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煤礦井下升降機(jī)安全控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)

2025-06-02 00:17本頁(yè)面
  

【正文】 瓦斯?jié)舛日??蜂鳴器鳴笛并處理NY報(bào)警燈閃爍并處理結(jié)束YYYNNN 圖 報(bào)警系統(tǒng)的流程圖 報(bào)警系統(tǒng) : ( 1)報(bào)警回路的控制包括超載報(bào)警,松繩報(bào)警,瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)報(bào)警。報(bào)警回路的動(dòng)作要靠報(bào)警信號(hào)燈閃爍或者蜂鳴器鳴笛來(lái)觸發(fā),比如當(dāng)煤礦井下瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)時(shí),瓦斯蜂鳴器就會(huì)鳴笛,設(shè)備停止運(yùn)行,直到故障被排除。 ( 2)梯形圖 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 26 小結(jié) : 主要介紹 了煤礦井下升降機(jī)控制系統(tǒng)硬件包括對(duì)變頻器, PLC 的選型。通過(guò) PLC 的控制, 使得調(diào)速系統(tǒng)更加的平穩(wěn)和安全,變頻器調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)大大簡(jiǎn)化了線路的復(fù)雜性,問(wèn)題得到了簡(jiǎn)化 。同時(shí)設(shè)計(jì)了相應(yīng)的保護(hù)和安全環(huán)節(jié),使得升降機(jī)的運(yùn)行中更加安全和平穩(wěn)。 煤礦井下升降安全控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 27 4 升降機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的仿真 數(shù)字仿真技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到各種設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)中,它可以對(duì)大型復(fù)雜的系統(tǒng)進(jìn)行仿真,只要建立完善的數(shù)學(xué)模型,其仿真的效果和真實(shí)值相比還是很樂觀的,經(jīng)過(guò)多次的仿真驗(yàn)證,其真實(shí)性已經(jīng) 得到了認(rèn)證 。 本章就是根據(jù)前面建立的簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)模型,對(duì)設(shè)計(jì)的矢量變頻控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真, 借助于 MATLAB 的強(qiáng)大仿真能力, 對(duì)系統(tǒng)的可行性進(jìn)行檢測(cè)。 本文利用基于 MATLAB 環(huán)境下對(duì)交流變頻調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行了仿真。首先根據(jù)數(shù)學(xué)模型,在 Simulink 中給出仿真結(jié)構(gòu)原理圖, 根據(jù)結(jié)構(gòu)原理圖進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),并對(duì)仿真的結(jié)果進(jìn)行分析 。 本課題的整個(gè)仿真系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是 SpeedController 環(huán)節(jié), 把電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速與參考給定轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較,并進(jìn)行偏差處理,最終產(chǎn)生所需要的控制變量 [16]。 變頻調(diào)速控制 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) R(s) 為速度的給定值,經(jīng)過(guò)一系列的傳遞函數(shù),反饋到起始值,是的輸入量逐漸趨于平穩(wěn)??刂平Y(jié)構(gòu)圖如圖 所示: R(s)Gc(s)+C(s)Go(s) 圖 變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 其數(shù)學(xué)模型為: 2 25(s) +7s+25cG s? ( ) 系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù): _ 0 .0 59(s ) ( 0 .4 5 1) sOGes? ? ( ) 控制器對(duì)誤差信號(hào) e(t)分別進(jìn)行比例、微分、積分運(yùn)算, 其結(jié)果送給被控制對(duì)象 控制的規(guī)律為: 0i1 d e( )( ) ( ) ( )pD tu t k e t e t d t TT d t??? ? ?????? ( )設(shè)定比例系數(shù) ? ; 積分時(shí)間常數(shù) iT =594; 微分時(shí)間常數(shù) DT =; 任何一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng),都應(yīng)該達(dá)到穩(wěn) (穩(wěn)定 )、快 (快速 )、準(zhǔn) (準(zhǔn)確 )的響應(yīng)命令。調(diào)節(jié)的主要任務(wù)就是為了達(dá)到這一目的,所以要較好的調(diào)節(jié)各參數(shù)。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 28 ( 1)比例環(huán)節(jié): 當(dāng) 比例系數(shù) 增大時(shí),會(huì)使響應(yīng)更加敏捷,于此帶來(lái)不好的一面是 它不能消除偏差,過(guò)大的比例系數(shù)會(huì)使 系統(tǒng)產(chǎn)生過(guò)大的振幅 ,并產(chǎn)生震蕩,影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。 ( 2)積分環(huán)節(jié):主要用于消除靜差 , 提高系統(tǒng)的無(wú)差度。積分時(shí)間越長(zhǎng),變化越緩慢,即 相應(yīng)速度變慢。 ( 3)微分環(huán)節(jié):主要體現(xiàn) 偏差信號(hào)的變化速率 , 減緩 調(diào)節(jié)時(shí)間 [16]。 