【正文】 。同時（常開 ） 觸點(diǎn) 30B30C 閉合，將報(bào)警指示 20 燈 HL和電笛 HA 接通，進(jìn)行聲光報(bào)警。 的輸出端 和 接報(bào)警、安全回路繼電器。 （ 2） t2 段：主加速階段。提升容器進(jìn)入裝卸載曲軌，為減小沖擊并且便于停車，容器一般要以 。具體規(guī)則如下： 1. 梯形圖的每一行指令都在母線右邊開始畫起。當(dāng)需要開機(jī)運(yùn)行時，按下起動按鈕 (SB1)，其輸出繼電器 KM1 便吸合，置于電源與變頻器之間的常開觸點(diǎn)閉合，將三相 AC380V 動力電接入變頻調(diào)速回路中；當(dāng)減速停車，并實(shí)現(xiàn)機(jī)械抱閘制動后，可以將變頻器與動力電源脫開，按下停止按鈕 (SB2)，使繼電器 KM1失電，其常開觸點(diǎn)斷開，變頻器便與動力電源脫開。 3)、工頻與變頻轉(zhuǎn)換 工變頻轉(zhuǎn)換系 統(tǒng)可使電機(jī)轉(zhuǎn)速需在工頻運(yùn)行或變頻出現(xiàn)故障時進(jìn)行自由切換。 3．在各個時刻切換各種狀態(tài)觀察狀態(tài)指示燈以及電壓輸出情況。 ④ 引至 PLC 柜的電纜要盡量遠(yuǎn)離那些會產(chǎn)生電磁干擾的裝置。 干擾信號的傳播方式主要有：電路傳導(dǎo)方式、感應(yīng)耦合方式和空中輻射方式。盡量縮短模擬量加信號線的長度，并采用雙芯屏蔽線作為信號線。必要時可采用帶有屏蔽層的輸入和輸出信號電纜。當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障或需要對電機(jī)進(jìn)行點(diǎn)動調(diào)節(jié)時，按下工頻按鈕 ，使 KM2 斷開， KM3閉合，電機(jī)進(jìn)入工頻狀態(tài)。此時變頻器 REV 與 CM 端相連，電機(jī)反轉(zhuǎn)下放重物。 5. 在有幾個串聯(lián)回路相并聯(lián)時，應(yīng)將觸點(diǎn)最多的那個串聯(lián)回路放在梯形圖的最上面；而在有幾個并聯(lián)回路相串聯(lián)時，應(yīng)將觸點(diǎn)最多的并聯(lián)回路放在梯形圖的最左 面。 PLC 控制主程序完成系統(tǒng)初始化、自檢、故障診斷、調(diào)速系統(tǒng)控制及安全保護(hù)等工作。提升速度以規(guī)定的最大速度 V max 運(yùn)行。提升工作圖是根據(jù)提升設(shè)備運(yùn)行的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性的要求確定的。 圖 33 變頻調(diào)速主控電路接線圖 系統(tǒng)的控制回路 PLC 的兩個輸入點(diǎn) 和 分別作為系統(tǒng)的啟動和停止信號的輸入點(diǎn)。同時（常開）觸點(diǎn)閉合，將報(bào)警指示燈 HL 和電笛 HA 接通，進(jìn)行聲光報(bào)警。從圖中可以看到，系統(tǒng)分別從 LL L3 三個端子引出三根線接到變頻器上，從變頻器的輸出端引出三根線經(jīng)過熔斷器、接觸器、熱繼電器接到三相交流 繞線 電動機(jī)上邊，從而達(dá)到變頻調(diào)速。 （ 2）設(shè)定 P0003=3， P0010=1， P3900=1,P0003=3,允許訪問擴(kuò)展參數(shù)。 圖 24 MM440 變頻調(diào)速系統(tǒng) 接線 圖 本文研究的 定子調(diào)壓調(diào)速 主要 是 通過 改變電動機(jī)定子電源的頻率，從而改變其同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法 ， 當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩一定時，隨著電機(jī)定子電壓的降低，主磁通減少，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢減少，轉(zhuǎn)子電流減少，轉(zhuǎn)子受到的電磁力減少，轉(zhuǎn)差率 s 增大 ，轉(zhuǎn)速減小，從而達(dá)到速度調(diào)節(jié)的目；同理，定子電壓升高，轉(zhuǎn)速增加 。交流調(diào)速系統(tǒng)的控制量最基 本上是轉(zhuǎn)矩、速度、位置，根據(jù)不同的用途適當(dāng)組合可構(gòu)成各種閉環(huán)系統(tǒng)。 