基于PLC的礦井提升機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)樣本

基于PLC礦井提高機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要本文針對提高機(jī)控制系統(tǒng)中存在上述問題，把可編程序控制器和變頻器應(yīng)用于提高機(jī)控制系統(tǒng)上，并在可行性方面進(jìn)行了較進(jìn)一步研究。依照提高機(jī)運(yùn)營特點(diǎn)，控制系統(tǒng)采用工控機(jī)監(jiān)控提高機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)、變頻調(diào)速系統(tǒng)等構(gòu)成。為了提高系統(tǒng)可靠性，對提高機(jī)各種物理量及控制單元進(jìn)行控制監(jiān)控。提高機(jī)動(dòng)態(tài)監(jiān)測由工控機(jī)或觸摸屏和組態(tài)軟件構(gòu)成。顧客在組態(tài)環(huán)境中完畢動(dòng)畫設(shè)計(jì)、設(shè)備連接、編寫控制流程和工程所需要信息報(bào)表以及成果打印等。主控系統(tǒng)采用PLC系統(tǒng)，硬件簡潔、軟件靈活性強(qiáng)、調(diào)試以便、維護(hù)量小，配合某些專用電子模塊構(gòu)成提高機(jī)控制設(shè)備，可供控制高壓帶動(dòng)動(dòng)力制動(dòng)或低頻制動(dòng)等。同步能檢測各電機(jī)故障現(xiàn)象并送往上位機(jī)顯示。減少了老式繼電器接觸式控制系統(tǒng)中間環(huán)節(jié)，減少了硬件和控制線，極大提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性，可靠性。核心詞：礦用提高機(jī)；變頻調(diào)速；矢量控制；可編程控制器TheFreouencyConversionUseonTheSpeedAdjustmentofShaftHoistonTheBasisofPLCControlABSTRACT

ElevatorControlSystemInthispaper，theaboveproblemsexistinthePLCandfrequencyconverterusedinelevatorcontrolsystem，andforamorein-depthfeasibilitystudy.Accordingtotheoperationofhoistfeatures，thecontrolsystemIPCVVVFelevatorcontrolsystem，PLCcontrolsystems，frequencycontrolsystemcomponents.Inordertoimprovesystemreliability，andvariousphysicalquantitiesontheelevatorcontrolunittocontrolmonitoring.DynamicmonitoringofelevatororthetouchscreenbyIPCandconfigurationsoftware.Userenvironment，completetheanimationintheconfigurationdesign，equipmentconnections，controlflowandprojectpreparationoftherequiredinformationstatements，andtheresultsofprinting.MastercontrolsystemusesPLCsystems，hardwaresimplicity，thesoftwareflexibilityandeasycommissioningandmaintenanceofsmall，specializedelectronicmoduleswithanumberoftheelevatorcontrolequipment，drivedynamicbrakingforcontrolofhighpressureorlow-frequencybraking.Whilethemotorsymptomscanbedetectedandsenttothehostcomputerdisplay.Relaycontacttoreducethetraditionalcontrolsystemoftheintermediatelinks，reducinghardwareandcontrollines，whichgreatlyimprovessystemstabilityandreliability.

KEYWORDS:：Shafthoist；Frequencyconversion；Vectorcontrol；PLC目錄前言 1第1章緒論 21.1課題概述 21.2國內(nèi)外礦井提高機(jī)發(fā)展?fàn)顩r 21.2.1國外礦井提高機(jī)現(xiàn)狀 21.2.2國內(nèi)提高機(jī)現(xiàn)狀與發(fā)展趨向 61.3本文內(nèi)容及研究意義 71.3.1研究內(nèi)容 71.3.2研究意義 8第2章礦井提高機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 92.1礦井提高機(jī)對控制系統(tǒng)規(guī)定 92.2提高機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 112.2.1控制單元基本原理 112.2.2調(diào)速裝置 132.2.3主控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15第3章變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 183.1變頻調(diào)速發(fā)展及在提高機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用 183.2變頻調(diào)速基本原理 203.3變頻器選取 213.3.1變頻器選型 213.3.2變頻器容量選取 223.3.3變頻器主電路設(shè)計(jì)及參數(shù)設(shè)定 23第4章PLC在提高機(jī)變頻控制系統(tǒng)中應(yīng)用 264.1PLC概述 264.2本系統(tǒng)中PLC選型及特點(diǎn) 274.3PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 274.3.1PLCI/O分派 284.3.2PLC接線圖 33第5章PLC控制程序設(shè)計(jì) 345.1PLC軟件概述及提高機(jī)PLC控制規(guī)定 345.2程序設(shè)計(jì) 355.3系統(tǒng)抗干擾辦法 40結(jié)論 42謝辭 43參照文獻(xiàn) 44附錄 46外文資料翻譯 47前言在煤炭生產(chǎn)中提高機(jī)肩負(fù)著提高煤炭、巖石、下放材料、升降人員和設(shè)備任務(wù)，是聯(lián)系井上與井下唯一途徑，素有礦井“咽喉”之稱。提高機(jī)電力傳動(dòng)特性復(fù)雜，電動(dòng)機(jī)頻繁正反向，經(jīng)常處在過負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)和電動(dòng)、制動(dòng)不斷地轉(zhuǎn)換狀態(tài)中。對提高機(jī)來說，運(yùn)營安全、可靠性是至關(guān)重要，主井直接關(guān)系到礦山生產(chǎn)效率，作為運(yùn)送人員副井，一旦發(fā)生故障，往往導(dǎo)致機(jī)毀人亡。提高機(jī)運(yùn)營安全可靠性不但直接影響整個(gè)礦井生產(chǎn)能力，影響整個(gè)礦山經(jīng)濟(jì)效益，并且還涉及到井下工作人員生命安全。因而，研制并制造既安全可靠又節(jié)約能源提高機(jī)是煤礦安全生產(chǎn)一項(xiàng)重要課題。就計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用狀況而言，可編程控制器（PLC）是當(dāng)前作為工業(yè)控制最抱負(fù)機(jī)型，它是采用計(jì)算機(jī)技術(shù)、按照事先編好并儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)內(nèi)部一段程序來完畢設(shè)備操作控制。采用PLC控制，硬件簡潔、軟件靈活性強(qiáng)、調(diào)試以便、維護(hù)量小，PLC技術(shù)己經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種提高機(jī)控制，配合某些提高機(jī)專用電子模塊構(gòu)成提高機(jī)控制設(shè)備，可供控制高壓帶動(dòng)力制動(dòng)或低頻制動(dòng)，單、雙機(jī)拖動(dòng)等。操作、監(jiān)控和安全保護(hù)系統(tǒng)選用可編程控制器。主控計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件能完畢提高機(jī)自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)等各種運(yùn)動(dòng)方式控制規(guī)定。在廣泛考察現(xiàn)行變頻調(diào)速方案后，本文提高機(jī)系統(tǒng)控制單元采用當(dāng)前工控合用可編程控制器來控制，具備編程簡樸和控制可靠性高長處；電力拖動(dòng)系統(tǒng)中，選用先進(jìn)變頻傳動(dòng)裝置，運(yùn)用先進(jìn)矢量控制技術(shù)，優(yōu)化了調(diào)速系統(tǒng)性能，這一控制辦法當(dāng)前仍為當(dāng)代交流調(diào)速重要研究方向之一。采用先進(jìn)工業(yè)計(jì)算機(jī)、現(xiàn)場總線和工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)，按照構(gòu)造原則化、產(chǎn)品系列化、性能當(dāng)代化、體積小型化原則，研制生產(chǎn)適合礦井提高機(jī)電控設(shè)備是進(jìn)行技術(shù)改造和新建礦井設(shè)備選型抱負(fù)選取。第1章緒論1.1課題概述礦井提高機(jī)是機(jī)、電、液一體化大型機(jī)械，廣泛用于煤炭、有色金屬、黑色金屬、非金屬、化工等礦山豎井、斜井，是生產(chǎn)運(yùn)送重要工具。在煤炭生產(chǎn)中提高機(jī)肩負(fù)著提高煤炭、矸石、下放材料、升降人員和設(shè)備任務(wù)，是聯(lián)系井上與井下唯一途徑，素有礦井咽喉之稱。