【正文】 實現(xiàn)方案的同時還發(fā)現(xiàn)很多的不足：1． 由于知識水平的限制，本設(shè)計方案還不太成熟，離實際的應(yīng)用還有一定的距離。在STEP7編程軟件中設(shè)置參數(shù)，采用PC/PCI電纜建立個人電腦與PLC之間的通信，把PC/PCI電纜的PC斷連接到計算機的RS232通信端，把PC/PCI電纜的PPI端連接到PLC的RS485接口即可。其主要功能有： 通過抑制諧波電流，將功率因數(shù)提高至（）； 削弱輸入電路中的浪涌電流對變頻器的沖擊； 削弱電源電壓不平衡的影響。同樣，系統(tǒng)內(nèi)的干擾信號通過相同的途徑干擾變頻器的正常工作。因此變頻器對系統(tǒng)內(nèi)其它的電子、電氣設(shè)備來說是一電磁干擾源。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。4 系統(tǒng)抗干擾措施 PLC的抗干擾 PLC的干擾來源1． 來自空間的輻射干干擾。7． 功能強，性價比高。單從這一角度而言，PLC在可靠性上優(yōu)于繼電接觸器系統(tǒng)是明顯的。它是通過光點編碼將電動機的轉(zhuǎn)速變換成電脈沖信號，此信號反饋給變頻器輸入端對電動機進行控制。歸根結(jié)底，是通過消耗能量而獲得制動轉(zhuǎn)矩的，屬于能耗制動狀態(tài)。為了保護報警輸出的觸電，在接觸器的線圈兩端，并聯(lián)阻容吸收電路（即RC震蕩電路）。升速（降速）時間是從0HZ到基本頻率之間變化的時間。要求速度平穩(wěn)，調(diào)速方便，調(diào)速范圍大。該技術(shù)目前雖尚未成熟，但仍吸引著眾多的學(xué)者深入研究。另外，其機械特性終究沒有直流電動機硬，動態(tài)轉(zhuǎn)矩能力和靜態(tài)調(diào)速性能都還不盡如人意，且系統(tǒng)性能不高、控制曲線會隨負載的變化而變化，轉(zhuǎn)矩響應(yīng)慢、電機轉(zhuǎn)矩利用率不高，低速時因定子電阻和逆變器死區(qū)效應(yīng)的存在而性能下降，穩(wěn)定性變差等。作為井上與井下的唯一輸送通道，使得礦井提升機成為礦山的關(guān)鍵設(shè)備之一，也是礦山的咽喉部位。其控制效果取決于轉(zhuǎn)矩的實際情況，所以它的控制結(jié)構(gòu)簡單、控制信號處理的物理概念明確、系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)迅速且無超調(diào)，是一種具有高靜、動態(tài)性能的交流調(diào)速控制方式。6. 工作方式轉(zhuǎn)換容易?？梢缘贸霭唇o定速度圖所需轉(zhuǎn)矩的特性，從而可以得到拖動系統(tǒng)所需的力，提升機傳動系統(tǒng)給定速度圖、。 礦井提升機速度和受力分析 提升機的速度分析 提升設(shè)備在一個提升循環(huán)內(nèi)的運行規(guī)律是用提升速度圖來表示的。目前，這種方法是現(xiàn)代交流傳動控制中比較先進的速度控制方式。變頻器調(diào)速控制電路簡單，克服了接觸器、電阻器、繞線電機電刷等容易損壞的缺點，降低了故障和事故的發(fā)生。為確保人員和設(shè)備的安全，對不同故障一般采用不同的處理方法。目前在用的動力制動及低頻電源大多數(shù)為采用模擬技術(shù)控制的晶閘管裝置，仍存在調(diào)速困難、維護量大的問題。減少了傳統(tǒng)繼電器接觸式控制系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)，減少了硬件和控制線，提高了形同的穩(wěn)定性和可靠性。通過可編程控制器控制變頻器，實現(xiàn)提升機啟動、加速、等速、減速、爬行和停車操作，并且對過載、超速、過卷等故障進行監(jiān)控。 傳統(tǒng)交流拖動系統(tǒng)的顯著缺點是：調(diào)速性能差，調(diào)速時能量要大量消耗在電阻上，給定方式落后，控制精度低，安全保護和監(jiān)測環(huán)節(jié)不完善，安全可靠性差，維護工作量大，而且運行不經(jīng)濟。