【正文】 ； 10給煤機(jī)； 11裝載設(shè)備 井下生產(chǎn)的煤炭通過井下運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)到井底翻籠硐室，把煤卸入井口煤倉 9 內(nèi)，再由裝載設(shè)備裝入位于井底的箕斗，同時(shí)位于井口的另一個(gè)箕斗，把煤卸入開口煤倉，上下兩箕斗分別通過連接裝置與兩根鋼絲繩相連接，繞過井架天輪后，以相反方向纏于提升機(jī)卷筒上，當(dāng)提升機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，鋼絲繩往返提升重箕斗和下放空箕斗，完成提 升煤炭任務(wù)。 煤礦提升機(jī)的工作過程 煤礦提升機(jī)的工作過程礦井提升設(shè)備的主要組成部分是：提升容器、提升鋼絲繩、提升機(jī)（包括機(jī)械及拖動(dòng)控制系統(tǒng)）、井架（或井塔）及裝、卸載設(shè)備等。礦井提升設(shè)備是大型設(shè)備，耗電較多，提升設(shè)備的投資、運(yùn)營費(fèi)用、效率等對(duì)礦井生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的影響是不言而喻的。在提升系統(tǒng)及 設(shè)備設(shè)計(jì)中引入可靠性分析，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、強(qiáng)度分析和壽命估算中應(yīng)用可靠性理論，采用零部件早期故障診斷和監(jiān)測技術(shù)等，會(huì)有效地提高設(shè)備的可靠度，即可靠性的概率度量?？煽啃允侵柑嵘O(shè)備在規(guī)定條件下，在規(guī)定的服務(wù)期限內(nèi)完成規(guī)定的提升任務(wù)而不發(fā)生故障及失效的能力。 提高設(shè)備的安全性，不應(yīng)單純理解為加大安全系數(shù)，應(yīng)從實(shí)際情況出發(fā)進(jìn)行系統(tǒng)分析，例如受力（包括動(dòng)態(tài)）分析，可靠性分析，失效分析等，從中找出問題，并采取相應(yīng)措施。 突出安全性的另一重要原因是提升運(yùn)輸事故率在煤礦電事故中占有不可忽視的比例，其中惡性事故也時(shí)有發(fā)生，因此提高設(shè)備的安全性，增加監(jiān)測控設(shè)備以及后備保護(hù)等措施，是具有實(shí)際意義的 。提升設(shè)備的安全運(yùn)行，不僅直接影響整個(gè)礦井生產(chǎn)，而且涉及人身安全。 作為生產(chǎn)的基本環(huán)節(jié)，提升設(shè)備的合理結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)，安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和科學(xué)管理維護(hù)，SS 科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 直接關(guān)系到礦井生產(chǎn)能力及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 167。輕者，影響煤炭產(chǎn)量；重者，則會(huì)危及人身安全。它是礦山井下生產(chǎn)系統(tǒng)和地面工業(yè)廣場相連接的樞紐，是礦山運(yùn)輸?shù)摹把屎怼保虼?，礦井提升機(jī)在礦井生產(chǎn)的全過程中占據(jù)著極其重要的地位，其安全可靠性尤為突出。 平煤集團(tuán)的煤礦提升機(jī)的電動(dòng)機(jī)為高壓電動(dòng)機(jī)。為克服傳統(tǒng)交流繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)串電阻調(diào)速系統(tǒng)的缺點(diǎn) ,采用 PLC 與變頻器相結(jié)合的控制方案對(duì)傳統(tǒng)電控系統(tǒng)進(jìn)行改造， 變頻調(diào)速是通過改變定子供電頻率， 成功實(shí)現(xiàn)了提升電動(dòng)機(jī)大范 圍的無級(jí)平滑調(diào)速，在運(yùn)行過程中能隨時(shí)根據(jù)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載情況，使電機(jī)始終處于最佳運(yùn)行狀態(tài)， 能夠滿足提升機(jī)特殊工作環(huán)境的要求且有著明顯的節(jié)電效果；采用 PLC 對(duì)提升系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)和監(jiān)控，使系統(tǒng)更加安全可靠。 煤礦提升機(jī)概述 目前，我國絕大部分礦井提升機(jī) (超過 80%)采用傳統(tǒng)的交流電控系統(tǒng)。較大范圍的推廣， 大約只有 10 余年，而且早期主要集中在節(jié)能應(yīng)用領(lǐng)域，在更廣泛領(lǐng)域中的推廣工作，則是近幾年才全面展開的。 變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用，在我國開始得并不算晚，迄今已有約 30 年了。 隨著現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)步及采礦工業(yè)的發(fā)展，提升設(shè)備在機(jī)械結(jié)構(gòu)、工藝、設(shè)計(jì)理論方法、拖動(dòng)控制及安全監(jiān)測等方面都有了很大發(fā)展。 當(dāng) 今，在世界范圍內(nèi)運(yùn)行的提升機(jī)，最大速度達(dá) 20~25m/s；一次提升量達(dá) 50t；電機(jī)容量已超過 10000KW；井深超過 2021m（分段提升超過 3600m）。 現(xiàn)代提升設(shè)備由大型機(jī)械 電氣機(jī)組組成，提升容器在有限的運(yùn)距（提升高度）內(nèi)，往返高速運(yùn)行，速度及加、減速度要求嚴(yán)格而準(zhǔn)確地控制。 自 1872 年出現(xiàn)第一臺(tái)由蒸氣機(jī)拖動(dòng)的單繩纏繞式提升機(jī)以來，礦井提升設(shè)備 的發(fā)展已有近 170 年的歷史。