提高機(jī)電力傳動(dòng)特性復(fù)雜，電動(dòng)機(jī)頻繁正反向，經(jīng)常處在負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)和電動(dòng)、制動(dòng)不斷地轉(zhuǎn)換狀態(tài)中。相應(yīng)提高機(jī)來說運(yùn)營安全可靠是至關(guān)重要，主井直接關(guān)系到礦山生產(chǎn)效率，作為運(yùn)送人員副井，一旦發(fā)生故障往往導(dǎo)致機(jī)毀人亡。提高機(jī)運(yùn)營安全可靠性不但直接影響整個(gè)礦井生產(chǎn)能力，影響整個(gè)礦山經(jīng)濟(jì)效益，并且還涉及到井下工作人員生命安全。因而，研制并制造即安全可靠又節(jié)約能源提高機(jī)是煤炭安全生產(chǎn)一項(xiàng)重要課題。1.2國內(nèi)外礦井提高機(jī)發(fā)展?fàn)顩r礦井提高裝置是采礦業(yè)重要設(shè)備，隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和礦井生產(chǎn)當(dāng)代化規(guī)定不斷提高，人們對提高機(jī)工作特性結(jié)識(shí)進(jìn)一步深化，提高設(shè)備及拖動(dòng)控制系統(tǒng)也逐漸趨于完善，各種新技術(shù)、新工藝逐漸應(yīng)用于礦井提高設(shè)備中。特別是模仿技術(shù)、微電子技術(shù)、微電腦技術(shù)在提高機(jī)控制中應(yīng)用已成為必然發(fā)展方向。1.2.1國外礦井提高機(jī)現(xiàn)狀(1)晶閘管-電動(dòng)機(jī)(SCR-D)直流低速直聯(lián)拖動(dòng)系統(tǒng)某些發(fā)達(dá)國家原有交流提高機(jī)已基本上被晶閘管-電動(dòng)機(jī)(如下簡稱SCR-D)所取代。如德國、瑞典等國家己有90%以上采用直流提高機(jī)，傳動(dòng)系統(tǒng)大都采用低速直聯(lián)式(省去減速機(jī))，使系統(tǒng)大為簡化。如AEG公司采用低速直聯(lián)SCR-D系統(tǒng)，電機(jī)功率3000kw，額定轉(zhuǎn)速55.8r/min，滾筒直徑6.5m，提人速度17m/s，提物速度20m/s，提高高度1200m，具備完善保護(hù)系統(tǒng);采用磁場反并聯(lián)，有平波電抗器及臥式深度發(fā)送裝置;采用積分給定與行程給定相結(jié)合雙重給定信號(hào);主回路采用兩組三相橋構(gòu)成12脈動(dòng)順抗整流，大大提高了功率因數(shù)。SIEMENS(西門子)公司、ABB公司、CEOELEC公司以及ASEA公司等均有相似類型產(chǎn)品，其性：能大同小異。此類系統(tǒng)長處在于:體積小，重量輕，占地面積小，安裝以便，建筑費(fèi)用低;無減速器，總效率高，電能消耗少;維護(hù)工作量小，備件少，解決事故快;單機(jī)容量大，合用范疇廣;調(diào)速平滑，精度高;易于實(shí)現(xiàn)最佳控制和自動(dòng)化，安全可靠;節(jié)電明顯，5-8年可回收設(shè)備投資，是礦井節(jié)電有效途徑。其缺陷在于:功率因數(shù)低，如三相橋平均功率因數(shù)只有0.45左右;無功沖擊大，高次諧波對電網(wǎng)影響大。這些缺陷可采用順序控制和多脈沖整流辦法以及在電網(wǎng)上加諧波濾波器等辦法使其抑制在一定容許范疇內(nèi)。(2)交流變頻調(diào)速同步機(jī)驅(qū)動(dòng)提高系統(tǒng)SCR-D直流拖動(dòng)系統(tǒng)趨于成熟，且采用了順控技術(shù)等辦法來提高功率因數(shù)，但其功率因數(shù)依然較低，從而從電網(wǎng)吸取大量無功功率，且對電網(wǎng)品質(zhì)因數(shù)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，提高容量越大，問題越突出。再則，直流電機(jī)制導(dǎo)致本高，電樞回路整流子限制了提高容量進(jìn)一步增長，且整流子，碳刷易磨損，加大了維護(hù)工作量，故障率高。因而換相整流子是個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。由于存在上述兩個(gè)問題，迫使人們又重新考慮交流拖動(dòng)方式。自80年代初以來，交流變頻供電同步機(jī)拖動(dòng)異軍突起，在大型提高機(jī)中發(fā)展成為技術(shù)、經(jīng)濟(jì)均優(yōu)拖動(dòng)方式。如SIEMENS公司1979年投運(yùn)2×4200kw、l×2650kw，額定轉(zhuǎn)速55.8r/min;CEGELEC公司1983年投運(yùn)l×548OkW，額定轉(zhuǎn)速69.5r/min;AEG公司1985年投l×30O0kW，額定轉(zhuǎn)速55.8r/min，ABB公司投運(yùn)l×4200kW額定轉(zhuǎn)速45.86r/min;SIEMAG公司投運(yùn)2x46O0kW等變頻調(diào)速同步機(jī)拖動(dòng)提高機(jī)，通過近年運(yùn)營，均獲得成功。這種拖動(dòng)系統(tǒng)重要有如下長處:a提高容量幾乎不受限制，最大可達(dá)l0000kw，提高速度可達(dá)20m/s以上，提高高度1200m以上，滾筒直徑達(dá)6.5m，這是直流系統(tǒng)難以達(dá)到;b沒有整流子和碳刷這一薄弱環(huán)節(jié)，保證了電機(jī)可靠運(yùn)營和減少了運(yùn)營消耗;c功率因數(shù)高，可達(dá)住0.9～1，極大地節(jié)約了電能;d動(dòng)態(tài)品質(zhì)好(和直流系統(tǒng)相似)，系統(tǒng)可在四象限平滑過渡和無級調(diào)速;e由于機(jī)械特性好，故起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大;f同步機(jī)價(jià)格和有色金屬消耗低于直流機(jī);g調(diào)速范疇寬。因而，多數(shù)專家以為，變頻同步機(jī)拖動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)是大型提高機(jī)拖動(dòng)必然發(fā)展方向。這種拖動(dòng)系統(tǒng)缺陷是:(3)微機(jī)控制在提高機(jī)上應(yīng)用從70年代開始，隨著微機(jī)技術(shù)發(fā)展，微機(jī)控制技術(shù)己逐漸應(yīng)用于礦井提高機(jī)中。當(dāng)前，國外己達(dá)到相稱成熟階段，使整個(gè)拖動(dòng)控制產(chǎn)生一次重大變革。其應(yīng)用重要體當(dāng)前如下幾方面:1)提高工藝過程微機(jī)控制在交流變頻裝置中，提高工藝過程大都采用微機(jī)控制。由于微機(jī)功能強(qiáng)，使用靈活，運(yùn)算速度快，監(jiān)視顯示易于實(shí)現(xiàn)，并具備診斷功能，這是采用模仿控制無法實(shí)現(xiàn)。如AEG公司采用CP-80微機(jī)、ABB公司采用MASTER-200和SIEMENS公司采用S5-150等微機(jī)實(shí)現(xiàn)變頻控制，都獲得了相稱成功。它們把控制、監(jiān)視、基準(zhǔn)值預(yù)測以及模仿控制等組合在公共微機(jī)控制總線上構(gòu)成靜止變流器傳動(dòng)控制，計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)速度及各種變量調(diào)節(jié)。2)提高行程控制提高機(jī)控制從本質(zhì)上說是一種位置控制，要保證提高罐籠在預(yù)定地點(diǎn)精確停車，規(guī)定精確度高，當(dāng)前可達(dá)±2cm。采用微機(jī)控制，可通過采集各種傳感信號(hào)，如轉(zhuǎn)角脈沖變換、鋼絲繩打滑、井筒位置、滾筒及鋼絲繩磨損等信號(hào)進(jìn)行解決，計(jì)算出罐籠精確位置而施以控制和保護(hù)。在罐籠提高時(shí)可實(shí)現(xiàn)無爬行提高，大大提高了提高能力。如AEG、ABB、SIEMENS等公司已采用位微機(jī)來構(gòu)成行程給定器，并還提供性能不盡相似機(jī)械行程控制器口。普通過程控制用微機(jī)不同步用于監(jiān)視，行程控制也采用單獨(dú)微機(jī)完畢，從而大大提高了系統(tǒng)可靠性。3)提高過程監(jiān)視由于近代提高機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)特別強(qiáng)調(diào)安全可靠性，因此提高過程監(jiān)視與安全回路同樣，是當(dāng)代提高機(jī)控制重要環(huán)節(jié)。提高過程采用微機(jī)重要完畢如下參數(shù)監(jiān)視:a提高過程中各工況參數(shù)(如速度、電流)監(jiān)視;b各重要設(shè)備運(yùn)營狀態(tài)監(jiān)視;c各傳感器(如位置開關(guān)、停車開關(guān))信號(hào)監(jiān)視。其目在于使各種故障在浮現(xiàn)之前就得以解決，防止事故發(fā)生，并對各被監(jiān)視參數(shù)進(jìn)行存貯、保存或打印輸出，甚至與上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)，合并于礦井監(jiān)測系統(tǒng)中。4)安全回路安全回路旨在浮現(xiàn)機(jī)械、電氣故障時(shí)控制提高機(jī)進(jìn)入安全保護(hù)狀態(tài)。為保證人員和設(shè)備安全，對不同故障普通采用不同解決辦法，大體分為如下四種狀況:a報(bào)警顯示，如冷卻器溫度過高等;b二次不能開車，如電機(jī)繞組過熱、制動(dòng)油過熱等;c及時(shí)進(jìn)行電氣制動(dòng)，如停車終點(diǎn)設(shè)備浮現(xiàn)故障時(shí)本次提高應(yīng)盡快停下來;d及時(shí)進(jìn)行安全制動(dòng)，如過卷、超速等。安全回路極為重要，它是保護(hù)最后環(huán)節(jié)之一，英、德等公司都采用兩臺(tái)PC微機(jī)構(gòu)成安全回路，使安全回路具完善故障監(jiān)視功能。無論是提高機(jī)還是安全回路自身浮現(xiàn)故障時(shí)都能精確地實(shí)行安全制動(dòng)。5)制動(dòng)系統(tǒng)控制與監(jiān)視制動(dòng)(可調(diào)閘)控制系統(tǒng)除要可靠地完畢工作制動(dòng)和安全制動(dòng)外，還要完畢對液壓站控制以及各環(huán)節(jié)參數(shù)(如油壓、閘瓦磨損等)監(jiān)視，其技術(shù)規(guī)定與安全回路相似。如西門子公司采用兩套可編程序控制器(PLC)雙重控制與保護(hù)系統(tǒng)。6)全數(shù)字化調(diào)速控制系統(tǒng)德國AEG公司LogidynD(32位機(jī))、西門子公司SiemadynD(16位機(jī))以及ABB公司Tyrak(16位機(jī))系統(tǒng)都己應(yīng)用于提高機(jī)上。