【正文】 根據(jù)干擾信號的產(chǎn)生原因和傳播方式，可以有針對性的采用不同的抗干擾措施。 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。 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。低電平信號線應(yīng)與其它信號線分開。 30 ⑤ 同一電平等級的信號才能用一條多芯電纜傳 輸。電源柜、動力柜、交頻柜進(jìn)線方式均為：下進(jìn)下出。 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)。 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。 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)境中各種干擾對系統(tǒng)設(shè)備的正常運(yùn)行存在著嚴(yán)重的影響。 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。這樣便于檢修和故障排除。變頻器接入調(diào)速回路，并接受操作臺控制信號及 PLC 反饋信號，進(jìn)行調(diào)速控制。正常工作狀態(tài)，為變頻調(diào)速運(yùn)行。 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。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。 其動作過程如： 當(dāng)要下放礦車或送工人到井下時，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。 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 25 轉(zhuǎn)繼電器 K2 的常閉觸頭控制正轉(zhuǎn)繼電器 K1 的線圈。 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。 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。 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，以便于識別觸點(diǎn)的組合和對輸出線圈的控制路徑。 2. 輸出指令不能直接跟母線連接。 開 始程 序 初 始 化自 檢初 始 位 置 檢測 完 成 ？正 常 ？開 車 ？封 鎖 輸 出聲 光 報 警故 障 處 理進(jìn) 入 初 始 狀 態(tài)速 度 控 制程 序松 繩 ？過 載 ？過 卷 ？停 止 ？結(jié) 束 ？報 警 回 路 動 作安 全 回 路 動 作安 全 回 路 動 作NYNNYYYNNNYYN超 速 ？安 全 回 路 動 作NYY 圖 42 控制程序流程圖 制 梯形圖的編程 原則 梯形圖語言作為一種標(biāo)準(zhǔn) PLC 編程語言，在編制時必須遵循一定的規(guī)則，如圖 43 24 所示。 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。 以上 t1t6 的六個階段組成提升系統(tǒng)的一個提升過程 控制程序流程圖 系統(tǒng)控制程序流程圖如圖 42 所示。 （ 6） t6 段：停車階段。 （ 5） t5 段：爬行階段。 （ 4） t4 段：主減速 階段。 （ 3） t3 段：等速階段。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。在提升剛開始，箕斗尚在卸載曲軌內(nèi)運(yùn)行，為了減小提升容器通過卸載曲軌時對井架的沖擊，提升容器在曲軌內(nèi)的速度和加速度不能太大，一般要將其速度限制在 。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。其中提升速度隨時間變化的曲線稱為提升速度圖。 圖 34 為系統(tǒng)控制回路電路圖。 的輸出端 和 作為變頻和工頻信號的輸出點(diǎn)。 的輸入端 和 作為變頻和工頻信號的輸入點(diǎn)。為此，變頻器調(diào)速時應(yīng)設(shè)置能耗制動和直流制動功能。與此同時，斷電器 KA1 得電，其觸點(diǎn)將聲光報警電路自鎖，使變頻器斷電后，聲光報警能持續(xù)下去，直到工作人員按下 ST1 停為止，報警才能解除。為了保護(hù)報警輸出的觸點(diǎn)，在接觸器的線圈兩端，并聯(lián)阻容吸收電路（即 RC 震蕩電路）。與此同時，斷電器 KA1 得電，其觸點(diǎn)將聲光報警電路自鎖，使變頻器斷電后，聲光報警能持續(xù)下去，直到工作人員按下 ST1 為止，報警才能解除。為了保護(hù)報警輸出的觸點(diǎn)，在接觸器的線圈兩端，并聯(lián)阻容吸收電路（即RC 震蕩電路）。另外在變頻器的外圍加設(shè)有聲光報警輸出口及制動單元，能夠?qū)崿F(xiàn)變頻器故 障報警和安全制動，更有效的對控制系統(tǒng)進(jìn)行安全保護(hù)。 圖 32 PLC與變頻器的外圍接線圖 變頻調(diào)速主控電路接線 變頻調(diào)速主控電路接線圖如圖 33。 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）。 18 第三章 系統(tǒng) 硬件設(shè)計(jì) 礦井提升機(jī)控制 系統(tǒng) 的 主 回路 系統(tǒng)主回路原理圖 圖 31 是礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)主回路原理圖。一般可采用控制交流電動機(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)但其動態(tài)控制性能較差為改善轉(zhuǎn)矩控制的動態(tài)性能可采用對交流電動機(jī)的定子電壓與電流實(shí)行磁通方向的矢量變換控制。 圖 25 變頻器控制端子圖 16 及其端子 功能說明 如表 22 所示。 （ 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 )。 表 21 變頻器的快速調(diào)試 序號 參數(shù)號 出廠值 設(shè)定值 說明 1 P0003 1 3 專家級 2 P0700 2 2 端子輸入 3 P0701 1 1 接通正轉(zhuǎn) /停車命令 4 P0702 12 2 接通反轉(zhuǎn) /停車命令 5 P0703 9 9 故障復(fù)位 6 P0704 15 15 固定頻率 7 P0705 15 15 固定頻率 8 P0706 15 15 固定頻率 9 P0731 變頻器故障 10 P0732 7 7 報警信號 11 P0733 2 2 運(yùn)行信號 12 P1000 2 3 固定頻率設(shè)定 15 13 P1080 20 最低頻率 14 P1082 最高頻率 15 P1120 斜坡上升時間 16 P1121 斜坡下降時間 17 P1237 0 2 工作 /停止時間的比率為 10％ 18 P1312 180 啟動提升 注 :（ 1）設(shè)置參數(shù)前先將變頻器參數(shù)復(fù)位為工廠的缺省設(shè)定值： ①設(shè)定 P0010=30， ②設(shè)定 P0970=1。 14 圖 24 BOP控制面板 操作步驟如下： 1. 按 （功能鍵），最右邊的一個數(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 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，則需對它進(jìn)行快速調(diào)試。 變頻器 MM440 的控制面板 變頻器 MM440 的 BOP 控制面板。 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。 圖 24 為 MM440 變頻調(diào)速系統(tǒng)接線圖 ，檢查電路正確無誤后， 合上主電源開關(guān) QS。 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)速中的一種 。 異步電動機(jī)轉(zhuǎn)差率： nn 00s n?? (2－ 2) ）（ s???? 1pf160s)1(n n 0 (2－ 3) 由上式可知，異步電動機(jī)調(diào)速方法有如下幾種： 13 變同步轉(zhuǎn)速 n0：變極 p、變頻 f1。 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。由于在變頻調(diào)速時轉(zhuǎn)差功率不變，在各種異步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中效率較高，同時性能也最好，故是交流調(diào)速的主要發(fā)展方向。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、直流儲能和緩沖無功功率。 12 MM440 變頻器的工作原理 及其調(diào)速原理 1. MM440 變頻器的工作原理 我們現(xiàn)在使用的 MM440 變頻器主要采用交 － 直 － 交方式（ VVVF 變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機(jī)。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。 圖 22 變頻器的基本結(jié)構(gòu) 本次設(shè)計(jì)變頻器主要選用德國西門子公司研發(fā)、生產(chǎn)的交 — 直 — 交方式變頻器系列MM440 通用變頻器 , 三相 交流電源 電壓 。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。 目前國外變頻調(diào)速技術(shù)發(fā)展較快，性能也非常好，在各行各業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，如日本富士、瑞典 ABB 等變頻調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域非