但是，目前在世界范圍內(nèi) ，礦井主要使用由纏繞式提升機(jī)和摩擦式提升機(jī)帶動(dòng)鋼絲繩牽引容器的提升設(shè)備。 a 代表加速度，單位： m/s； t 代表時(shí)間，單位 s；U代表電壓，單位伏（ v）； SS 科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 前 言 礦井提升設(shè)備是沿井筒升降人員，提升 煤炭 、礦石、器材的機(jī)械設(shè)備。5 ． 2 電抗器的作用及選擇 ............................. 43 167。 液壓站的設(shè)計(jì) ................................... 34 第 5 章 抗干擾電路設(shè)計(jì) ........................................ 40 167。 提升機(jī)在快速、減速或急停時(shí)的再生發(fā)電能量處理問題 .. 28 第 4 章 其它電路設(shè)計(jì) ........................................... 32 167。 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ................................. 19 167。 變頻調(diào)速主電路設(shè)計(jì) ................................ 16 第 3 章 基于 PLC 控制的大功率礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) .......... 18 167。 高壓變頻器簡介 .................................... 8 167。 煤礦提升機(jī)的工作過程 ............................... 4 167。 煤礦提升機(jī)概述 .................................... 3 167。 high failure rate, energysaving effect of poor . In order to overe the traditional exchange of string wound rotor induction motor speed control system of the shortings of resistance, the use of PLC and inverter control scheme that bines the traditional GM electronic control systems, variable frequency speed control is by changing the stator supply frequency, the successful implementation of the enhance a wide range of motor smooth stepless speed control, the process can run at any time based on motor load conditions, so that motor is always running at its best to meet the lift requirements of the special working environment and have a clear energysaving effect。 are inclass speed, smooth speed control poor。為克服傳統(tǒng)交流繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)串電阻調(diào)速系統(tǒng)的缺點(diǎn) ,采用 PLC 與變頻器相結(jié)合的控制方案對(duì)傳統(tǒng)電控系統(tǒng)進(jìn)行改造， 變頻調(diào)速是通過改變定子供電頻率， 成功實(shí)現(xiàn)了提升電動(dòng)機(jī)大范圍的無級(jí)平滑調(diào)速，在運(yùn)行過程中能隨時(shí)根據(jù)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載情況，使電機(jī)始終處于最佳運(yùn) 行狀態(tài)， 能夠滿足提升機(jī)特殊工作環(huán)境的要求且有著明顯的節(jié)電效果；采用 PLC 對(duì)提升系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)和監(jiān)控，使系統(tǒng)更加安全可靠。SS 科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 煤礦提升機(jī)變頻調(diào)速拖動(dòng) 及 PLC 控制系統(tǒng)初步設(shè)計(jì) 摘 要 目前，我國絕大部分礦井提升機(jī) (超過 80%)采用傳統(tǒng)的交流電控系統(tǒng)。這種電控系統(tǒng)起動(dòng)和調(diào)速換擋過程中電流沖擊大；屬于有級(jí)調(diào)速，調(diào)速的平滑性差；低速時(shí)機(jī)械特性較軟，靜差率較大；故障率高，節(jié)能效果差等。 關(guān)鍵詞： 提升機(jī) 調(diào)速 變頻器 PLC SS 科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II Mine hoist speedadjusted drag and PLC control system design Abstract At present, the vast majority of mine hoist (more than 80%) using the traditional control system of alternating current. This electronic control system startup and speed the process of shifting the impact of major current。 