全數(shù)字化系統(tǒng)具備硬件構(gòu)造單一，參數(shù)穩(wěn)定且調(diào)節(jié)以便，可以便地與上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)等長處。固然此類系統(tǒng)規(guī)定維護(hù)人員有更高技術(shù)水平和計(jì)算機(jī)知識(shí)。7)內(nèi)裝式提高機(jī)AEG公司生產(chǎn)內(nèi)裝式提高機(jī)，將提高主電機(jī)與滾筒合為一體，即轉(zhuǎn)子固定，轉(zhuǎn)動(dòng)定子充當(dāng)滾筒，使機(jī)構(gòu)大為簡化，占地面積小，制導(dǎo)致本低。1.2.2國內(nèi)提高機(jī)現(xiàn)狀與發(fā)展趨向(1)交流拖動(dòng)方式當(dāng)前國內(nèi)提高機(jī)約70%采用串電阻調(diào)速交流拖動(dòng)方式。有單繩和多繩兩種系列，大都采用變化轉(zhuǎn)差率s調(diào)速辦法，在調(diào)速中產(chǎn)生大量轉(zhuǎn)差功率，使大量電能消耗在轉(zhuǎn)子附加電阻上，導(dǎo)致調(diào)速經(jīng)濟(jì)性變差。很少數(shù)提高機(jī)采用串級調(diào)速辦法，其調(diào)速范疇窄，且投資大。(2)直流拖動(dòng)方式國內(nèi)提高機(jī)采用直流拖動(dòng)有兩種系統(tǒng):直流發(fā)電機(jī)始終流電動(dòng)機(jī)機(jī)和晶閘管始終流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。其生產(chǎn)和使用狀況如下:國內(nèi)研制大型直流提高機(jī)重要有三大廠家:a上海電機(jī)廠重要生產(chǎn)配套電機(jī)，已生產(chǎn)低速直流電機(jī)80多臺(tái)，最大容量5775kw，額定轉(zhuǎn)速5Or/min，其中長廣煤礦及五村煤礦提高機(jī)為100OkW、48r/min，淮南潘三礦采用一臺(tái)26O0kW低速直聯(lián)電機(jī);b上海冶金礦山機(jī)械廠重要生產(chǎn)主機(jī)及信號(hào)系統(tǒng)，已生產(chǎn)80多臺(tái)提高機(jī)，1979年生產(chǎn)過一臺(tái)低速直聯(lián)落地式提高機(jī);c北京整流器廠重要生產(chǎn)配套電控，已從瑞士BBC公司和瑞典ASEA公司引進(jìn)了晶閘管電控整機(jī)系統(tǒng)及元件生產(chǎn)線，直流電控容量可達(dá)7000kW;還引進(jìn)了交流變頻調(diào)速(交始終一交)電控生產(chǎn)線，可生產(chǎn)單機(jī)4200kW變頻調(diào)速電控設(shè)備;1986年向甘肅金川礦提供了一套帶微機(jī)控制800kW直流電控設(shè)備。從國外引進(jìn)晶閘管供電直流提高機(jī)20多套，其中AEG公司21O0kW低速直聯(lián)6套、西門子公司低速直聯(lián)4套、瑞典ASEA公司9套。此外，還正在引進(jìn)計(jì)算機(jī)控制低速直聯(lián)電控系統(tǒng)。(3)研制與發(fā)展國產(chǎn)大型直流提高機(jī)及電控系統(tǒng)正在逐漸完善和推廣使用。大功率變頻調(diào)速電控提高機(jī)其效率可達(dá)89%，國內(nèi)正在組織研究這種系統(tǒng)，不少院校和研究單位都在著手研制。如天津電氣傳動(dòng)研究所己研制了一臺(tái)300kw變頻調(diào)速裝置?？删幊绦蚩刂破髟谔岣邫C(jī)電控系統(tǒng)應(yīng)用可編程序控制器具備可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、實(shí)現(xiàn)繼電邏輯容易，基本免于維護(hù)等獨(dú)特長處，特別合用于對國內(nèi)占大某些交流提高機(jī)繼電-接觸器電控系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造;因而有不少單位都在著手研制，如焦作礦務(wù)局，韓城礦務(wù)局均用可編程序控制器對TKD電控系統(tǒng)進(jìn)行改造，已投入正常運(yùn)營和使用，已經(jīng)顯示出了很強(qiáng)生命力。這是此后一段時(shí)期乃至凡十年對國內(nèi)占絕大多數(shù)采用繼電控制交流提高系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造必由之路。1.3本文內(nèi)容及研究意義1.3.1研究內(nèi)容當(dāng)前國內(nèi)提高機(jī)電控絕大多數(shù)還是轉(zhuǎn)子回路串電阻分段控制交流繞線式電機(jī)繼電器接觸器系統(tǒng)，設(shè)備陳舊、技術(shù)落后。并且這種控制方式存在著諸多問題:(1)轉(zhuǎn)子回路串接電阻，消耗電能，導(dǎo)致能源揮霍。(2)電阻分級切換，為有級調(diào)速，設(shè)備運(yùn)營不平穩(wěn)，容易引起電氣及機(jī)械沖擊。(3)繼電器、接觸器頻繁動(dòng)作，電弧燒蝕觸點(diǎn)，影響接觸器使用壽命，維修成本較高。(4)交流繞線異步電動(dòng)機(jī)滑環(huán)存在接觸不良問題，容易引起設(shè)備事故。(5)電動(dòng)機(jī)依托轉(zhuǎn)子電阻獲得低速，其運(yùn)營特性較軟。(6)提高容器通過給定減速點(diǎn)時(shí)，由于負(fù)載不同，而將得到不同減速度，不能達(dá)到穩(wěn)定低速爬行，最后導(dǎo)致停車位置不準(zhǔn)，不能正常裝卸載。上述問題使提高機(jī)運(yùn)營可靠性和安全性不能得到有效保障。因而，需要研制更加安全可靠控制系統(tǒng)，使提高機(jī)運(yùn)營可靠性和安全性得到提高。在提高機(jī)控制系統(tǒng)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和變頻調(diào)速技術(shù)，對原有提高機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行升級換代。就計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用狀況而言，可編程控制器(PLC)是當(dāng)前作為工業(yè)控制最抱負(fù)機(jī)型，它是采用計(jì)算機(jī)技術(shù)、按照事先編好并儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)內(nèi)部一段程序來完畢設(shè)備操作控制。采用PLC控制，硬件簡潔、軟件靈活性強(qiáng)、調(diào)試以便、維護(hù)量小，PLC技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種提高機(jī)控制，配合某些提高機(jī)專用電子模塊構(gòu)成提高機(jī)控制設(shè)備，可供控制高壓帶動(dòng)力制動(dòng)或低頻制動(dòng)，單、雙機(jī)拖動(dòng)等。操作、監(jiān)控和安全保護(hù)系統(tǒng)選用可編程控制器。主控計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件能完畢提高機(jī)自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)、檢修、低速爬行等各種運(yùn)動(dòng)方式控制規(guī)定。1.3.2研究意義在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前山西省各大煤礦礦井提高機(jī)系統(tǒng)調(diào)速方案大多采用繼電器接觸器控制轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速。該方案耗能大，占地面積大，已不能適應(yīng)當(dāng)代礦業(yè)發(fā)展需要.因而有必要對其調(diào)速方案進(jìn)行改造。在廣泛考察現(xiàn)行變頻調(diào)速方案后，本文提高機(jī)系統(tǒng)控制單元采用當(dāng)前工控合用可編程控制器來控制，具備編程簡樸和控制可靠性高長處:電力拖動(dòng)系統(tǒng)中，選用先進(jìn)變頻傳動(dòng)裝置，運(yùn)用先進(jìn)矢量控制技術(shù)，優(yōu)化了調(diào)速系統(tǒng)性能，這一控制辦法當(dāng)前仍為當(dāng)代交流調(diào)速重要研究方向之一。采用先進(jìn)工業(yè)計(jì)算機(jī)、現(xiàn)場總線和工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)，按照構(gòu)造原則化、產(chǎn)品系列化、性能當(dāng)代化、體積小型化原則，研制生產(chǎn)適合礦井提高機(jī)電控設(shè)備是進(jìn)行技術(shù)改造和新建礦井設(shè)備選型抱負(fù)選取。使用上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，采用組態(tài)模式，實(shí)現(xiàn)良好人-機(jī)對話;實(shí)時(shí)監(jiān)控提高機(jī)運(yùn)營狀態(tài)，上位機(jī)動(dòng)態(tài)模仿顯示及故障閉鎖:可進(jìn)行故障報(bào)警、數(shù)據(jù)查詢、報(bào)表打印;記錄提高鉤數(shù)以及每班、每日、每月、每年提高量合計(jì);故障聲光批示、記憶及某些傳感器上位機(jī)緊急解決。為保證提高設(shè)備無事故，在提高設(shè)備有也許浮現(xiàn)故障各個(gè)重要環(huán)節(jié)上，設(shè)立雙回路系統(tǒng)，并在系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)上設(shè)有各種檢測、控制、自診斷以及記錄和保護(hù)裝置(如負(fù)載、速度、加減速、產(chǎn)量、運(yùn)營時(shí)間等記錄)。本文從解決實(shí)際礦井提高系統(tǒng)存在問題出發(fā)，對老式調(diào)速方案進(jìn)行了控制方式革新和數(shù)字化改造，減少了成本，提高了控制精度，加強(qiáng)了系統(tǒng)穩(wěn)定性。表白本文所提出設(shè)計(jì)方案具備實(shí)用價(jià)值。合用、經(jīng)濟(jì)、高效、可靠是本文提高機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)追求目的。