯示誤差縮小到允許范圍。5) 維護(hù)包括監(jiān)控和程序/參數(shù)上載和下載，通過(guò)調(diào)制解調(diào)器通訊即可實(shí)現(xiàn)。表43 輸入點(diǎn)地址編碼名 稱地址編碼名 稱地址編碼制動(dòng)泵故障反饋X0調(diào)繩閥鎖開(kāi)關(guān)X10潤(rùn)滑泵運(yùn)行反饋X1硬解除二級(jí)制動(dòng)中繼X11潤(rùn)滑泵故障反饋X2備用1X12后備保護(hù)開(kāi)關(guān)X3備用2X13提示信號(hào)X4備用3X14安全繼電器反饋X5備用4X15調(diào)繩離合器1X6閘控開(kāi)關(guān)X16調(diào)繩離合器2X7FX2NB1控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)及地址編號(hào)如表44所示?？稍黾右粋€(gè)通道,如: 連接一臺(tái)人機(jī)界面顯示單元DU，另外一個(gè)連接編程器或連二臺(tái)DU。F系列程控器的最大輸入輸出點(diǎn)數(shù)為256點(diǎn)。采用封裝的方式，適合于各種震動(dòng)、腐蝕、有毒氣體等的應(yīng)用場(chǎng)合。PLC所采用的CPU一般是具有較強(qiáng)位處理功能的位處理機(jī)，為了增強(qiáng)其復(fù)雜控制功能和聯(lián)網(wǎng)通信等管理功能，可以采用雙CPU的運(yùn)行方式，使其功能得到極大的加強(qiáng)。在參數(shù)設(shè)置中用到的是專家應(yīng)用、專家應(yīng)用的參數(shù)設(shè)置主要分為以下幾個(gè)步驟:功率部分的定義(P060=8)、電子板的定義(P060=4)、系統(tǒng)定義(P060=5)、功能調(diào)整。同時(shí)（常開(kāi)）觸點(diǎn)30B30C閉合，將報(bào)警指示燈HL和電笛HA接通，進(jìn)行聲光報(bào)警。若用在電機(jī)額定功率選定的基礎(chǔ)上提高一擋的方法選擇變頻器的容量，則可能會(huì)造成不必要的容量損失。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。選擇變頻器時(shí)，只有變頻器的額定電流量是一個(gè)反映半導(dǎo)體變頻器裝置負(fù)載能力的關(guān)鍵量。對(duì)于不同時(shí)制動(dòng)的逆變器可以在直流母線上交換能量，當(dāng)制動(dòng)功率大時(shí)從回饋單元向電網(wǎng)回饋能量；還可以將多臺(tái)變頻器的直流母線直接連接，形成公共直流母線，再接入制動(dòng)單元與制動(dòng)電阻，當(dāng)制動(dòng)功率大時(shí)由制動(dòng)電阻消耗能量。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。由于DTC直接著眼于轉(zhuǎn)矩控制，對(duì)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。在變頻調(diào)速領(lǐng)域，異步電機(jī)的控制方式多種多樣，但從轉(zhuǎn)矩的響應(yīng)性和過(guò)渡特性來(lái)看，變頻調(diào)速的控制方式分為以下幾種:（1）V/F控制V/F控制是交流電機(jī)最簡(jiǎn)單的一種控制方法，通過(guò)控制過(guò)程中始終保持V/F 為常數(shù)，來(lái)保證轉(zhuǎn)子磁通的恒定。(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/f)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?，在控制軟件中備有不同斜率的補(bǔ)償特性，以便用戶選擇?？刂葡到y(tǒng)工作原理：當(dāng)司機(jī)聽(tīng)到開(kāi)車(chē)信號(hào)時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，PLC控制將380V動(dòng)力電源接入變頻器。 （4）操作臺(tái)操作臺(tái)設(shè)置兩個(gè)手柄，分別用于速度輔助給定及制動(dòng)力給定。使用PLC集成高速計(jì)數(shù)輸入口以及特殊高速計(jì)數(shù)模塊相結(jié)合，對(duì)分別安裝于電機(jī)軸、輥筒主軸、天輪的四個(gè)編碼器數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，同時(shí)監(jiān)視速度、深度以及判斷松繩；A/D模塊采集現(xiàn)場(chǎng)液壓站及潤(rùn)滑站的油壓、油溫等信號(hào)。此外在調(diào)速性能方面，交流拖動(dòng)系統(tǒng)一般不如直流拖動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)越，但選用了動(dòng)力制動(dòng)、低頻制動(dòng)、可調(diào)機(jī)械閘、負(fù)荷測(cè)量、計(jì)算裝載等輔助裝置后，交流拖動(dòng)系統(tǒng)亦可獲得滿意的調(diào)速性能。而VM系統(tǒng)由于具有以上一些突出的特點(diǎn)，因此，目前在大型提升機(jī)方面，世界各國(guó)大多采用直流拖動(dòng)方案，尤以VM系統(tǒng)為主。我國(guó)目前正在服務(wù)的礦井提升機(jī)的電控系統(tǒng)中，屬于交流拖動(dòng)的有轉(zhuǎn)子電路串電阻的調(diào)速系統(tǒng):屬于直流拖動(dòng)的有直流發(fā)電機(jī)與直流電動(dòng)機(jī)組成的GM調(diào)速系統(tǒng)和晶閘管整流裝置供電的VM調(diào)速系統(tǒng)。其輸入設(shè)備和輸出設(shè)備與繼電器控制系統(tǒng)相同，但它們是直接接到可編程序控制器的輸入端和輸出端的。(3) 采用磁放大器做調(diào)節(jié)控制，穩(wěn)定性差，線性度差，調(diào)速精度很難保證。要能夠方便的進(jìn)行自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)、驗(yàn)繩、調(diào)繩等工作方式的轉(zhuǎn)換，操作方便，控制靈活，不至于因工作方式的轉(zhuǎn)換影響正常生產(chǎn)。(2) 具有良好的調(diào)速性能。 