提升過程采用微機主要完成如下參數(shù)的監(jiān)視： 1) 提升過程中各工況參數(shù)監(jiān)視；2) 各主要設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)視；3) 各傳感器信號的監(jiān)視。 將交流調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于礦井提升機是礦井提升機電氣傳動系統(tǒng)的發(fā)展方向。礦井提升機的設(shè)計能夠解決實際生產(chǎn)問題，其控制單元采用了目前適用的工業(yè)PLC控制單元來控制電動驅(qū)動系統(tǒng)，其電力拖動單元采用先進的變頻驅(qū)動器，優(yōu)化了礦井提升機速度控制性能。后者的優(yōu)點是：可采用較細的鋼絲繩和直徑較小的摩擦輪，從而機組尺寸小，便于制造；速度高、提升能力大、安全性好。到達停車位置時，變頻器立即停車，重車減速到零，制動系統(tǒng)閘制動。5. 特性曲線要硬。與傳統(tǒng)控制方式相比，模糊控制是一種非線性的控制方法，工作范圍寬，適用范圍廣，特別適合非線性系統(tǒng)的控制。因此本次設(shè)計選用交流電動機交－交變頻調(diào)速系統(tǒng)。變頻器主電路是給異步電動機提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分，變頻器主要由整流器、平波電路、逆變器、控制電路四大部分組成，整流器將工頻電源變?yōu)橹绷麟?，平波電路吸收在變流器和逆變器產(chǎn)生的電壓脈動，逆變器將直流電變換為工作所需的交流電，控制電路是給異步電動機供電（電壓、頻率可調(diào)）的主電路提供控制信號的回路，它有頻率、電壓的“運算電路”，主電路的“電壓、電流檢測電路”，電動機的“速度檢測電路”，將運算電路的控制信號進行放大的“驅(qū)動電路”，以及逆變器和電動機的“保護電路”組成。它不需要將交流電動機等效為直流電動機，因而省去了矢量旋轉(zhuǎn)變換中的許多復(fù)雜計算；它不需要模仿直流電動機的控制，也不需要為解耦而簡化交流電動機的數(shù)學(xué)模型。由于DTC直接著眼于轉(zhuǎn)矩控制，對轉(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。如果頻率上升（下降）過快，由于慣性，電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速跟不上同步轉(zhuǎn)速的上升，使轉(zhuǎn)差太大，導(dǎo)致升速電流超過允許值，可能產(chǎn)生過電流。為了使變頻調(diào)速穩(wěn)定，保證提升機的正常運行，加入光電編碼器模塊形成PG閉環(huán)控制系統(tǒng)，使得變頻器的輸出更加可靠。過高的直流電壓將使各部分器件受到損害。預(yù)置直流制動時間 的主要依據(jù)是負載是否有“爬行”現(xiàn)象，以及對克服“爬行”的要求，要求越高者， 應(yīng)適當(dāng)長一些。通過系統(tǒng)綜合考慮，本系統(tǒng)選擇西門子S7200系列PLC。6． 體積小，能耗低。4． 過載保護：熱繼電器常閉觸點串接于安全控制回路，當(dāng)電機負載過重，電機堵轉(zhuǎn)等故障而使負載轉(zhuǎn)矩增大時，熱繼電器動作，常閉觸點斷開，使安全回路動作，保護提升機不受損壞。5． 同一電平等級的信號才能用一條多芯電纜傳輸。 2． 其次是變頻器自身對外部的干擾。其次對直接驅(qū)動的電動機產(chǎn)生電磁噪聲，使得電機鐵耗和銅耗增加。輸出線用鋼管屏蔽，外部信號控制變頻器的信號線盡可能短，且信號線采用雙芯屏蔽，并與主電路線（AC380V）及控制線（AC220V）完全分離，不放于同一配管或線槽內(nèi)，周圍電子敏感設(shè)備線路也屏蔽。: 開始程序初始化自檢正常初始化位置檢測完成啟動進入初始化封鎖輸出聲光報警故障處理上升下降速度控制程序超速松繩過載過卷停止安全回路動作結(jié)束安全回路動作安全回路動作安全回路動作 工作流程圖 提升機調(diào)速系統(tǒng)的程序調(diào)試STEP7Micro/WIN32編程軟件提供了系列工具，可使用戶直接在軟件環(huán)境下調(diào)試并監(jiān)視用戶的執(zhí)行程序。2． 