仿真子模塊功能 Speed Controller 子模塊,如圖 所示。速度調(diào)節(jié)器由比較環(huán)節(jié)、比例積分環(huán)節(jié)和飽和環(huán)節(jié)等組成。利用基于 MATLAB 環(huán)境下提供的 Simulink 電力仿真平臺(tái),對(duì)交流變頻調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行了仿真。 圖 Speed Controller 子模塊 仿真參數(shù)設(shè)置和結(jié)果分析 一、參數(shù)設(shè)置 所選用的電動(dòng)機(jī)的性能參數(shù)如下 : ? Ω ; ? ; ? ; 2= .J Kg m ; 380NUV? ; 50f hz? Speed Controller 控制器參數(shù)如為: 積分增益 ? ;比例增益 ? 。 當(dāng)建模和參數(shù)設(shè)置完成后 , 即可進(jìn)行仿真 。為了驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的交流提升機(jī)矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)的 反饋能力以及 , 當(dāng)受到外界環(huán)境刺激時(shí),怎么才能短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到正常范圍 。對(duì)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行仿真, 在經(jīng)過(guò)一系列轉(zhuǎn)速突變仿真后,得到轉(zhuǎn)速輸出波形如圖 所示煤礦井下升降安全控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 29 圖 轉(zhuǎn)速輸出波形 二、仿真結(jié)果分析 仿真系統(tǒng)以實(shí)際電機(jī)參數(shù)輸入,對(duì)其變頻調(diào)速控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真研究,仿真結(jié)果分析表明:速度的振幅較小,速度比較緩和,在 時(shí)就基本趨于平穩(wěn)。具有很強(qiáng)的抗干擾能力及帶負(fù)載能力,且控制精度高。仿真運(yùn)行結(jié)果表明, 該控制系統(tǒng)穩(wěn)定性高,抗干擾能力強(qiáng), 可以滿足 本系統(tǒng)的 控制要求。 t= 時(shí)突減負(fù)載,轉(zhuǎn)速仍然穩(wěn)定在給定的 120r/min 上,相比之下粗實(shí)線顯示的傳統(tǒng)調(diào)頻,振幅比較明顯,波動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng),對(duì)升降機(jī)的損傷比較大。 仿真結(jié)果分析表明:控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,具有很強(qiáng)的抗干擾能力及帶負(fù)載能力,且控制精度高。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 30 5 總結(jié)與展望 研究總結(jié) 礦井提升機(jī)是礦山生產(chǎn)的最主要的設(shè)備。其不僅肩負(fù)著運(yùn)輸煤礦的重任,而且關(guān)系到成千上萬(wàn)作業(yè)員的生命安全。本文將 PLC 應(yīng)用于提升機(jī)電控系統(tǒng),從而使系統(tǒng)的性能得到改善。 本論文的研究目標(biāo)是將可編程控制器( PLC)與變頻器相結(jié)合 并運(yùn)用到升降機(jī)的控制系統(tǒng)中 , 研究出精度更高的控制系統(tǒng) 。采用控制功能強(qiáng)大的 PLC 來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng) 的繼電器 ,代替了以前復(fù)雜的線路 。將 PLC 和變頻器結(jié)合起來(lái)控制升降機(jī)的運(yùn)行。 本文針對(duì)提升機(jī)的安全環(huán)節(jié)還設(shè)置了減速、超速報(bào)警及過(guò)載、松繩、過(guò)卷等安全保護(hù)措施,使提升安全狀況有所改善。 借助于 MATLAB 的強(qiáng)大仿真能力,對(duì)提升機(jī)變頻調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行仿真,以分析和研究其調(diào)速性能。 展望 本課題采用 PLC 對(duì)礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)進(jìn)行了改造,符合我國(guó)礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)發(fā)展的方向。 采用可控制編程器和變 頻器相結(jié)合的方法來(lái)控制升降機(jī)的運(yùn)行 ; 變頻器的調(diào)速方法實(shí)現(xiàn)了提升機(jī)的平滑調(diào)速,提高了提升機(jī)的舒適度和安全性;由于缺乏實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn),同時(shí)受到時(shí)間和條件的限制,以及作者本人水平有限,礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)在很多方面還需要不斷完善。 煤礦井下升降安全控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 31 致 謝 經(jīng)過(guò)了為期幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì),在潘教授和系里各位老師的辛勤指導(dǎo)下已完成,從設(shè)計(jì)的題目到具體的設(shè)計(jì)內(nèi)容,都包含著潘教授的精心指導(dǎo)和無(wú)私的關(guān)懷,也讓我在這次設(shè)計(jì)中學(xué)到了很多理論實(shí)際知識(shí),使我 受益匪淺,我將銘記于心,并從中受益。在此向?qū)煴硎旧钌畹母兄x和 崇高的敬意 。 本次課題也得到了系里老師幫助,以及小組成員的互相關(guān)心,讓我明白怎么在團(tuán)體中成長(zhǎng),怎么與人更好的溝通, 這也是我人生的一筆財(cái)富,讓我更好的融入社會(huì),正是他們的支持和幫助,才使我的論文得以順利的完成 ,再次表達(dá)深深的感謝。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 32 參考文獻(xiàn) [1] 艾國(guó) . 基于 PLC礦井提升機(jī)變頻控制系統(tǒng)的應(yīng)用 [D]. 西安 : 西安科技大學(xué) , 2021. 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