low mechanical properties when the soft, quiet larger gap。 used PLC to enhance the protection and monitoring system, allowing the system to a more safe and reliable. Keywords ： mine hoist electric controlled system PLC transducer transformation SS 科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 符號(hào)說明 ....................................................... V 前 言 ......................................................... 1 第一章 煤礦提升機(jī) ............................................. 3 167。 對(duì)礦井提升設(shè)備的要求 ............................... 3 167。 煤礦提升機(jī)的拖動(dòng)與控制過程 ......................... 5 第二章 變頻器及其電路設(shè)計(jì) .................................... 8 167。 高高變頻器的工作原理 ............................... 9 167。 變頻調(diào)速控制系統(tǒng)概述 ............................. 18 167。 PLC 控制程序設(shè)計(jì) ................................. 25 167。 旋轉(zhuǎn)編碼器的安裝設(shè)計(jì) ............................... 32 167。 主電路 抗干擾措施 ................................ 40 167。 主電路其他抗干擾對(duì)策 ............................ 44 結(jié) 論 ........................................................ 46 SS 科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） IV 參考文獻(xiàn) ...................................................... 47 致 謝 ...................................................... 48 附 錄 ........................................................ 50 SS 科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） V 符號(hào)說明 V 代表速度，單 位 m/s。雖然按提升方式及系統(tǒng)的不同，有鋼絲繩（纏繞式提升機(jī)和摩擦式提升機(jī)）提升，輸送機(jī)提升，水力提升，氣力提升（松散煤炭管道提升及管道容器提升）。其它類型提升方式只在特定條件下用。隨著生產(chǎn)需求和技術(shù)進(jìn)步，提升設(shè)備不斷發(fā)展： 1877 年德國人戈培設(shè)計(jì)出第一臺(tái)單繩摩擦式提升機(jī)； 1938 年多繩摩擦提升設(shè)備問世，滿足了深井提升的需要； 1958 年多繩纏繞式提升機(jī)在南非超千米的礦井使用； 1988 年德國安裝了第一臺(tái)置同步電機(jī)于摩擦輪內(nèi)的內(nèi)裝式提升機(jī)。因此，除傳力、承力及運(yùn)載機(jī)械部件外，還必須配備完善的拖動(dòng)控制，安全監(jiān)測及井筒信號(hào)等系統(tǒng)和設(shè)備。由于礦井生產(chǎn)強(qiáng)化和集中化，一些礦井為了滿足生產(chǎn)量及不同提升任務(wù)的要求，常在一個(gè)井筒安裝多臺(tái)提升機(jī) —— 機(jī)群，例如瑞典的基魯那礦，在一個(gè)矩形提升塔上安裝 12 臺(tái)多繩摩擦提升機(jī)，采用集中控制。例如中低壓及中高壓盤式閘及液壓站、硬齒面行星齒輪傳動(dòng)等的應(yīng) 用；內(nèi)裝同步電機(jī)主軸裝置的問世；零部件設(shè)計(jì)中 CAD/CAM 及有限元法的應(yīng)用；利用系統(tǒng)工程方法進(jìn)行提升系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)及改造、提升系統(tǒng)的?；胺抡娑既〉昧溯^新成就；拖動(dòng)類型除異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)調(diào)速、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速外，交交變頻器供電同步電SS 科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 動(dòng)機(jī)方式已在大型提升機(jī)應(yīng)用；由可編程序控制器（ PC）構(gòu)成的提升工藝控制、安全回路、監(jiān)測回路、行程控制器、制動(dòng)控制以及井筒信號(hào)系統(tǒng)，在工業(yè)技術(shù)發(fā)達(dá)國家已有典型產(chǎn)品。但這項(xiàng)技術(shù)的全面推廣應(yīng)用，在我國的確落后了。 SS 科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第一章 煤礦提升機(jī) 167。這種電控系統(tǒng)起動(dòng)和調(diào)速換擋過程中電流沖擊大；屬于有級(jí)調(diào)速，調(diào)速的平滑性差；低速時(shí)機(jī)械特性較軟，靜差率較大；故障率高，節(jié)能效果差等。變頻調(diào)速系統(tǒng)將