本文礦井提升機控制系統(tǒng)設(shè)計中，采用變頻器和可編程控制器相結(jié)合的方法，采用了PLC后，克服了原繼電器系統(tǒng)的不足，系統(tǒng)安全可靠，性價比高，且控制程序可根據(jù)需要進行修改，變頻調(diào)速系統(tǒng)在提升機中顯示出其控制性能優(yōu)良、操作簡便、運行效率高、維護工作量小等諸多優(yōu)點。需要不斷關(guān)注相關(guān)的電力電子、變頻器、PLC等領(lǐng)域的新技術(shù)、新發(fā)展，選擇更先進的、使用方便、工作可靠，并且性價比更高的元器件。通過本次設(shè)計提高了自身的學(xué)習(xí)能力和動手的能力，而且原來所學(xué)的知識有了系統(tǒng)化、理論化、實用化。在程序啟動后先進行程序初始化，判斷提升機的工作環(huán)境是否正常，不正常則封鎖輸出，聲光報警，排除故障，正常則可以啟動。顯然，這是變頻器輸入電流干擾信號的主要傳播方式。它們將以各種方式把自己的能量傳播出去，形成對變頻器本身和其它設(shè)備的干擾信號。 變頻器的抗干擾及其防止 1． 來自外部電網(wǎng)的干擾。2． 來自系統(tǒng)外引線的干擾 。 提升機調(diào)速系統(tǒng)的PLC的I/O端口S7200系列PLC可提供4個不同基本型號的8種CPU,根據(jù)本課題提升機電控系統(tǒng)原理的調(diào)速控制要求，對電氣控制系統(tǒng)中的調(diào)速方法進行了改進，開關(guān)輸入量共需16個輸入點，輸出點共需9個，本設(shè)計選用S7200系列的CPU226可編程控制器，該可編程控制器共有24點輸入和16點輸出共40個數(shù)字量I/O點，它有7個擴展模塊，有內(nèi)置時鐘，有更強大的模擬量和高速計數(shù)的處理能力。2． 靈活性強，控制系統(tǒng)具有良好的柔性?？刂品绞剑核俣瓤刂凭鹊停俣瓤刂品秶^小，價格低，適用于一般的調(diào)速場合。選擇方法如下：1) 的阻值一般情況下， 的大小以使制動電流不超過變頻器額定電流的一般為宜，按下式確定： （） 從而 （）2) 的功率由于的工況屬于短時工作，幫其標(biāo)稱功率可以比長期通電消耗的功率小很多。 另外繼電器線圈和電笛線圈的兩端，也需要并聯(lián)阻容吸收電路，以保護變頻器內(nèi)部報警繼電器觸點[[] J CRen,CMLiao. Astudyon the speed control performance of a servopneumatic motor and the application to pneumatic tools[M]. he International Journal of Advanced Manufacturing Technology,2004,(8)p572576]。升速（降速）有三種方式：線性方式、S形方式和半S形方式。 提升機變頻器的選擇在一臺變頻器驅(qū)動一臺電機的情況下，變頻器必須同時滿足下列三項要求。異步電動機的實際轉(zhuǎn)速總低于同步轉(zhuǎn)速，而且隨著同步轉(zhuǎn)速而變化。但控制電路環(huán)節(jié)較多，且沒有引入轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)，所以系統(tǒng)性能沒有得到根本改善。礦井提升機系統(tǒng)框圖主要包括主電動機、動力制動電源、PLC、旋轉(zhuǎn)編碼器、換向器和操作臺等。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個部分組成。具備必要的連鎖和安全保護環(huán)節(jié)。 顯然，隨著提升物料的重量不同，要求電動機的拖動力矩不同，且在一個提升循環(huán)中，在不同階段電動機的拖動力矩的極性也在變化，礦井提升機要求電力拖動系統(tǒng)能滿足四象限運行的條件。階段：為勻速階段運動時間，即容器以最大提升速度 等速運行的時間。礦井提升機主要由電動機、減速器、卷筒（或摩擦輪）、制動系統(tǒng)、深度指示系統(tǒng)、測速限速系統(tǒng)和操縱系統(tǒng)等組成，采用交流或直流電機驅(qū)動。 