第2章礦井提高機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1礦井提高機(jī)對控制系統(tǒng)規(guī)定提高機(jī)控制系統(tǒng)方案選用應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝規(guī)定速度圖。因此需要先來分析提高機(jī)電控系統(tǒng)靜、動(dòng)態(tài)特性。提高機(jī)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)給定速度u=f(t)如圖2-1所示，依照動(dòng)力學(xué)方程式Td=Te-Ti=Tn*e/375(2.1)式中Te-電動(dòng)機(jī)電動(dòng)力矩;Ti-傳動(dòng)系統(tǒng)靜阻轉(zhuǎn)矩;Tn-傳動(dòng)系統(tǒng)飛輪力矩，Tn=4gJ，其中J為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(㎏·㎡)，g為重力加速度Td-傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩,e-加速度?？梢缘贸霭唇o定速度圖所需轉(zhuǎn)矩Te=f(t)特性，從而可以得到拖動(dòng)系統(tǒng)所需力F=f(t)，提高機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)給定速度圖、力圖如圖2-1所示。圖a圖b圖c圖d圖2-1提高機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)給定速度圖、力圖提高機(jī)負(fù)載靜力FL決定于提高機(jī)滾筒承受靜張力差，在雙罐籠平衡提高系統(tǒng)中，靜力凡也就是提高物體凈載重。由于提高系統(tǒng)負(fù)載為位勢負(fù)載，因此靜力FL作用方向始終是提高重物重力方向，而與系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和方向無關(guān)。因而在電動(dòng)機(jī)不帶電時(shí)，為了使重罐籠處在靜止?fàn)顟B(tài)(便于罐籠裝卸載)，對滾筒必要施加機(jī)械閘。從圖2-1可以看出，要使提高機(jī)按照給定速度圖運(yùn)營，電動(dòng)力矩Te也許為正，也也許為負(fù)。這意味著電動(dòng)機(jī)不但要工作在電動(dòng)狀態(tài)，還應(yīng)能工作在制動(dòng)狀態(tài)。由于不同負(fù)載，不同提高機(jī)運(yùn)營階段，電動(dòng)機(jī)運(yùn)營狀態(tài)也各不相似。綜合以上提高機(jī)運(yùn)營特點(diǎn)以及礦山生產(chǎn)固有特點(diǎn)，提高機(jī)工藝對提高機(jī)電控系統(tǒng)規(guī)定如下:(1)加(減)速度符合國家關(guān)于安全生產(chǎn)規(guī)程規(guī)定。提高人員時(shí)，加速度a≦0.75m/s2，升降物料時(shí)，加速度a≦1.2m/s(2)具備良好調(diào)速性能。規(guī)定速度平穩(wěn)，調(diào)速以便，調(diào)速范疇大，能滿足各種運(yùn)營方式及提高階段(加速、減速、等速、爬行等)(3)有較好起動(dòng)性能。提高機(jī)不同于其她機(jī)械，穩(wěn)定運(yùn)營規(guī)定。不也許待系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)后再裝加物料，因而，必要能重載啟動(dòng)，有較高過載能力。(4)特性曲線要硬。要保證負(fù)載變化時(shí)，提高速度基本上不受影響，防止負(fù)載不同步速降過大，影響系統(tǒng)正常工作(固然，當(dāng)負(fù)載超過一定限度時(shí)，還規(guī)定系統(tǒng)能有效自我保護(hù)。迅速安全制動(dòng)停車，即所謂要具備挖土機(jī)機(jī)械特性)。(5)工作方式轉(zhuǎn)換容易。要可以以便進(jìn)行自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)、驗(yàn)繩、調(diào)繩等工作方式轉(zhuǎn)換，操作以便，控制靈活，不至于因工作方式轉(zhuǎn)換影響正常生產(chǎn)。(6)采用新技術(shù)和節(jié)能設(shè)備，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制和提高整個(gè)系統(tǒng)工作效率。具備必要連鎖和安全保護(hù)環(huán)節(jié)，保證系統(tǒng)安全運(yùn)營.盡量節(jié)約能源和減少運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。2.2提高機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2.2.1控制單元基本原理國內(nèi)提高機(jī)設(shè)備中，普遍使用TKD系統(tǒng)，這種控制系統(tǒng)是采用繼電器有觸點(diǎn)邏輯控制，以磁放大器為核心構(gòu)成模仿量閉環(huán)調(diào)節(jié)。在繼電器控制系統(tǒng)中，要完畢一種控制任務(wù)，支配控制系統(tǒng)工作“程序”是由各分立元件(繼電器、接觸器、電子元件等)用導(dǎo)線連接起來加以實(shí)現(xiàn)，這樣控制系統(tǒng)稱為接線程序控制系統(tǒng)。在接線程序控制系統(tǒng)中，控制程序修改必要通過變化接線來實(shí)現(xiàn)。幾十年來，這種控制系統(tǒng)由于受元件水平限制而存在著缺陷，突出體當(dāng)前:(1)使用大量繼電器、接觸器及其他分立電子元件，系統(tǒng)體積大，運(yùn)營噪聲大，功耗高，接線復(fù)雜，故障率高，工作穩(wěn)定性和可靠性差，控制速度慢，控制精度差，功能變化難度大，使用壽命短。(2)在啟動(dòng)過程中，由于罐籠實(shí)際載重量不同，實(shí)際加速過程并非按照預(yù)定設(shè)計(jì)參數(shù)運(yùn)營，經(jīng)常浮現(xiàn)停車不精確甚至提前停車現(xiàn)象。(3)采用磁放大器做調(diào)節(jié)控制，穩(wěn)定性差，線性度差，調(diào)速精度很難保證。(4)系統(tǒng)安全保護(hù)環(huán)節(jié)不全面，工作不可靠，故障顯示不直觀，分析查找故障難度大，缺少運(yùn)營參數(shù)顯示功能.(5)調(diào)速性能差，機(jī)械沖擊大，人員乘車舒服性差。這些局限性重要是由于采用繼電器控制方式導(dǎo)致，在這種控制方式下繼續(xù)改進(jìn)余地不大。如果對該豎井提高機(jī)電控系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，那么需要變化控制方略，采用當(dāng)代高新實(shí)用技術(shù)來控制，使之成為安全、可靠、高效率、自動(dòng)化限度高電控系統(tǒng)。是可編程序邏輯控制器，簡稱PLC，PLC技術(shù)是當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化重要手段，由它構(gòu)成控制系統(tǒng)邏輯控制由PLC通過軟件編程實(shí)現(xiàn)，柔性強(qiáng)，控制功能多，控制線路大大簡化;PLC輸入喻出回路均帶有光電隔離等抗干擾和過載保護(hù)辦法，程序運(yùn)營為循環(huán)掃描工作方式，且有故障檢測及診斷程序，可靠性極高;PLC控制系統(tǒng)構(gòu)造為模塊化構(gòu)造，維護(hù)更換以便，并可顯示故障類型。圖2-2為可編程控制器控制系統(tǒng)。其輸入設(shè)備和輸出設(shè)備與繼電器控制系統(tǒng)相似，但它們是直接接到可編程序控制器輸入端和輸出端?？刂瞥绦蚴峭ㄟ^一種編程器寫到可編程控制器程序存儲(chǔ)器中.每個(gè)程序語句擬定了一種順序，運(yùn)營時(shí)依次讀取存儲(chǔ)器中程序語句，對它們內(nèi)容進(jìn)行解釋并加以執(zhí)行，執(zhí)行成果用以接通輸出設(shè)備，控制被控對象工作。在存儲(chǔ)程序控制系統(tǒng)中，控制程序修改不需要通過變化控制器內(nèi)部接線(即硬件)，而只需通過編程器變化程序存儲(chǔ)器中某些語句內(nèi)容。圖2-2可編程控制器控制系統(tǒng)框圖可編程邏輯控制器由于其具備高可靠性以及軟件可編程長處，在當(dāng)代控制中越來越廣泛應(yīng)用。對于普通提高機(jī)電控系統(tǒng)來說，采用一套中小容量PLC即可滿足規(guī)定，其價(jià)格也不高.如果采用PLC技術(shù)對TKD-A電控系統(tǒng)進(jìn)行改造，把本來由各種電器通過連線而實(shí)現(xiàn)邏輯控制改由PLC通過軟件編程實(shí)現(xiàn)，則控制線路將大大簡化，設(shè)備體積、設(shè)備維修量將大大減小，抗干擾能力將大大增強(qiáng)，工作可靠性將大大提高，工藝變化時(shí)只需要變化控制程序即可。改造時(shí)保持原有操作方式、按鈕、開關(guān)、主令控制器作用不變，則顧客使用起來將非常以便，不需要適應(yīng)期。同步可以運(yùn)用PLC高速計(jì)數(shù)功能、網(wǎng)絡(luò)通信功能、故障檢測及診斷功能、信號(hào)顯示功能等來增長某些新控制功能，安全性將大大提高，運(yùn)營將更加平穩(wěn)、精確，完全可以滿足礦山生產(chǎn)苛刻規(guī)定，并且投資相對較少，性價(jià)比較高，具備很強(qiáng)實(shí)用價(jià)值。2.2.2調(diào)速裝置礦井提高機(jī)，從電力拖動(dòng)而言，可分為交流拖動(dòng)和直流拖動(dòng)兩大類。國內(nèi)當(dāng)前正在服務(wù)礦井提高機(jī)電控系統(tǒng)中，屬于交流拖動(dòng)有轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速系統(tǒng):屬于直流拖動(dòng)有直流發(fā)電機(jī)與直流電動(dòng)機(jī)構(gòu)成G-M調(diào)速系統(tǒng)和晶閘管整流裝置供電V-M調(diào)速系統(tǒng)。直流拖動(dòng)系統(tǒng)普通采用她勵(lì)電動(dòng)機(jī)作為主拖動(dòng)電機(jī)，它具備調(diào)速性能好，低速階段運(yùn)營穩(wěn)定，在加速，減速和低速運(yùn)營時(shí)電耗小，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制等長處.依照供電方式不同，直流拖動(dòng)系統(tǒng)又可分為兩類，一類是發(fā)電機(jī)組供電系統(tǒng)(簡稱G-M系統(tǒng))，一類是晶閘管供電系統(tǒng)(簡稱V-M系統(tǒng))。