【正文】 ，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。 設(shè)計(jì)題 目： 基于 PLC 礦井提升機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專題 （ 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) 指 導(dǎo) 老 師 ： XXX 答 辯 委 員會(huì) 根據(jù) 學(xué) 生提交的 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論 文）材料，根據(jù) 學(xué) 生答 辯 情 況 ，8 經(jīng) 答 辯 委 員會(huì)討論評(píng) 定， 給 予 學(xué) 生 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論 文）成 績?yōu)? 。 答 辯 委 員會(huì) 人，出席 人 答 辯 委 員會(huì) 主任（ 簽 字）： 答 辯 委 員會(huì) 副主任（ 簽 字）： 答 辯 委 員會(huì) 委 員 ： ， ， ， ， ， ， XXXXXXX 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論 文） 評(píng)語 第 頁 共 頁 學(xué) 生姓名： XXX 專業(yè) XXX 年 級(jí) 2020 畢業(yè)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) 評(píng) 閱 人： 指 導(dǎo)教師 ： XXX （ 簽 字） 年 月 日 成 績 ： 系（科）主任： （ 簽 字） 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論 文）及答 辯評(píng)語 ： 1 摘要 本設(shè)計(jì)在原有 的繼電器 — 接觸器電控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對(duì)提升機(jī)的電控系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)。對(duì) 提升機(jī)來說，運(yùn)行的安全性與可靠性是至關(guān)重要的。 隨著計(jì)算機(jī)和 PLC 技術(shù)的不斷發(fā)展，采用先進(jìn)的控制技術(shù)改造傳統(tǒng)礦山行業(yè)的傳統(tǒng)控制系統(tǒng)，從而使礦井提升機(jī)的控制性能得到極大的改善，其自動(dòng)化水平、安全性、可靠性都達(dá)到了新的高度，并采用現(xiàn)代化的 管理和監(jiān)視手段保障提升機(jī)的安全運(yùn)行，保證礦井提升機(jī)可靠、準(zhǔn)確地運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)礦井提升機(jī)的計(jì)算機(jī)控制。特別是模擬技術(shù)、微電子技術(shù)、微電腦技術(shù)在礦井提升機(jī)控制中的應(yīng)用已成為必然的發(fā)展。上世紀(jì)八十年代初，計(jì)算機(jī)又被用于提升機(jī)的監(jiān)視和管理。 圖 11 礦井提升機(jī)的交流拖動(dòng) 2. 直流拖動(dòng)方式 我國提升機(jī)采用直流拖動(dòng)有兩種系統(tǒng) :直流發(fā)電機(jī) — 直流電動(dòng)機(jī)機(jī)和晶閘管 — 直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。 提升過程一般包括：起動(dòng)加速、勻速、減速、爬 5 行和停車幾個(gè)主要環(huán)節(jié)。 經(jīng)分析本文將 采用 改變定子電壓、頻率的變頻調(diào)速 的方案， 近年來交流變頻調(diào)速技術(shù)迅速發(fā)展起來，調(diào)速方式的不斷進(jìn)步使得運(yùn)用于提升機(jī)系統(tǒng)的交流調(diào)速技術(shù)不僅僅局限于傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子串電阻方式，變頻調(diào)速技術(shù)也越來越多地在提升機(jī)控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，充分發(fā)揮出交流調(diào)速的優(yōu)勢(shì)。 （ 4）系統(tǒng)安全保護(hù)環(huán)節(jié)不全面，工作不可靠，故障顯示不直觀，分析 查找故障難度大，缺乏運(yùn)行參數(shù)顯示功能 . （ 5）機(jī)械沖擊大、人員乘車舒適性差。 采用 PLC 控制變頻調(diào)速 ， 在最大限度滿足生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝對(duì)電氣控制系統(tǒng)要求的前提下，力求運(yùn)行安全、 可靠、動(dòng)作準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)、電動(dòng)機(jī)及電氣元件選用合理，操作、安裝、調(diào)試和維修方便 。通過對(duì)頻率的調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)對(duì)速度的控制，使得速度變化更加平滑和實(shí)現(xiàn)精確調(diào)速。 