本文承擔(dān)的任務(wù) 在本文中，以煤礦礦井提升機速度控制系統(tǒng)為背景，速度控制方法已經(jīng)非常成熟，但技術(shù)相對落后，基于PLC變頻調(diào)速在礦山通過拖議案提出的行程，速度和控制系統(tǒng)的應(yīng)用，介紹了一種新的礦井提升機速度控制系統(tǒng)的設(shè)計和實施。提升機安全、可靠、有效高速運行，直接關(guān)系到企業(yè)的生產(chǎn)狀況和經(jīng)濟效益。 2001年02期。應(yīng)用可編程控制器—變頻器對礦井提升機的控制系統(tǒng)進行改造，將成為歷史的必然趨勢。 針對傳統(tǒng)提升機的問題，本設(shè)計采用可編程控制器控制系統(tǒng)，并且與變頻器結(jié)合實現(xiàn)提升機速度控制。提升機電控裝置的技術(shù)性能，既直接影響礦山生產(chǎn)的效率及安全，又代表著礦井提升機發(fā)展的整體水平。采用微機控制，可通過采集各種傳感信號，如轉(zhuǎn)角脈沖變換、鋼絲繩打滑、滾筒及鋼絲繩磨損等。對礦井提升機電氣傳動系統(tǒng)的要求是：有良好的調(diào)速性能，調(diào)速精度高，四象限運行，能快速進行正、反轉(zhuǎn)運行，動態(tài)響應(yīng)速度快，有準(zhǔn)確的制動和定位功能，可靠性要求高等[[] 劉瑞國，孫玉霞，劉芒果．礦井提升機TKDA斜井電控系統(tǒng)的變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)改造[M]．煤礦機械,2004，(12)]。 提升機速度給定方式分析 由于礦山生產(chǎn)過程中，提升機所承受的載荷不同、提升的方式及提升行程不同，提升機的牽引力也就不同，應(yīng)對其進行適當(dāng)調(diào)節(jié)，提升速度也應(yīng)能即使進行控制。提升繩的兩端各連接一個容器，或一端連接容器，另一端連接平衡重。階段：為爬行階段運行時間。4. 有較好的起動性能。為了解決減速段的負力要求，通常采用動力制動方案，即將定子側(cè)的高壓電源切除，施加直流電壓，或在定子繞組上施加低頻電源，讓電動機工作在發(fā)電狀態(tài)。本設(shè)計結(jié)合煤礦生產(chǎn)實際情況，分析提升機工作過程及工作特點，對各種調(diào)速系統(tǒng)進行分析和比較，最終確定了提升機系統(tǒng)的整體控方案：變頻調(diào)速控制系統(tǒng)。換向器：在變頻器的輸出頻率達到工頻時，換向器切入，主電動機直接接工頻電，達到節(jié)能目的。該技術(shù)在很大程度上解決了上述矢量控制的不足，并以新穎的控制思想、簡潔明了的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的動靜態(tài)性能得到了迅速發(fā)展。目前，實用中多采用轉(zhuǎn)差頻率矢量控制，由于其沒有實現(xiàn)直接磁通的閉環(huán)控制，無需檢測出磁通，因而容易實現(xiàn)。BOP不能儲存參數(shù)的信息[[] MICROMASTER 440 kW 200 kW使用手冊 ]?？焖僬{(diào)試參數(shù)設(shè)置如下表所示： 快速調(diào)試參數(shù)設(shè)置參數(shù)名稱參數(shù)號設(shè)置參數(shù) 用戶的參數(shù)訪問級P00033調(diào)試用的參數(shù)過濾器P00101參數(shù)過濾器P00040適用于歐洲/北美地區(qū)P01000變頻器的應(yīng)用領(lǐng)域P02051電動機類型P03001電動機額定電壓P0304380電動機額定電流P0305380電動機額定功率P030790電動機額定功率因數(shù)P0308電動機額定效率P0309電動機額定頻率P031050電動機額定轉(zhuǎn)速P03111410選擇頻率給定源P10003最小頻率P10800最大頻率P108250斜坡上升時間P11207斜坡下降時間P1121控制方式P13003選擇轉(zhuǎn)矩設(shè)定值P15000選擇電動機數(shù)據(jù)是否自動測定P19100結(jié)束快速調(diào)試P39003根據(jù)變頻調(diào)速原理，在變頻器的控制輸入回路中接入頻率設(shè)定電路，由PLC輸出的脈沖信號來控