【正文】 搭放在提升機的主導輪（摩擦輪）上，兩端懸掛提升容器或一端掛平衡重(錘)。多繩摩擦式提升機具有安全性高、鋼絲繩直徑細、主導輪直徑小、設備重量輕、耗電少、價格便宜等優(yōu)點，發(fā)展很快。 （二）摩擦式提升機1938年，瑞典的ASEA公司在拉維爾（Laver）。 提升機在超深井運行中，尾繩懸垂長度變化大，提升鋼絲繩承受很大交變應力，影響鋼絲繩壽命；尾繩在井筒中還易扭轉，妨礙工作。深井提升時，由于兩側鋼絲繩長度變化大，力矩很不平衡。纏繞式提升機按卷筒的外形又分為等直徑提升機和變直徑提升機兩種。②雙卷筒提升機，作雙鉤提升（）。 根據卷筒數目可分為單卷筒和雙卷筒兩種：①單卷筒提升機，一般作單鉤提升。 隨著礦井深度和產量的加大，鋼絲繩的長度和直徑相應增加。雙卷筒提升機的卷筒與主軸固接者稱固定卷筒，經調繩離合器與主軸相連者稱活動卷筒。用鋼絲繩帶動容器在井筒中升降，完成運輸任務。年產120萬噸以上、井深小于2100米的豎井大多采用這種提升機。按提升繩的數量又分為單繩摩擦式礦井提升機和多繩摩擦式礦井提升機。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。纏繞式礦井提升機大多用于年產量在120萬噸以下、井深小于400米的礦井中。單筒大多只有一根鋼絲繩，連接一個容器。按提升鋼絲繩的工作原理分纏繞式礦井提升機和摩擦式礦井提升機。但總體設計上主井與副井提升系統還是有相似點的。所以副井提升機的設計要有很高的要求。47畢業(yè)設計（論文） 2礦井提升機的組成及分類 礦井提升機的作用在煤礦里礦井分為主井和副井，在主井和副井里都有提升裝備，他們的作用有著一些不同。在此基礎上提出了本文所承擔主要任務和研究的主要內容為：提升機電控系統主電路設計部分、控制系統軟件設計部分、提升機速度給定方式分析、保護及抗干擾措施。安全回路應具有雙重冗余功能。本文針對制約提升安全的主要環(huán)節(jié)設置減速、超速報警及過載、松繩、過卷等安全保護措施，增加監(jiān)視系統，對提升機的運行狀態(tài)及故障來源進行時時監(jiān)視，使提升安全狀況有所改善。所以尋求一種理想的速度給定方式極為重要，以求能夠提高電控系統控制性能，改善控制品質。所以要尋求一種控制方法來提高控制精度。對于復雜的礦山提升機變頻調速電控系統采用PLC控制，提升機系統是一個對安全性要求極高的控制單元，所以在軟件設計部分應有對其系統的故障診斷處理內容，在出現故障時應能及時報警或停車。并采取一些提高系統安全運行和抗干擾能力的措施。給出提升系統的整體控制方案；確定基于PLC控制的大功率礦井提升機變頻調速控制系統組成。為了更直觀的顯示提升機的工作狀態(tài)及故障來源，增加了提升機監(jiān)視控制系統，通過顯示器對整個提升系統進行監(jiān)控。設計中充分考慮到保護系統惡劣的使用環(huán)境，采用控制功能強大的PLC來代替?zhèn)鹘y的大型交流接觸器，簡化了控制線路，并應用各種現場抗干擾措施，包括采用電抗器、空氣開關、及RC防浪涌震蕩電路等?？刂撇呗匝芯烤褪且ㄟ^電液控實時地、準確地使提升機按給定的速度圖運行，使控制系統的精度和穩(wěn)定性滿足提升機運行的要求。本文介紹變頻器在提升機調速控制系統中的應用。變頻器調速控制電路簡單，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。對于現采用TKD電控系統的中小型礦井，隨著變頻調速技術的發(fā)展，交一直一交電壓型變頻調速技術已開始在礦井提升機改造中應用。提升機頻繁的啟動和制動工作過程會使轉子串電阻調速產生相當嚴重的能耗，另外轉子串電阻調速控制電路復雜，接觸器、電阻器、繞線電機電刷等容易損壞，影響生產效益。