基于plc的礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)-閱讀頁
2025-07-12 18:30本頁面
【正文】 ，通過其帶動滾筒按照五階段速度示意圖旋轉(zhuǎn)，完成循環(huán)。3）出現(xiàn)緊急停車故障后，系統(tǒng)自動跳轉(zhuǎn)到手動操作，進(jìn)行點(diǎn)動控制。5）井口下行與井底上行前檢測是否過載，若過載預(yù)先進(jìn)行警報。本次設(shè)計(jì)使用Siemens（西門子）公司PLC的S7200CPU226，其共有24點(diǎn)輸入，16點(diǎn)輸出，內(nèi)置時鐘，有7個擴(kuò)展模塊，高速計(jì)數(shù)器功能強(qiáng)大，工作環(huán)境要求較低，系統(tǒng)配置方便，內(nèi)置存儲器，體積小，價格低廉，適用于眾多特殊工作場合，能滿足本次設(shè)計(jì)的要求。 S7200基本結(jié)構(gòu)圖三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速相對于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速低，轉(zhuǎn)子繞組與磁場間存在著相對運(yùn)動，從而產(chǎn)生感生電動勢和電流，并與磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，通過電磁感應(yīng)現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)能量變換。按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同，三相異步電動機(jī)可分為籠式和繞線式兩種。使用YR80012/1230繞線型異步電機(jī)。為了有效的監(jiān)控提升容器的位置，二次監(jiān)測采用磁接近開關(guān)，形成對提升容器的雙效監(jiān)控。根據(jù)S7200的輸入輸出點(diǎn)分配位置，得到其的I/O分配表。 表一 控制系統(tǒng)I/O分配表 S7200PLC I/O分配表 輸入 輸出啟動變頻器通電停止變頻上升變頻變頻下降工頻工頻上升上升工頻下降下降系統(tǒng)復(fù)位緊急停車變頻器故障報警系統(tǒng)復(fù)位變頻器停止自動緊急停車點(diǎn)動速度1旋轉(zhuǎn)編碼器速度2過載速度3松繩輕事故過卷重事故過流降溫設(shè)備過壓液壓泵超速液溫過高電機(jī)溫度過高液壓過低液壓過高閘瓦過熱運(yùn)行方向錯誤液壓泵故障 PLC外部連接示意圖PLC的電氣連接應(yīng)能完成指定任務(wù)，同時要節(jié)約電氣設(shè)備，即自動化程度要高，節(jié)約輸入觸點(diǎn)與輸出觸點(diǎn)。通過內(nèi)部處理，充分發(fā)揮PLC的快速運(yùn)算的功能，同時考慮長時間運(yùn)行產(chǎn)生的高溫對CPU性能影響，需要有降溫措施。旋轉(zhuǎn)編碼器采用Omron(歐姆龍)公司生產(chǎn)的E6C2CWZ6CZ，將其置于滾筒主軸上，信號進(jìn)入PLC對比計(jì)算后得到相應(yīng)控制。 旋轉(zhuǎn)編碼器與PLC連接圖變頻器采用西門子公司生產(chǎn)的MM440，其能將輸入工頻電能轉(zhuǎn)換成變頻可控電能，以實(shí)現(xiàn)對交流電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。接線圖如下。主電路圖如下。則升降人員主加減加速度不得超過，最大速度低于，升降物料時，主加減加速度不得超過。且根據(jù)國內(nèi)一般常設(shè)速度，檢修運(yùn)行速度，應(yīng)急運(yùn)行速度。設(shè)定礦井提升機(jī)的有效行程為，主加速度a1=a3=，最大速度，爬升速度，井口加速度。一個提升周期時間t= 行程參數(shù)示意圖取卷筒直徑為，卷筒由周長公式（公式33） 得L=則一個提升周期卷筒旋轉(zhuǎn)次數(shù)N=我們通過卷筒轉(zhuǎn)一周旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出脈沖2000個，則可以算出一個提升周期脈為個，該系統(tǒng)平均每米脈沖。則電機(jī)相對應(yīng)轉(zhuǎn)速由公式（34）得最高運(yùn)行速度電機(jī)頻率爬升運(yùn)行速度電機(jī)頻率根據(jù)MM440說明書（詳見附錄）與上述參數(shù)可得變頻器參數(shù)設(shè)置表，參數(shù)設(shè)置前先復(fù)位為工廠缺省設(shè)定值；電機(jī)參數(shù)設(shè)定快速調(diào)試P0010=1，設(shè)置完成后準(zhǔn)備P0010；P0003=2允許訪問擴(kuò)展參數(shù)。