圖a 圖b圖c圖d 圖21 提升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)給定速度圖、力圖提升機(jī)的負(fù)載靜力FL決定于提升機(jī)滾筒承受的靜張力差，在雙罐籠的平衡提升系統(tǒng)中，靜力凡也就是提升物體的凈載重。適用、經(jīng)濟(jì)、高效、可靠是本文提升機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的追求目標(biāo)。 采用先進(jìn)的工業(yè)計(jì)算機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)總線和工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)，按照結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)品系列化、性能現(xiàn)代化、體積小型化的原則，研制生產(chǎn)適合礦井提升機(jī)電控設(shè)備是進(jìn)行技術(shù)改造和新建礦井設(shè)備選型的理想選擇。在提升機(jī)控制系統(tǒng)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和變頻調(diào)速技術(shù)，對(duì)原有提升機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)換代。而且這種控制方式存在著很多的問(wèn)題:(1) 轉(zhuǎn)子回路串接電阻，消耗電能，造成能源浪費(fèi)。另外，還正在引進(jìn)計(jì)算機(jī)控制的低速直聯(lián)電控系統(tǒng)。極少數(shù)提升機(jī)采用串級(jí)調(diào)速方法，其調(diào)速范圍窄，且投資大。5) 制動(dòng)系統(tǒng)的控制與監(jiān)視制動(dòng)(可調(diào)閘)控制系統(tǒng)除要可靠地完成工作制動(dòng)和安全制動(dòng)外，還要完成對(duì)液壓站的控制以及各環(huán)節(jié)參數(shù)(如油壓、閘瓦磨損等)的監(jiān)視，其技術(shù)要求與安全回路相似。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。采用微機(jī)控制，可通過(guò)采集各種傳感信號(hào)，如轉(zhuǎn)角脈沖變換、鋼絲繩打滑、井筒位置、滾筒及鋼絲繩磨損等信號(hào)進(jìn)行處理，計(jì)算出罐籠準(zhǔn)確的位置而施以控制和保護(hù)。(3)微機(jī)控制在提升機(jī)上的應(yīng)用從70年代開(kāi)始，隨著微機(jī)技術(shù)的發(fā)展，微機(jī)控制技術(shù)己逐步應(yīng)用于礦井提升機(jī)中。d 動(dòng)態(tài)品質(zhì)好(和直流系統(tǒng)相同)，系統(tǒng)可在四象限平滑過(guò)渡和無(wú)級(jí)調(diào)速。自80年代初以來(lái)，交流變頻供電的同步機(jī)拖動(dòng)異軍突起，在大型提升機(jī)中發(fā)展成為技術(shù)、經(jīng)濟(jì)均優(yōu)的拖動(dòng)方式。節(jié)電顯著，58年可回收設(shè)備投資，是礦井節(jié)電的有效途徑。主回路采用兩組三相橋組成12脈動(dòng)順抗整流，大大提高了功率因數(shù)。因此，研制并制造即安全可靠又節(jié)省能源的提升機(jī)是煤炭安全生產(chǎn)的一項(xiàng)重要課題。主控計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件能完成提升機(jī)自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)等各種運(yùn)動(dòng)方式的控制要求。Elevator Control System In this paper, the above problems exist in the PLC and frequency converter used in elevator control system, and for a more indepth feasibility study. According to the operation of hoist features, the control system IPC VVVF elevator control system, PLC control systems, frequency control system ponents. In order to improve system reliability, and various physical quantities on the elevator control unit to control monitoring. Dynamic monitoring of elevator or the touch screen by IPC and configuration software. User environment, plete the animation in the configuration design, equipment connections, control flow and project preparation of the required information statements, and the results of printing. Master control system uses PLC systems, hardware simplicity, the software flexibility and easy missioning and maintenance of small, specialized electronic modules with a number of the elevator control equipment, drive dynamic braking for control of high pressure or lowfrequency braking. While the motor symptoms can be detected and sent to the host puter display. Relay contact to reduce the traditional control system of the intermediate links,