G-M系統(tǒng)特點(diǎn)是過載能力強(qiáng)，所需設(shè)備均為常規(guī)定型產(chǎn)品，供貨容易，運(yùn)營可靠，維護(hù)工作量大但是技術(shù)規(guī)定不高，對系統(tǒng)以外電網(wǎng)不會(huì)導(dǎo)致有害影響，即不會(huì)引起電力公害等。與G-M系統(tǒng)相比，V-M系統(tǒng)具備如下長處:功率放大倍數(shù)高，G-M系統(tǒng)功率放大倍數(shù)在101左右，V-M系統(tǒng)可高達(dá)104，比G-M系統(tǒng)高三個(gè)數(shù)量級;迅速響應(yīng)性好，G-M系統(tǒng)為秒級，V-M為毫秒級，因而動(dòng)態(tài)品質(zhì)迅速性能較好;功耗小、效率高，G-M系統(tǒng)平均效率為75%左右，V-M系統(tǒng)可達(dá)85%左右，比G-M系統(tǒng)效率提高10%以上;調(diào)速范疇大，由于剩磁影響，G-M系統(tǒng)在調(diào)速時(shí)轉(zhuǎn)速受到限制，而V-M系統(tǒng)調(diào)速時(shí)速度從零到最大速度都能控制，運(yùn)營可靠。直流拖動(dòng)系統(tǒng)具備調(diào)速性能好特點(diǎn)，是交流拖動(dòng)系統(tǒng)無法相比。而V-M系統(tǒng)由于具備以上某些突出特點(diǎn)，因而，當(dāng)前在大型提高機(jī)方面，世界各國大多采用直流拖動(dòng)方案，尤以V-M系統(tǒng)為主。但是依照國內(nèi)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表白，V-M系統(tǒng)尚存在如下缺陷:(1)晶閘管元件過載能力(過電壓、過電流)較低，因而在礦井提高機(jī)系統(tǒng)中作為供電元件時(shí)，為了適應(yīng)瞬時(shí)過載(例如提高機(jī)加速階段)需要，普通將元件容量和耐壓級別都相應(yīng)增大，或者增長使用晶閘管元件數(shù)量，使元件作串聯(lián)或并聯(lián)運(yùn)營，雖然用元件在正常負(fù)載時(shí)處在低負(fù)載(降級使用)，以保證在過載加速階段，晶閘管元件負(fù)載依然在額定負(fù)載范疇內(nèi)，不致由于浮現(xiàn)過負(fù)荷時(shí)使晶閘管元件燒毀。但由于這種降級使用，也給生產(chǎn)維護(hù)上增長了困難。(2)有沖擊性無功功率。由于高次諧波影響，使電網(wǎng)電壓波動(dòng)加大并導(dǎo)致畸變，即所謂引起“電力公害”:同步低速時(shí)功率因數(shù)也較低。當(dāng)前,在國內(nèi)使用多繩摩擦輪提高機(jī)，G-M直流拖動(dòng)占一定比例，而進(jìn)口直流拖動(dòng)提高系統(tǒng)，則所有采用V-M系統(tǒng)。老式串電阻交流拖動(dòng)系統(tǒng)具備構(gòu)造簡樸，結(jié)實(shí)耐用，占地面積小，維護(hù)以便，運(yùn)營可靠價(jià)格低廉，設(shè)備供貨容易，安裝調(diào)試周期短等長處.重要缺陷是啟動(dòng)階段電能損耗較大，當(dāng)用于規(guī)定頻繁啟動(dòng)或不同運(yùn)營速度多水平提高機(jī)時(shí)就更為不經(jīng)濟(jì)。但用于單水平提高時(shí)，其提高效果事實(shí)上與用發(fā)電機(jī)組供電直流拖動(dòng)系統(tǒng)相稱。此外在調(diào)速性能方面，交流拖動(dòng)系統(tǒng)普通不如直流拖動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)越，但選用了動(dòng)力制動(dòng)、低頻制動(dòng)、可調(diào)機(jī)械閘、負(fù)荷測量、計(jì)算裝載等輔助裝置后，交流拖動(dòng)系統(tǒng)亦可獲得滿意調(diào)速性能。綜上因素，交流拖動(dòng)系統(tǒng)在國內(nèi)中小型礦山或者中檔深度如下礦井獲得了廣泛應(yīng)用。近年來交流變頻調(diào)速技術(shù)迅速發(fā)展起來，調(diào)速方式不斷進(jìn)步使得運(yùn)用于提高機(jī)系統(tǒng)交流調(diào)速技術(shù)不但僅局限于老式轉(zhuǎn)子串電阻方式，變頻調(diào)速技術(shù)也越來越多地在提高機(jī)控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，充分發(fā)揮出交流調(diào)速優(yōu)勢。當(dāng)前交流調(diào)速最有前程是變頻調(diào)速技術(shù)，在變頻調(diào)速技術(shù)中矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制都能滿足提高機(jī)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載這一特性，因此在提高機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中這兩種調(diào)速方案將是重要發(fā)展方向。2.2.3主控系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)由主控系統(tǒng)、變頻系統(tǒng)、液壓站、潤滑站、操作臺(tái)、安全保護(hù)和控制監(jiān)視系統(tǒng)構(gòu)成，系統(tǒng)框圖如圖2-3所示。各某些功能如下。2-3提高機(jī)控制系統(tǒng)框圖（1）主控系統(tǒng)圖2-3為提高機(jī)控制系統(tǒng)框圖。系統(tǒng)主控系統(tǒng)采用三菱FX2N系列可編程控制器，一備一用，當(dāng)主PLC發(fā)生故障時(shí)候可以迅速切換備用PLC不影響生產(chǎn)。使用PLC集成高速計(jì)數(shù)輸入口以及特殊高速計(jì)數(shù)模塊相結(jié)合，對分別安裝于電機(jī)軸、輥筒主軸、天輪四個(gè)編碼器數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，同步監(jiān)視速度、深度以及判斷松繩；A/D模塊采集現(xiàn)場液壓站及潤滑站油壓、油溫等信號(hào);在井筒及深指器各階段安裝行程開關(guān)，用以擬定罐籠位置，并互相校驗(yàn)，達(dá)到停車位精準(zhǔn)控制。程序編制滿足提高機(jī)自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)、驗(yàn)繩、調(diào)繩等工作方式，并可以便轉(zhuǎn)換;滿足提高階段(如加速、減速、等速、爬行等)穩(wěn)定運(yùn)營規(guī)定。（2）變頻調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng)采用德國制造西門子變頻器，性能優(yōu)越，采用矢量控制技術(shù)適合提高機(jī)工作環(huán)境，只需在控制單元給出對變頻器控制命令(正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、多段速等)即可使提高機(jī)按照設(shè)定速度曲線運(yùn)營，滿足提高階段穩(wěn)定運(yùn)營規(guī)定。變頻調(diào)速裝置自身具備過壓、欠壓、過流、過負(fù)荷、缺相、超溫等保護(hù)，同步配合來自現(xiàn)場各種信號(hào)傳感器監(jiān)視及相應(yīng)解決，可實(shí)現(xiàn)絞車過卷、過速、減速、限速等重要保護(hù)雙線制保護(hù)功能，滿足煤礦安全規(guī)程規(guī)定。在變頻器系統(tǒng)中輸出閘控信號(hào)到PLC，規(guī)定只有在變頻輸出轉(zhuǎn)矩達(dá)到一定值時(shí)候才可以松閘，這樣會(huì)避免豎井提高機(jī)啟動(dòng)時(shí)發(fā)生溜車現(xiàn)象。（3）液壓站為提高機(jī)提供制動(dòng)力，停車時(shí)先通過液壓站給卷筒施加機(jī)械制動(dòng)力，再取消直流制動(dòng)力；提高機(jī)起動(dòng)時(shí)，先對電機(jī)施加直流制動(dòng)，再松開機(jī)械抱閘，防止溜車，以保證系統(tǒng)安全可靠地工作。（4）操作臺(tái)操作臺(tái)設(shè)立兩個(gè)手柄，分別用于速度輔助給定及制動(dòng)力給定。它是整個(gè)礦井提高機(jī)運(yùn)送系統(tǒng)控制核心，通過它可以設(shè)定系統(tǒng)工作方式和控制方式，可以發(fā)布系統(tǒng)各種控制命令，以實(shí)現(xiàn)對提高機(jī)啟動(dòng)、加速、平穩(wěn)運(yùn)營、減速、停車以及緊急制動(dòng)等各種控制功能。（5）控制監(jiān)視系統(tǒng)：是操作人員和控制系統(tǒng)及運(yùn)送系統(tǒng)之間橋梁，它可以在線監(jiān)測提高機(jī)運(yùn)送系統(tǒng)各種工作參數(shù)、工作狀態(tài)、故障參數(shù)和故障狀態(tài)。（6）安全保護(hù)本系統(tǒng)設(shè)有一條硬件安全電路和兩條軟件安全電路，這三條安全電路互相冗余與閉鎖，一條斷開時(shí)，另兩條也同步斷開。硬安全回路通過硬件回路實(shí)現(xiàn)，無論P(yáng)LC單元與否正常工作，一旦浮現(xiàn)重度故障信號(hào)，硬安全回路立即斷開;軟安全回路分別在兩套PLC軟件中搭建，與硬安全回路相似并且同步動(dòng)作。安全電路斷開后，系統(tǒng)會(huì)及時(shí)解除運(yùn)營控制指令，封鎖變頻器，制動(dòng)油泵，斷開安全閥和KT線圈，進(jìn)行緊急制動(dòng)。安全保護(hù)功能齊全，設(shè)有過卷、等速超速、定點(diǎn)超速、PLC編碼器斷線、錯(cuò)向、傳動(dòng)系統(tǒng)故障及自動(dòng)限速等保護(hù)功能?？刂葡到y(tǒng)工作原理：當(dāng)司機(jī)聽到開車信號(hào)時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，PLC控制將380V動(dòng)力電源接入變頻器。再松開液壓制動(dòng)閘并將主令控制器推到正向（或反向），提高機(jī)開始運(yùn)營。在提高過程中，控制提高機(jī)運(yùn)營主速度給定S形速度曲線由PLC編程產(chǎn)生，通過A/D轉(zhuǎn)換，由模仿量輸出口輸出，以驅(qū)動(dòng)變頻器工作；對變頻器輸出頻率調(diào)節(jié)控制，也可依照現(xiàn)場工況需要，由操作臺(tái)速度控制手柄以輔助給定方式進(jìn)行控制。旋轉(zhuǎn)編碼器可以檢測主電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，并將此信號(hào)傳送給可編程控制器，PLC通過該信號(hào)可以合計(jì)計(jì)算提高機(jī)速度及行走距離，監(jiān)視器可以時(shí)時(shí)顯示提高機(jī)速度和位置。