9 圖 16 控制系統(tǒng)框圖 系統(tǒng)框圖中部分系統(tǒng)功能如下： 控制監(jiān)視系統(tǒng)：是操作人員和控制系統(tǒng)及運(yùn)輸系統(tǒng)之間的橋梁，它可以在線監(jiān)測提升機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)的各種工作參數(shù)、工作狀態(tài)、故障參數(shù)和故障狀態(tài)。 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，它是整個(gè)礦井提升機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)的控制核心，通過它可以設(shè)定系統(tǒng)的工作方式和控制 方式，可以發(fā)布系統(tǒng) 10 的各種控制命令，以實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)啟動(dòng)、加速、平穩(wěn)運(yùn)行、減速、停車以及緊急制動(dòng)等各種控制功能。 S7200 系列西門子 PLC 家族中的成員之一，在西門子工控領(lǐng)域中占有重要的地位。在通信服務(wù)階段， PLC 與一些智能模塊通信、響應(yīng)編程器鍵入的命令、更新編程器的顯示內(nèi)容等。 (3)編程簡單，使用方便 PLC 采用面向過程，面向問題的“自然語言”編程方式，直觀易懂，主要采用梯形圖和語句表編寫程序，使得廣大電氣技術(shù)人員更易接納和理解。 (6) 體積小、能耗低 由軟件實(shí)現(xiàn)的邏輯控制可以大量節(jié)省繼電器、定時(shí)器的數(shù)量。因此國內(nèi)使用單位主要以進(jìn)口為主，很少使 用國內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品。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(chǔ)能和緩沖無功功率。 VVVF 變頻 調(diào)速 、矢量控制變頻 調(diào)速 、直接轉(zhuǎn)矩控制變頻 調(diào)速 都是交 直 交變頻 調(diào)速 16 中的一種 。 17 圖 24 BOP控制面板 操作步驟如下： 1. 按 （功能鍵），最右邊的一個(gè)數(shù)字閃爍 2. 按 ，修改這位數(shù)字的數(shù)值 3. 再按 （功能鍵），相鄰的下一位數(shù)字閃爍 4. 執(zhí)行 2 至 4 步，直到顯示出所要求的數(shù)值 5. 按 ，退出參數(shù)數(shù)值的訪問級(jí) MM440 通用 變頻器的參數(shù)設(shè)置 如 果所用的變頻器剛剛出廠的變頻器，則需對(duì)它進(jìn)行快速調(diào)試。一般可采用控制交流電動(dòng)機(jī)定子電壓幅值與頻率 (電壓控制型 )或定子電流 幅值與頻率 (電流控制型 )的標(biāo)量控制系統(tǒng)但其動(dòng)態(tài)控制性 21 能較差為改善轉(zhuǎn)矩控制的動(dòng)態(tài)性能可采用對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的定子電壓與電流實(shí)行磁通方向的矢量變換控制。另外在變頻器的外圍加設(shè)有聲光報(bào)警輸出口及制動(dòng)單元，能夠?qū)崿F(xiàn)變頻器故障報(bào)警和安全制動(dòng)，更有效的對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行安全保護(hù)。與此同時(shí)，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 停為止，報(bào)警才能解除。 圖 34 為系統(tǒng)控制回路電路圖。當(dāng)箕斗離開卸載曲軌后，可以按較大的加速度運(yùn)行，直至達(dá)到最大 提升速度 V max。 （ 6） t6 段：停車階段。 30 2. 輸出指令不能直接跟母線連接。 31 2)、上升，下降 在控制回路中利用正轉(zhuǎn)繼電器 K1 的常閉觸頭控制反轉(zhuǎn)繼電器 K2 的線圈；利用反轉(zhuǎn)繼電器 K2 的常閉觸頭控制正轉(zhuǎn)繼電器 K1 的線圈。正常工作狀態(tài)，為變頻調(diào)速運(yùn)行。 系統(tǒng)抗干擾措施 的抗干擾 PLC 的主要應(yīng)用場合是工業(yè)現(xiàn)場，工作環(huán)境中各種干擾對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的正常運(yùn)行存在著嚴(yán)重的影響。 抗干擾的主要措施有： ① 數(shù)據(jù)采集采用屏蔽電纜，所有屏蔽電纜層匯線接地，多芯電纜中的備用芯線也要一端接地，這樣可擴(kuò)大屏蔽作用，并抑制芯線間干擾。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)作過程如： 當(dāng)要下放礦車或送工人到井下時(shí)，按下下降按鈕 ，繼電器 K2 吸合，其常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。 4. 不包含觸點(diǎn)的分支應(yīng)放在垂直方向，不可放在水平位置，以便于識(shí)別觸點(diǎn)的組合和對(duì)輸出線圈的控制路徑。 以上 t1t6 的六個(gè)階段組成提升系統(tǒng)的一個(gè)提升過程 控制程序流程圖 系統(tǒng)控制程序流