MM440 通用 變頻器 的簡介 變頻器 MM440 系列（ MicroMaster440）是德國西門子公司廣泛應(yīng)用與工業(yè)場合的多功能標(biāo)準(zhǔn)變頻器。第一代是 80 年代初模擬式通用變頻器；第二代是 80 年代中期數(shù)字式通用變頻器；第三代是90 年代初智能型通用變頻器；第四代是 90 年代中期的多功能型通用變頻器；最近研制上市第五代集中通用變頻器；通用變頻器的發(fā)展情況可以從幾個方面來說明： 1． 通用變頻器的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。一個程序的不同部分可用任何一種語言來描述，支持復(fù)雜的順序操作功能處理以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 可編程控制器（ PLC）的誕生給工業(yè)控制帶來革命性的飛躍，與傳統(tǒng)的繼電器控制相比有著突出的特點(diǎn)： (1)靈活性、通用性強(qiáng) 繼電器控制系統(tǒng)如果工藝要求稍有變化，控制電路必須隨之作相應(yīng)的變動，所有布線和控制柜極有可能重新設(shè)計(jì)，耗時且費(fèi)力然而是利用存儲在機(jī)內(nèi)的程序?qū)崿F(xiàn)各種控制功能的。 S7200 可編程控制器（ PLC）的基本結(jié)構(gòu)如圖 21 所示。 PLC的輸入輸出回路均帶有光電隔離等抗干擾和過載保護(hù)措施。使各種故障在出現(xiàn)之前就得以處理，防止事故的發(fā)生，并對各被監(jiān)視參數(shù)進(jìn)行存儲、保留或打印輸出。本文將提出的設(shè)計(jì)方案具有實(shí)用價值?？刂瞥绦蚴峭ㄟ^一個編程器寫到可編程控制器的程序存儲器中。 PLC 控制變頻調(diào)速 為了改善舊式提升機(jī)的不足，因此，需要研制更加安全可靠的控制系統(tǒng)，使提升機(jī)運(yùn)行的可靠性和安全性得到提高。在接線程序控制系統(tǒng)中控制程序的修改必須通過改變接 線來實(shí)現(xiàn)。不管電機(jī)正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)，都是從礦井中將煤拖到地面上來，電機(jī)工作在 正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)電動狀態(tài)，只有在滿載拖車快接近井口時，需要減速并制動 。 提升機(jī)的直流拖動如圖 12 所示。 國內(nèi)提升機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨向 我國礦井提升機(jī)絕大多數(shù)還是轉(zhuǎn)子回路串電阻分段控制的交流繞線式電機(jī)繼電器 —接觸器系統(tǒng)，設(shè)備陳舊、技術(shù)落后，這種控制系統(tǒng)存在著操作復(fù)雜、故障率高、電能浪費(fèi)大、調(diào)速性能差、運(yùn)行效率低、控制精度低、安全保護(hù)和監(jiān)測環(huán)節(jié)不完善、維修成本高等不足。起初的提升機(jī)是電動機(jī)通過減速器傳動卷筒的系統(tǒng)，后來出現(xiàn)了直流慢速電動機(jī)和直流電動機(jī)懸臂安裝直接傳動的提升機(jī)。電力拖動系統(tǒng)中，選用先進(jìn)的變頻傳動裝置，優(yōu)化了調(diào)速系統(tǒng)的性能，在使用過程中實(shí)現(xiàn)了變頻調(diào)速，換向等功能，使運(yùn)行更加平穩(wěn)可靠。 采用新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝來裝備煤炭生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，以達(dá)到減人提效、確保安全生產(chǎn)的目的，是科技興煤的必由之路。 變頻調(diào)速是近年來發(fā)展起來的一門新興的自動控制技術(shù)，它利用改變被控對象的電源頻率，成功實(shí)現(xiàn)了交流電動機(jī)大范圍的無級平滑調(diào)速，在運(yùn)行過程中能隨時根據(jù)電動機(jī)的負(fù)載情況，使電機(jī)始終處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，在整個調(diào)速范圍內(nèi)均有很高的效率，節(jié)能效果明顯。