第3章變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1變頻調(diào)速發(fā)展及在提高機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用老式調(diào)速系統(tǒng)中，直流調(diào)速以其控制容易，調(diào)速精度高等特點(diǎn)長期占據(jù)了主導(dǎo)地位，但是由于構(gòu)造復(fù)雜，過流能力不強(qiáng)，環(huán)境適應(yīng)差，難以實(shí)現(xiàn)高速度化等因素，始終限制了其應(yīng)用范疇進(jìn)一步擴(kuò)大。相比較而言，交流異步電機(jī)具備環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、過流能力大、牢固耐用、構(gòu)造簡樸、容易維護(hù)及價(jià)格低廉等長處，但異步電機(jī)調(diào)速性能難以滿足生產(chǎn)規(guī)定。隨著電力電子器件產(chǎn)生和控制理論飛速發(fā)展，當(dāng)代控制理論越來越多應(yīng)用到交流調(diào)速系統(tǒng)中，使得交流調(diào)速性能可以和直流調(diào)速相媲美、相競爭，交流調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。近年來，電力電子技術(shù)發(fā)展和DSP微解決器推出，更為高性能交流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)奠定了基本，當(dāng)前已經(jīng)進(jìn)入了實(shí)用化階段，作為眾多調(diào)速方案之一變頻調(diào)速，其發(fā)展不超過40年，卻獲得了長足進(jìn)步，變頻調(diào)速以其節(jié)能和可平滑調(diào)速，調(diào)速范疇寬等長處得到了廣泛應(yīng)用。交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制技術(shù)大體經(jīng)歷了如下幾種發(fā)展階段：第一種階段為電壓/頻率(U/f)恒定控制，這種控制辦法在低頻時(shí)定子電壓較低，定子漏抗壓降所占份量不能忽視，因而需要人為地把電壓抬高某些，用以補(bǔ)償定子壓降，負(fù)載不同步需要補(bǔ)償定子壓降值也不同樣，在控制軟件中備有不同斜率補(bǔ)償特性，以便顧客選取。第二個(gè)階段是矢量變換控制，它辦法是模仿直流電動(dòng)機(jī)控制特點(diǎn)來進(jìn)行交流電動(dòng)機(jī)控制，通過電機(jī)統(tǒng)一理論和坐標(biāo)變換理論，把交流電動(dòng)機(jī)定子電流分解成磁場定向坐標(biāo)磁場電流分量和與之相垂直坐標(biāo)轉(zhuǎn)矩電流分量，把固定坐標(biāo)系變換為旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系解耦后，交流量控制變?yōu)橹绷髁靠刂?，于是等同于直流電?dòng)機(jī)。第三個(gè)階段為直接轉(zhuǎn)矩控制，也叫直接自控，它避開了矢量控制中兩次坐標(biāo)變換及求矢量模與相角復(fù)雜計(jì)算工作，直接在定子坐標(biāo)系上計(jì)算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與磁通，使轉(zhuǎn)矩響應(yīng)時(shí)間控制在一拍以內(nèi)，且無超調(diào)，控制性能更好。提高機(jī)控制系統(tǒng)硬件由模仿技術(shù)轉(zhuǎn)向數(shù)字技術(shù)，全數(shù)字變頻技術(shù)應(yīng)用于提高機(jī)控制。減速段速度調(diào)節(jié)采用低頻發(fā)電制動(dòng)方式，將系統(tǒng)動(dòng)能反饋給電網(wǎng)，與動(dòng)力制動(dòng)減速相比，不但調(diào)速性能好、減速與爬行自然過渡，并且節(jié)能效果明顯。采用當(dāng)代智能控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)速度電流閉環(huán)調(diào)節(jié)，使減速階段在各種條件下均可嚴(yán)格按照給定速度圖運(yùn)營，使交流拖動(dòng)在減速段達(dá)到直流拖動(dòng)調(diào)速性能，減速段到爬行段過渡平滑。這樣在提高機(jī)系統(tǒng)最大靜張力差容許范疇內(nèi)能實(shí)現(xiàn)正力減速與爬行、負(fù)力減速與爬行以及驗(yàn)繩等各種工作方式，達(dá)到控制規(guī)定。采用矢量控制技術(shù)零速起動(dòng)轉(zhuǎn)矩達(dá)150%，保證低速爬行時(shí)啟動(dòng)與運(yùn)營特性，輸出頻率跟隨給定頻率，并且頻率與電流值可精確批示出來。從而使傳動(dòng)系統(tǒng)獲得高精度、高可靠性。采用直接轉(zhuǎn)矩控制可改進(jìn)低頻特性，普通變頻器雖然可以輸出較低頻率，但輸出力矩小，特性較軟，應(yīng)用于提高位能負(fù)載時(shí)，起動(dòng)瞬間總要溜車。采用特殊軟件編程，改進(jìn)低頻特性，雖然在輸出0Hz狀況下，也能輸出200%負(fù)載力矩，達(dá)到了在整個(gè)運(yùn)營過程都能輸出滿足負(fù)載規(guī)定力矩。完全避免了重載坡起時(shí)溜車現(xiàn)象。提高機(jī)使用變頻調(diào)速控制具備下列長處:(1)調(diào)速平滑、調(diào)速范疇大。通過控制器控制，變頻器輸出頻率可以持續(xù)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，使電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流小、動(dòng)負(fù)荷小、調(diào)速平滑而無沖擊。(2)調(diào)速精度高。電動(dòng)機(jī)在自然特性上運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)外特性硬，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化小。(3)動(dòng)態(tài)品質(zhì)好?？墒固岣邫C(jī)起動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)和調(diào)速過程時(shí)間降至至少，具備良好動(dòng)態(tài)品質(zhì)。(4)易實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)換向，當(dāng)頻率減少至零后即可反向開車，采用控制器變化相序即可實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)，因而可在四象限內(nèi)平滑過渡。(5)節(jié)電效果明顯。變頻調(diào)速比轉(zhuǎn)子回路串接電阻調(diào)速辦法節(jié)約電能20%～40%。3.2變頻調(diào)速基本原理由電機(jī)學(xué)基本公式：(4.1)式中電動(dòng)機(jī)定子繞組磁極對數(shù)p一定，變化電源頻率f，即可變化電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速。異步電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速總低于同步轉(zhuǎn)速，并且隨著同步轉(zhuǎn)速而變化。電源頻率增長，同步轉(zhuǎn)速n0也增長，實(shí)際轉(zhuǎn)速也增長；電源頻率下降，同步轉(zhuǎn)速n0也下降，電機(jī)轉(zhuǎn)速也減少，這種通過變化電源頻率實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)過程稱為變頻調(diào)速。在變頻調(diào)速領(lǐng)域，異步電機(jī)控制方式各種各樣，但從轉(zhuǎn)矩響應(yīng)性和過渡特性來看，變頻調(diào)速控制方式分為如下幾種:（1）V/F控制V/F控制是交流電機(jī)最簡樸一種控制辦法，通過控制過程中始終保持V/F為常數(shù)，來保證轉(zhuǎn)子磁通恒定。然而V/F控制是一種開環(huán)控制方式，速度動(dòng)態(tài)特性較差，電機(jī)轉(zhuǎn)矩運(yùn)用率低，控制參數(shù)(如加/減速度等)還需要依照負(fù)載不同來進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)，特別是低速時(shí)由于定子電阻和逆變器等器件開關(guān)延時(shí)存在，系統(tǒng)也許會(huì)發(fā)生不穩(wěn)定現(xiàn)象.這種控制方式多用于調(diào)速精度不高場合。（2）轉(zhuǎn)差頻率控制轉(zhuǎn)差頻率控制是檢測異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，對轉(zhuǎn)差頻率采用閉環(huán)控制.與V/F控制相比，調(diào)速精度規(guī)定較高，且系統(tǒng)容易穩(wěn)定，即能在遼闊調(diào)速范疇內(nèi)，將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩、功率因數(shù)及效率控制在最佳狀態(tài)。但是采用此法電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)只能是單機(jī)運(yùn)營，同步轉(zhuǎn)差頻率控制未能實(shí)行對電機(jī)瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制，盡管這種系統(tǒng)靜態(tài)精度較高，但由于迅速性較差，故合用于對響應(yīng)迅速性規(guī)定不高系統(tǒng)。（3）矢量控制矢量控制是一種建立在轉(zhuǎn)子磁鏈定向基本上，通過一系列坐標(biāo)變換，實(shí)現(xiàn)電機(jī)定子電流轉(zhuǎn)矩分量和磁通分量解耦控制辦法，可以將作為控制對象感應(yīng)電機(jī)當(dāng)作直流電機(jī)來進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩控制。當(dāng)前，實(shí)用中多采用轉(zhuǎn)差頻率矢量控制，由于其沒有實(shí)現(xiàn)直接磁通閉環(huán)控制，無需檢測出磁通，因而容易實(shí)現(xiàn)。