對于中、小型提升機，則多采用交流繞線式電動機轉子切換電阻調速的交流電氣傳動系統，即TKD電控系統。目前，我國地下礦山礦井提升機的電氣傳動系統主要有：對于大型礦井提升機，主要采用晶閘管變流器—直流電動機傳動控制系統和同步電動機矢量控制交一交變頻傳動控制系統。隨著礦井提升系統自動化，改善提統的性能，以及提高提升設備的提升能力等的要求，對電氣傳動方式提出了更高的要求。所以提升機調速控制系統的研究一直是社會各屆人士共同關注的一個重大課題。雖然礦井提升系統本身有一些安全保護措施，但是由于現場使用環(huán)境條件惡劣，造成了各種機械零件和電氣元件的功能失效，以及操作者的人為過失和對行程監(jiān)測研究的局限性，使得現有保護未能達到預期的效果，致使提升系統的事故至今仍未能消除。所以副井提升機的安全、可靠、有效高速運行，直接關系到企業(yè)的生產狀況和經濟效益。變頻調速方式類似于它勵直流電動機取得很寬的調速范圍、很好的調速平滑性和有足夠硬度的機械特性，在提升機應用中顯示了其獨特的優(yōu)勢。20世紀80年代西歐一些工業(yè)先進國家將交流變頻調速技術應用于提升機，有代表性的是西門子公司和ABB公司。安全回路極為重要，它是保護的最后環(huán)節(jié)之一，英、德幾家公司都采用兩臺PC微機構成安全回路，使安全回路具有完善的故障監(jiān)視功能，無論是提升機還是安全回路本身出項故障時都能準確地實施安全制動。4)安全回路安全回路是指提升機在出現機械、電氣故障時控制提升機進入安全保護狀態(tài)的極為重要的環(huán)節(jié)。使各種故障在出現之前就得以處理，防止事故的發(fā)生，并對各被監(jiān)視參數進行存儲、保留或打印輸出。提升過程采用微機主要完成如下參數的監(jiān)視:a、提升過程中各工況參數(如速度、電流)監(jiān)視:b、各主要設備運行狀態(tài)監(jiān)視。一般過程控制用微機作監(jiān)視，行程控制也采用單獨下位機完成。2)提升行程控制提升機的控制從本質上說是一個位置控制，要保證提升容器在預定地點準確停車，要求準確度高，目前可達到2cm。礦井提升機對安全性、可靠性和調速性能的特殊要求，使得提升機電控系統的技術水平在一定程度上代表一個廠或國家的傳動控制技術水平。我國自己生產的晶閘管—直流電動機控制系統應用于20世紀90年代。20世紀80年代，我國從瑞典、西德等國引進20多套晶閘管—直流電動機控制系統。串電阻調速是一種恒轉矩調速方法轉子功率的損耗隨著串入的電阻的增大而增大。 井架 天輪目前我國提升機90%以上均采用交流繞線式異步電動機的拖動方式，其電控系統用于單繩纏繞式提升機的有TKD系列，多繩磨擦式提升機的有JKM、幻J系列。我國的礦井與世界上礦業(yè)較發(fā)達的國家相比，開采的井型較小、礦井提升高度較淺，煤礦用提升機較多，其他礦(如金屬礦、非金屬礦)則較少。按提升類型分:單繩纏繞式和多繩摩擦式等。按井筒的提升道角度分:豎井()和斜井。國產提升機安全性、可靠性差，在關鍵部位—上下兩井口減速區(qū)段沒有配套的有效的速度監(jiān)視裝置，就提升機控制技術而言，依然是陳舊的，和國外相比，我們存在很大的差距。就在國外科學技術突飛猛進發(fā)展的時候，我國提升機電控系統很長時間都處于落后的狀況。計算機和PLC的應用，使提升機自動化水平、安全、可靠性都達到了一個新的高度，并提供了新的、現代化的管理、監(jiān)視手段。早在上世紀七十年代，國外就將可編程控制器(PLC)應用于提升機控制。