4 礦井提升機(jī)的保護(hù)設(shè)計(jì) 安全報警與監(jiān)控板的設(shè)計(jì)礦井提升機(jī)在工作過程中難免出現(xiàn)故障，安全回路一般在停車故障發(fā)生時工作，用以保護(hù)礦井提升記得安全，避免造成更大的事故。此時礦井提升機(jī)需要報警回路的及時響應(yīng)，使之防患于未然，并指示出故障等級與故障位置，為工作人員做決策做依據(jù)。 安全報警回路示意圖同時，為了較準(zhǔn)確的定位容器位置，需要設(shè)計(jì)一個電氣的電路，用于監(jiān)測容器位置。在容器上安裝一個永磁體，當(dāng)其接近磁性開關(guān)時，磁性開關(guān)閉合，連接該開關(guān)的指示燈亮，兩秒后其自動復(fù)位。由于礦井提升機(jī)的安全要求較高，磁接近開關(guān)在接近井口與井底的兩個開關(guān)還需要連接聲光提升。同時，由于井下布線復(fù)雜，有時電回路產(chǎn)生強(qiáng)磁現(xiàn)象，提升容器自身磁化都會干擾磁接近接近開關(guān)的正常工作。對磁接近開關(guān)的的抗干擾保護(hù)要做好，避免發(fā)生磁擾動等電磁干擾現(xiàn)象。監(jiān)控面板示意圖如下。一般抗干擾的主要措施有：1）保持良好的通風(fēng)環(huán)境，盡量不要將PLC柜安裝在潮濕、多塵、有腐蝕性氣體、熱源、油煙重或強(qiáng)電磁的環(huán)境中。模擬量信號采用雙芯屏蔽線作為信號線，并盡量縮短其長度。電力電纜、輸入輸出電纜、信號回路匯接線均要分開鋪設(shè)，不能合成一捆包扎，且信號電纜線接線端子都需要安裝在柜體下側(cè)。5總結(jié)本次基于PLC對礦井提升機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，我通過指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)，自己學(xué)習(xí)PLC的硬件工作原理與語言編程教程，上網(wǎng)查閱資料，加上同學(xué)之間的探討，基本完成了此次設(shè)計(jì)任務(wù)的要求。此次設(shè)計(jì)我獨(dú)立完成了控制流程，PLC輸入輸出點(diǎn)的分配，PLC外部電器接線，PLC控制程序的編程，操作界面的設(shè)計(jì)，保護(hù)電路設(shè)計(jì)，變頻器理論調(diào)試。但基本功能夠完成基本的生產(chǎn)任務(wù)的要求。興奮的是大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)知識第一次能用在重要的場合；傷感的是之前浪費(fèi)了許多時間，沒有好好鉆研PLC知識，以至于很多要點(diǎn)不能好好把握。 本次設(shè)計(jì)經(jīng)歷了很多困難，難點(diǎn)在于提升機(jī)速度的控制與故障保護(hù)的及時處理。同時，切身感受PLC在自動控制領(lǐng)域中的廣闊未來，其智能化，自動化水平相對于傳統(tǒng)繼電器控制，高了好多個層級，給予我在科技快速反展的今天，不與時俱進(jìn)就要被社會所淘汰的警示。設(shè)計(jì)中解決問題的過程中讓我受益良多，硬件的搭載讓我復(fù)習(xí)了一遍控制理論與繼電保護(hù)知識，軟件的設(shè)計(jì)要求我靜下心來，不可浮躁。感謝母校的細(xì)心栽培，指導(dǎo)老師的關(guān)心指導(dǎo)，同學(xué)的熱心幫助，今后的時間我會到以后的時間里加倍努力做有意義的事，做有意義的人。[22]牟曙光，[J].有色金屬，2008,24（2）：4951.[23]劉雨剛，劉蘭蘭，付貴祥，[J].煤炭工程，2007（7）：5759.[24][J].制造自動化，2006,28（9）：5354.[25][D].長沙:中南大學(xué)，2006.[26][D].阜新：遼寧工程技術(shù)大學(xué)，2007[27][D].太原理工大學(xué)，2010,21（9）：2325.7 致謝感謝華東交通大學(xué)理工學(xué)院電信分院在這四年間的細(xì)心栽培，給了我能做好這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的機(jī)會。感謝我的同學(xué)們積極的探討交流，讓我認(rèn)識自己的不足，激發(fā)我向前的動力。大學(xué)的四年時光里，我經(jīng)歷了許多困難事，這使我成長，也收獲了許多感動，讓我明白在這世界里，不是只能我獨(dú)自艱難前行。四年的時間里我接到了許多人的幫助，每每想到在困苦之時他們的友愛之手，內(nèi)心倍感溫暖。內(nèi)疚青春以遠(yuǎn)，自己無所建樹；內(nèi)疚心在美景，錯過老師的良苦用心；內(nèi)疚受人恩惠，卻難以為報。在此，我僅能祝福大學(xué)里的老師、同學(xué)們，闔家安康，前程
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