但是其控制器設(shè)計(jì)在某種限度上依賴于電機(jī)參數(shù)，為了減少控制上對電機(jī)參數(shù)敏感性，已經(jīng)提出了許多參數(shù)辨識(shí)、參數(shù)補(bǔ)償和參數(shù)自適應(yīng)方案，收到了較好效果。(4)直接轉(zhuǎn)矩控制直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)也是一種轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制辦法，其克服了坐標(biāo)變換和解耦運(yùn)算復(fù)雜性，直接對轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制，通過轉(zhuǎn)矩誤差、磁通控制誤差，按一定原則選取逆變器開關(guān)狀態(tài)，控制施加在定子端三相電壓，調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速和輸出功率，達(dá)到控制電機(jī)轉(zhuǎn)速目。由于DTC直接著眼于轉(zhuǎn)矩控制，對轉(zhuǎn)子參數(shù)變化體現(xiàn)為狀態(tài)干擾而非參數(shù)干擾，DTC辦法比矢量控制辦法具備較高魯棒性。但是DTC也存在局限性之處，其最大困難就在于低速性能不抱負(fù)。3.3變頻器選取選取變頻器時(shí)應(yīng)以負(fù)載特性為基本根據(jù)，分析提高機(jī)負(fù)載屬于重力，其負(fù)載特性屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性。由于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載類設(shè)備都存在一定靜摩擦力，負(fù)載慣量很大，在啟動(dòng)時(shí)規(guī)定有足夠啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。這就規(guī)定通用變頻器有足夠低頻轉(zhuǎn)矩提高能力和短時(shí)過流能力。但當(dāng)?shù)退贂r(shí)負(fù)載較重狀況下，為提高轉(zhuǎn)矩提高能力而使電壓補(bǔ)償提過高，往往容易引起過電流保護(hù)動(dòng)作。選型時(shí)應(yīng)充分考慮這些狀況，必要時(shí)應(yīng)將通用變頻器容量提高一檔，或者采用品有矢量控制或直接轉(zhuǎn)矩控制通用變頻器。采用矢量控制或直接轉(zhuǎn)矩控制通用變頻可以在但是電流狀況下提供較大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。對于升降類恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，如提高機(jī)、電梯等，此類負(fù)載特點(diǎn)是啟動(dòng)時(shí)沖擊電流大，在其下降過程中需要一定制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，同步會(huì)有能量回饋，因而規(guī)定變頻器有一定余量。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意恰當(dāng)增大異步電動(dòng)機(jī)容量或增大通用變頻器容量。通用變頻器容量普通取1.1～1.5倍異步電動(dòng)機(jī)容量。3.3.1變頻器選型提高機(jī)普遍選用帶低速轉(zhuǎn)矩提高功能電壓型變頻器，如日本安川，三菱，富士，德國西門子及丹麥丹佛斯等。本系統(tǒng)選用西門子6SE70變頻器，西門子變頻器具備較合理價(jià)格，完整頓論計(jì)算書及輔件推薦值，有助于顧客合理選用。6SE07系列變頻器是具備各種可供選取接線方式設(shè)備:有將整流某些與逆變某些裝于一體變頻器、用于變頻器制動(dòng)電阻和制動(dòng)單元、單獨(dú)整流單元、整流回饋單元和單獨(dú)逆變器。制動(dòng)運(yùn)營方式:對于不經(jīng)常制動(dòng)設(shè)備可以選取變頻器+制動(dòng)單元+制動(dòng)電阻方式;對于經(jīng)常制動(dòng)設(shè)備采用整流回饋單元向公共直流母線供電，再由直流母線向多臺(tái)逆變器供電;對于不同步制動(dòng)逆變器可以在直流母線上互換能量，當(dāng)制動(dòng)功率大時(shí)從回饋單元向電網(wǎng)回饋能量；還可以將多臺(tái)變頻器直流母線直接連接，形成公共直流母線，再接入制動(dòng)單元與制動(dòng)電阻，當(dāng)制動(dòng)功率大時(shí)由制動(dòng)電阻消耗能量。6SE7O系列變頻器具備各種控制方式:可以設(shè)定為VVVF控制、開環(huán)矢量控制、閉環(huán)矢量控制中一種。閉環(huán)矢量控制性能最佳，必要接入測速裝置;6SE70系列變頻器所有設(shè)備均有故障自診斷功能。6SE70裝置自身提供了各種可靠有效故障保護(hù)辦法。同步也提供了簡樸實(shí)用故障查詢手段，裝置可以記錄同步發(fā)生各種故障(最多達(dá)8個(gè))，并可以保存近來8次所發(fā)生過故障代碼。3.3.2變頻器容量選取變頻器容量可從三個(gè)角度表述:額定電流、可用電動(dòng)機(jī)功率和額定容量。其中后兩項(xiàng)變頻器生產(chǎn)廠家由本國或我司生產(chǎn)原則電動(dòng)機(jī)給出，或隨變頻器輸出電壓而減少，都很難確切表達(dá)變頻器能力。選取變頻器時(shí)，只有變頻器額定電流量是一種反映半導(dǎo)體變頻器裝置負(fù)載能力核心量。負(fù)載電流不超過變頻器額定電流是選取變頻器容量基本原則。變頻器額定功率指是它合用4級交流異步電動(dòng)機(jī)功率。由于同容量電動(dòng)機(jī)，其極數(shù)不同，電動(dòng)機(jī)額定電流不同。隨著電動(dòng)機(jī)極數(shù)增多，電動(dòng)機(jī)額定電流增大。變頻器容量選取不能以電動(dòng)機(jī)額定電流為根據(jù)。同步，對于本來采用變頻器改造項(xiàng)目，變頻器容量選取也不能以電動(dòng)機(jī)額定電流為根據(jù)。這是由于，電動(dòng)機(jī)容量選取在考慮最大負(fù)載，富裕系數(shù)，電動(dòng)機(jī)規(guī)格等因素，往往電動(dòng)機(jī)容量富裕較大，工業(yè)用電動(dòng)機(jī)經(jīng)常在50%～60%額定負(fù)荷下運(yùn)營。若以電動(dòng)機(jī)額定電流為根據(jù)來選取變頻器容量，留有富裕量太大，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)上揮霍，而可靠性并沒有因而而得到提高。變頻器與電動(dòng)機(jī)匹配重要是電動(dòng)機(jī)額定電壓及電流，如果電動(dòng)機(jī)額定電流不大于同功率變頻器額定電流，普通來說用同等功率就足夠了，但如果大了，只得用大一級變頻器。對于鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，變頻器容量選取應(yīng)以變頻器額定電流不不大于電動(dòng)機(jī)最大正常工作電流1.1倍為原則，這樣可以最大限度地節(jié)約資金。在選用變頻器時(shí)除了考慮技術(shù)性和可靠性外還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性，普通不要留有太大功率余量，變頻器與電動(dòng)機(jī)兩者功率應(yīng)相匹配，不但經(jīng)濟(jì)性好并且輸出波形更好。提高機(jī)平均起動(dòng)轉(zhuǎn)矩普通來說可為額定力矩值1.3～1.6倍。考慮到電源電壓波動(dòng)因素及需通過125%超載實(shí)驗(yàn)規(guī)定等因素，其最大轉(zhuǎn)矩必要有1.2倍負(fù)載力矩值，以保證其安全使用規(guī)定。等額變頻器僅能提供不大于150%超載力矩值，為此可通過提高變頻器容量或同步提高變頻器和電機(jī)容量來獲得20%力矩值。提高機(jī)構(gòu)變頻器容量根據(jù)負(fù)載功率計(jì)算，并考慮2倍安全力矩。若用在電機(jī)額定功率選定基本上提高一擋辦法選取變頻器容量，則也許會(huì)導(dǎo)致不必要容量損失。3.3.3變頻器主電路設(shè)計(jì)及參數(shù)設(shè)定變頻器可以輸出頻率可調(diào)交流電源，在變頻器控制輸入回路中接入頻率設(shè)定電路，本系統(tǒng)中通過PLC輸出電壓信號(hào)(0～12V)來控制變頻器頻率。變頻器容量可從三個(gè)角度表述:額定電流、可用電動(dòng)機(jī)功率和額定容量，其中后兩項(xiàng)變頻器生產(chǎn)廠家由本國或我司生產(chǎn)原則電動(dòng)機(jī)給出，或隨變頻器輸出電壓而減少，都很難確切表達(dá)變頻器能力。還可以將多臺(tái)變頻器直流母線直接連接，形成公共直流母線，再接入制動(dòng)單元與制動(dòng)電阻，當(dāng)制動(dòng)功率大時(shí)由制動(dòng)電阻消耗能量。選取變頻器時(shí)應(yīng)以負(fù)載特性為基本根據(jù)，分析提高機(jī)負(fù)載屬于重力，其負(fù)載特性屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性。由于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載類設(shè)備都存在一定靜摩擦力，負(fù)載慣量很大，在啟動(dòng)時(shí)規(guī)定有足夠啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩此外在變頻器外圍加設(shè)有聲光報(bào)警輸出口及制動(dòng)單元，可以實(shí)現(xiàn)變頻器故障報(bào)警和安全制動(dòng)，更有效對控制系統(tǒng)進(jìn)行安全保護(hù)，變頻調(diào)速主控電路如圖3-1所示。3-1變頻調(diào)速主控電路圖聲光報(bào)警回路：變頻器報(bào)警輸出動(dòng)斷（常閉）觸點(diǎn)30B-30C串聯(lián)在KM1線圈電路內(nèi)，當(dāng)變頻器因故障不能正常工作時(shí)，報(bào)警輸出常閉觸點(diǎn)動(dòng)作，使KM1線圈失電，將變頻器與電源斷開，進(jìn)行安全保護(hù)。為了保護(hù)報(bào)警輸出觸點(diǎn)，在接觸器線圈兩端，并聯(lián)阻容吸取電路（即RC震蕩電路）。同步（常開）觸點(diǎn)30B-30C閉合，將報(bào)警批示燈HL和電笛HA接通，進(jìn)行聲光報(bào)警。與此同步，斷電器KA1得電，其觸點(diǎn)將聲光報(bào)警電路自鎖，使變頻器斷電后，聲光報(bào)警能持續(xù)下去，直到工作人員按下ST1停為止，報(bào)警才干解除。