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文） （ 說 明 書 ） 題 目： 基于 PLC 礦井提升機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 姓 名： XXX 編 號 ： XXXXXXXXXXXXXX 2021 年 5 月 10 日 XXXXXXXXXX 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文） 任 務(wù) 書 姓名 XXX 專業(yè) 任 務(wù) 下 達(dá) 日 期 2021 年 3 月 4 日 設(shè)計(jì) （ 論 文） 開 始日期 2021 年 3 月 11 日 設(shè)計(jì) （ 論 文）完成日期 2021 年 5 月 17 日 設(shè)計(jì) （ 論 文） 題 目： 基于 PLC 礦井提升機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) A 在礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)研究中，采用變頻器和可編程控制器相結(jié)合的方法，在使用過程中實(shí)現(xiàn)了變頻調(diào)速，換向等功能，使運(yùn)行更加平穩(wěn)可靠。礦井提升設(shè)備，其中主要是提升機(jī)及其控制和安全設(shè)備，也同樣要面臨著這一必經(jīng)之路。適應(yīng)范圍廣，節(jié)能效果更加明顯。上世紀(jì)七十年代德國西門子公司發(fā)明矢量控制的交 — 直 — 交變頻原理后，標(biāo)志著用同步電動機(jī)來代替直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)速的技術(shù)時代已經(jīng)到來。就拖動方式而言，目前我國的礦井提升機(jī)主要有以下兩種拖動方式： 1. 交流拖動方式 目前我國提升機(jī)約 70%采用串電阻調(diào)速的交流拖動方式。 圖 12 礦井提升機(jī)的直流拖動 4 分析及確定 拖動與調(diào)速方案分析 斜井提升是典型的摩擦性負(fù)載，即恒轉(zhuǎn)矩特性負(fù)載。 方案 礦井提升機(jī)調(diào)速系統(tǒng)采用交流異步電動機(jī)拖動，其交流異步電動機(jī)轉(zhuǎn)速公式為：n=60f/p(1s)從上式可見，改變供電頻率 f、電動機(jī)的極對數(shù) p 及轉(zhuǎn)差率 s 均可達(dá)到改變轉(zhuǎn)速的目的。圖 13 為繼電器 — 接觸器控制系統(tǒng)框圖。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)，對原有提升機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行升級換代。每個程序語句確定了一個順序，運(yùn)行時依次讀取存儲器中的程序語句，對它們的內(nèi)容進(jìn)行解釋并加以執(zhí)行，執(zhí)行結(jié)果用以接通輸出設(shè)備，控制被控對 象工作。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)。甚至與上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)，合并于礦井監(jiān)測系統(tǒng)中。程序運(yùn)行為周期性順序掃描和集中批處理的工作方式，具有故障檢測及診斷程序，可靠性極高。 輸入單元外設(shè)接口輸出單元擴(kuò)展單元電 源中 央 處 理 單 元系 統(tǒng) 程 序 用 戶 程 序存 儲 器輸入信號輸出信號P L C 主 機(jī) 圖 21 PLC的基本結(jié)構(gòu)圖 S7200 系列西門子 PLC 的基本特點(diǎn) PLC 通電后，需要對硬件和軟件做一些初始化工作。因此當(dāng)工藝過程改變時，只需修改程序即可，外部接線改動極小，甚至可以不必改動，其靈活性和通用性是繼電器控制電路無法比擬的。 (4)功能強(qiáng)大，可擴(kuò)展 PLC 的主要功能包括開關(guān)量的邏輯控制、模擬量控制部分還具備控制或模糊控制功能、數(shù)字量智能控制、數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控、通信、聯(lián)網(wǎng)及集散控制等功能。 2． 通用變頻器使用的功率器件不斷更新?lián)Q代。它采用高性能的矢量控制技術(shù)，提供低速高轉(zhuǎn)矩輸出和良好的動態(tài)特性，同時具備超強(qiáng)的過載能力，以滿足廣泛的應(yīng)用場合。 異步電動機(jī)定子對稱的三相繞組中通入對稱的三相交流電，在電機(jī)氣隙內(nèi)會產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，從而形成一定的旋轉(zhuǎn)速度。 調(diào)壓調(diào)速的優(yōu)點(diǎn) 是調(diào)速平滑，采用閉環(huán)系統(tǒng)時，機(jī)械特性較硬，調(diào)速范圍較寬，缺點(diǎn)是低速時，轉(zhuǎn)差功率損耗較大，功率因素低，電流大，效率低。 （ 3）設(shè)定電機(jī)參數(shù)時先設(shè)定 P0010=1(快速調(diào)試 ),電機(jī)參數(shù)設(shè)置完成設(shè)定 P0010=0(準(zhǔn)備 )。 圖 31 系統(tǒng)主回路原理圖 ＦＵ ：熔斷器； ＫＭ ：接觸器；ＦＲ：熱繼電器；Ｍ：電動機(jī)； QS:隔離開關(guān)； PLC 與變頻器的接線圖 PLC 和變頻器 采用 I/O 硬接線方式，通過 S7200 的開關(guān)量輸出控制變頻器的啟動 / 19 停止，通過模擬量輸出（ 420mA）控制變頻器的頻率，通過開關(guān)量輸入模塊采集變頻器的狀態(tài)信號（運(yùn)行、故障等）。與此同時，斷電器 KA1 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 ST1 為止，報(bào)警才能解除。 的輸入端 和 作為變頻和工頻信號的輸入點(diǎn)。圖 41 為 箕斗 提升速度 圖，它包括提升過程的六個階段，故稱為六階段速度圖。 （ 4） t4 段：主減速 階段。 23 系統(tǒng)開機(jī)運(yùn) 行， PLC 首先進(jìn)行初始化，接著完成自檢及提升機(jī)初始位置顯示，當(dāng)收到開車指令時， PLC 轉(zhuǎn)入速度給定控制，在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，當(dāng) PLC 接收到來自接近開關(guān)或變頻器故障等外部控制信號時， PLC 控制程序轉(zhuǎn)到相應(yīng)的中斷處理程序處，完成過卷、過載、松繩等保護(hù)及提升機(jī)位置、速度監(jiān)控、變頻器故障監(jiān)控等。 6. 不能將觸點(diǎn)畫在輸出線圈的右邊，線圈僅能畫在同一行中所有觸點(diǎn)的最右邊。同時斷開繼電器 K1 回路，形成下降閉鎖； 當(dāng)按下上升按鈕 時， K2 吸合，斷開 K1 回路，形成上升閉鎖。這樣便于檢修和故障排除。 ② 信號回路匯線接，輸入信號電纜、輸出信號電纜和電力電纜都要分開敷設(shè)，不能扎在一起，信號電纜接線端子均安裝在柜體下側(cè)。 ⑥ 保證 PLC 柜良好的通風(fēng)環(huán)境，在設(shè)備現(xiàn)場，要充分考慮周圍環(huán)境的影響，盡量不要將 PLC 安裝在多塵、有油煙、有導(dǎo)電灰塵、有腐蝕性氣體、振動、熱源或潮濕的地方。 在變頻器的輸入和輸出電路中，除了較低次的諧波外，還有許多頻率很高的諧波電流 ，這些高次諧波電流除了增加輸入側(cè)的無功功率、降低功率因數(shù)外，頻率較高的諧波電流將以各種方式把自己的能量傳播出去，形成對其他設(shè)備的干擾信號，嚴(yán)重的甚至使某些設(shè)備無法正常工作。電源柜、動力柜、交頻柜進(jìn)線方式均為：下進(jìn)下出。 2．按下啟動按鈕，然后用萬用表測模擬量 I/0 模塊的兩點(diǎn)間的電壓，看是否按照規(guī)定曲線運(yùn)行，如果運(yùn)行正確則證明 PLC 部分調(diào)試成功。 當(dāng)按下停止按鈕 時，所有繼電器常閉觸頭閉合，為下一次提升做準(zhǔn)備。 1)、起動，停車 多數(shù)變頻器不能適應(yīng)上電運(yùn)行功能，所以應(yīng)對控制系統(tǒng)加入保護(hù)功能。 開 始