1981年第一臺用同步機懸臂傳動的提升機在德國Monopol礦問世，1988年由MAVGHH和西門子合作制造的機電一體的提升機(習慣稱為內裝電機式)在德國Romberg礦誕生了，這是世界上第一臺機械和電氣融合成一體的同步電機傳動提升機。起初的提升機是電動機通過減速器傳動卷筒的系統，后來出現了直流慢速電動機和直流電動機懸臂安裝直接傳動的提升機。本設計采用現在比較主流的控制方式，用PLC作為控制器，變頻器進行調速控制，使副井提升機平穩(wěn)安全的運行。本課題介紹了國內外提升機系統的發(fā)展狀況, 通過對比分析了國內提升機電控系統的不足,針對提升機的高可靠性要求采用PLC控制提出一種可靠性高的提升機操作保護系統。畢 業(yè) 設 計 [論 文]題 目： 煤礦副井提升機控制系統設計 學 院： 專 業(yè)： 姓 名： 完成時間： 1河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 摘要II畢業(yè)設計（論文） 摘 要 副井主要用于提升和下放設備、提升廢石、下放礦井礦物挖出后防塌陷的充填物等輔助材料，以及升降人員之用。因此對副井提升機的安全性要比主井提升機的安全要求要高的多。 課題對煤礦副井提升機控制系統設計進行論述，對主要電路圖進行設計，并詳細論述了對礦井提升機的保護設計，分別對過卷保護、墩罐保護、過載保護等進行設計，可以使系統可靠安全的運行。關鍵詞: 副井提升機,可編程控制器,變頻器,可靠性,電控系統目錄摘 要 I1緒論 1 國內外提升及研究狀況 1 4 6 82礦井提升機的組成及分類 9 礦井提升機的作用 9 礦井提升機的組成 9 礦井提升機的分類 103礦井提升機的制動裝置及安全裝置 13 礦井提升機的制動裝置 14 制動裝置的組成及種類 14 制動裝置的作用 14 制動裝置的有關規(guī)定 15 礦井提升機的安全保護裝置 164提升機調速控制系統實現 18 18 18 20 21 21 24 PLC控制部分設計 29 29 32 39 41總結 42參考文獻 44致謝 45附錄A 46附錄B 47畢業(yè)設計（論文） 1緒論 國內外提升及研究狀況近三十年來，國外提升機機械部分和電氣部分都得到了飛速的發(fā)展，而且兩者相互促進，相互提高。上世紀七十年代西門子發(fā)明矢量控制的交一直一交變頻原理后，標志著用同步電動機來代替直流電機實現調速的技術時代已經到來。在提升機機械和電氣傳動技術飛速發(fā)展的同時，電子技術和計算機技術的發(fā)展，使提升機的電氣控制系統更是日新月異。上世紀八十年代初，計算機又被用于提升機的監(jiān)視和管理。特別要強調的是，此時期在國外一著名的提升機制造公司，如西門子、ABB、ALSTHOM都利用新的技術和裝備，開發(fā)或完善了提升機的安全保護和監(jiān)控裝置，使安全保護性能又有了新的提高。直到目前為止，我國正在服務的礦井提升機電控系統大多數還是轉子回路串金屬電阻的交流調速系統，設備陳舊、技術落后。礦井提升系統的類型很多，按被提升對象分:主井提升、副井提升。按提升容器分:箕斗提升、籠提升、礦車提升。我國常用的礦用提升機主要是單繩纏繞式和多繩摩擦式。因此在20世紀60年代開始單繩纏繞式礦井提升機采用較多。這幾種提升機通常在電動機轉子回路中串接附加電阻進行起動和調速。盡管轉子串電阻調速方法很不經濟，低速特性也很軟，穩(wěn)定性差，但是由于這種調速方法比較簡單易行，起動轉矩較大在拖動起重機等中、小容量的繞線式異步電動機中仍然應用廣泛。直流電動機傳動有兩種電控系統，一種為直流發(fā)電機—直流電動機機組，另一種為晶閘管—直流電動機系統。這種控制系統的優(yōu)點是:體積小、重量輕、占地面積?。换A省、安裝方便、建筑費用低；無齒輪傳動部分(不需要減速