制動(dòng)控制回路：提高機(jī)負(fù)載由于慣性較大，當(dāng)變頻器輸出頻率下降至0Hz時(shí)，經(jīng)常停不住，而有“蠕動(dòng)”(也稱爬行)現(xiàn)象，在礦山提高機(jī)這種大負(fù)載機(jī)械中，蠕動(dòng)現(xiàn)象有也許導(dǎo)致十分危險(xiǎn)后果。為此，變頻器調(diào)速時(shí)應(yīng)設(shè)立能耗制動(dòng)和直流制動(dòng)功能。關(guān)于功能參數(shù)系統(tǒng)存儲(chǔ)在裝置中參數(shù)組構(gòu)造菜單中，因而，一種菜單代表裝置所有參數(shù)中一套參數(shù)，一種參數(shù)有也許列入幾種菜單。參數(shù)表指明一種參數(shù)作列入菜單，通過配備給每個(gè)菜單菜單號(hào)，使其賦值生效。參數(shù)設(shè)立環(huán)節(jié)分為三類:(1)參數(shù)恢復(fù)到工廠設(shè)立工廠設(shè)立時(shí)裝置所有參數(shù)被定義初始狀態(tài)，裝置在這個(gè)設(shè)立下進(jìn)行供貨。(2)應(yīng)用參數(shù)設(shè)立環(huán)節(jié)簡樸應(yīng)用參數(shù)設(shè)立慣用于已精確理解裝置應(yīng)用條件且無需測試以及需要有關(guān)擴(kuò)展參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)充狀況:(3)用參數(shù)設(shè)立專家應(yīng)用參數(shù)設(shè)立經(jīng)慣用于實(shí)現(xiàn)不能擬定理解裝置使用條件且詳細(xì)參數(shù)調(diào)節(jié)必要在本機(jī)上完畢狀況。在參數(shù)設(shè)立中用到是專家應(yīng)用、專家應(yīng)用參數(shù)設(shè)立重要分為如下幾種環(huán)節(jié):功率某些定義(P060=8)、電子板定義(P060=4)、系統(tǒng)定義(P060=5)、功能調(diào)節(jié)。第4章PLC在提高機(jī)變頻控制系統(tǒng)中應(yīng)用4.1PLC概述國際電工委員會(huì)（IEC）于1982年11月1985年1月對可編程序控制器作了如下定義：“可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定期、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作命令，并通過數(shù)字式模仿式輸入和輸出，控制各種類型機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌潢P(guān)于設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一種整體，易于擴(kuò)充功能原則而設(shè)計(jì)。具備其她工業(yè)設(shè)備難以具備特點(diǎn)：PLC具備如下特點(diǎn):(1)可靠性高。在I/O環(huán)節(jié)，PLC采用了光電隔離、濾波各種辦法。系統(tǒng)程序和大某些顧客程序都采用E2PROM存儲(chǔ)，普通PLC平均無端障工作時(shí)間可達(dá)幾萬小時(shí)以上。(2)控制功能強(qiáng)。PLC所采用CPU普通是具備較強(qiáng)位解決功能位解決機(jī)，為了增強(qiáng)其復(fù)雜控制功能和聯(lián)網(wǎng)通信等管理功能，可以采用雙CPU運(yùn)營方式，使其功能得到極大加強(qiáng)。(3)編程以便易學(xué)。第一編程語言(梯形圖)是一種圖形編程語言，與近年來工業(yè)現(xiàn)場使用電器控制圖非常相似，理解方式也相似，非常適合現(xiàn)場人員學(xué)習(xí)。(4)模塊化構(gòu)造，擴(kuò)展能力強(qiáng)。依照現(xiàn)場需要進(jìn)行不同功能擴(kuò)展和組裝，一種型號(hào)PLC可用于控制從幾種I/O點(diǎn)到幾百個(gè)I/O點(diǎn)控制系統(tǒng)。(5)與外部設(shè)備連接以便。采用統(tǒng)一接線方式可拆裝活動(dòng)端子排，提供不同端子功能合用于各種電氣規(guī)格。(6)合用與惡劣工業(yè)環(huán)境。采用封裝方式，適合于各種震動(dòng)、腐蝕、有毒氣體等應(yīng)用場合。(7)體積小、重量輕、功耗低、性價(jià)比高。維修以便，功能更改靈活。4.2本系統(tǒng)中PLC選型及特點(diǎn)三菱PLC有如下系列:Q系列，AnS系列，QnA系列，A系列和FX系列前四個(gè)系列PLC為模塊型?？砂匆?guī)定配備。FX系列PLC為單元型，內(nèi)含CPU、電源和固定搭配輸入/輸出。Q4AR系列為雙機(jī)熱備系列，最大輸入輸出點(diǎn)數(shù)為8192點(diǎn)。A系列PLC最大輸入輸出點(diǎn)數(shù)為2048點(diǎn)。F系列程控器最大輸入輸出點(diǎn)數(shù)為256點(diǎn)。

三菱小型FX2N系列程控器輸入輸出點(diǎn)最大不超過256點(diǎn)。每臺(tái)主機(jī)可連模入、模出、高速記數(shù)、定位等特殊功能模塊，不超過8個(gè)。FX系列PLC依照輸入輸出點(diǎn)數(shù)不同及功能分為各種不同系列：輸入出點(diǎn)數(shù)在30點(diǎn)以內(nèi)可使用FX1S系列

輸入出點(diǎn)數(shù)在128點(diǎn)以內(nèi)可使用FX1N系列

輸入出點(diǎn)數(shù)在256點(diǎn)以內(nèi)可使用FX2N系列

FX2N系列是PLCFX家族中最先進(jìn)系列?；締卧?16～128點(diǎn))有繼電器或晶體管輸出,最多可擴(kuò)展到256點(diǎn)。內(nèi)置有8K步RAM(最多可擴(kuò)展到16K步)可選用存儲(chǔ)卡盒，有RAM，EPROM和EEPROM。FX2N系列PLC特點(diǎn)：(1)高速運(yùn)算速度基本指令：0.08微秒/指令，應(yīng)用指令：1.52至幾百微秒/指令。(2)更靈活配備除了具備滿足特殊規(guī)定大量特殊功能模塊外，六個(gè)基本FX2N單元中每個(gè)單元可以擴(kuò)充到256個(gè)I/O?？稍鲩L一種通道,如：連接一臺(tái)人機(jī)界面顯示單元DU，此外一種連接編程器或連二臺(tái)DU。

(3)豐富軟元件3072點(diǎn)輔助繼電器(M)、256點(diǎn)計(jì)時(shí)器、235點(diǎn)計(jì)數(shù)器、8000數(shù)據(jù)寄存器和1000點(diǎn)狀態(tài)繼電器(S)。4.3PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.3.1PLCI/O分派為提高系統(tǒng)可靠性，PLC輸入輸出信號(hào)均采用一定信號(hào)隔離方式:輸入信號(hào)，開關(guān)量信號(hào)通過繼電器隔離分派，電平信號(hào)通過信號(hào)分派板隔離分派;輸出信號(hào)，通過中間繼電器轉(zhuǎn)接來控制執(zhí)行對象。在設(shè)計(jì)時(shí)需記錄I/O總量，涉及開關(guān)量和模仿量，以擬定選用PCL模塊數(shù)量以及型號(hào)。詳細(xì)分派如下表，F(xiàn)X2N-A-1系列PLC控制系統(tǒng)輸入信號(hào)及地址編號(hào)如表4-1所示。表4-1輸入點(diǎn)地址編碼名稱地址編碼名稱地址編碼電機(jī)A軸編碼器（速度）X0半自動(dòng)X24電機(jī)B軸編碼器（速度）X1主系統(tǒng)X25電機(jī)B軸編碼器（深度）X2備系統(tǒng)X26輥筒編碼器（速度）X3人員X27深指編碼器（速度）X4材料X30心跳脈沖輸入X10調(diào)繩X31驗(yàn)繩X11正常X32KP開關(guān)X12調(diào)閥X33維修X13G1X34應(yīng)急X14G2X35上過卷X15G3X36無過卷X16G4X37下過卷X17調(diào)繩控制開關(guān)通X401#KT轉(zhuǎn)換開關(guān)X20調(diào)繩控制開關(guān)斷X412#KT轉(zhuǎn)換開關(guān)X21故障復(fù)位X42手動(dòng)X22半自動(dòng)運(yùn)營X43自動(dòng)X23深度清零X44語音復(fù)位X45深指上井口開關(guān)X63急停X46深指下井口開關(guān)X64備用X47井筒上過卷X65三倍靜力矩實(shí)驗(yàn)按鈕X50井筒下過卷X66主令零位停車X51井筒上終端X67主令上升X52井筒下終端X70主令下降X53井筒上減速點(diǎn)X71緊閘開關(guān)X54井筒下減速點(diǎn)X72松閘開關(guān)X55井筒上井口開關(guān)X73深指上過卷X56井筒下井口開關(guān)X74深指下過卷X57井筒上校正開關(guān)X75深指上終端X60井筒下校正開關(guān)X76深指下終端X61閘瓦開關(guān)X77深指減速點(diǎn)X62FX2N-B-1系列PLC控制系統(tǒng)輸入信號(hào)及地址編號(hào)如表4-2所示。表4-2輸入點(diǎn)地址編碼名稱地址編碼名稱地址編碼松繩開關(guān)X0KT2出口壓力開關(guān)X14深指失效1X1制動(dòng)油溫度開關(guān)X15深指失效2X2壓差發(fā)訊器信號(hào)1X16電機(jī)風(fēng)機(jī)運(yùn)營反饋X3壓差發(fā)訊器信號(hào)2X17變頻運(yùn)營反饋X4潤滑油欠壓信號(hào)1X20主電失壓X5潤滑油欠壓信號(hào)2X21變頻故障X6潤滑油過壓信號(hào)X22A管電子壓力繼電器X7壓差開個(gè)信號(hào)X23電子溫度繼電器開關(guān)X10液位控制上限X24緊閘反饋繼電器X11液位控制下限X25松閘反饋繼電器X12液量開關(guān)X26KT1出口壓力開關(guān)X13制動(dòng)閥運(yùn)營反饋X27FX2N-C-1PLC控制系統(tǒng)輸入信號(hào)及地址編號(hào)如表4-3所示。表4-3輸入點(diǎn)地址編碼名稱地址編碼名稱地址編碼制動(dòng)泵故障反饋X0調(diào)繩閥鎖開關(guān)X10潤滑泵運(yùn)營反饋X1硬解除二級制動(dòng)中繼X11潤滑泵故障反饋X2備用1X12后備保護(hù)開關(guān)X3備用2X13提示信號(hào)X4備用3X14安全繼電器反饋X5備用4X15調(diào)繩離合器1X6閘控開關(guān)X16調(diào)繩離合器2X7FX2N-B-1控制系統(tǒng)輸出信號(hào)及地址編號(hào)如表4-4所示。表4-4輸出點(diǎn)地址編碼名稱地址編碼深度速度數(shù)顯表RCKY0深度速度數(shù)顯表SCKY1深度數(shù)顯表Y2速度數(shù)顯表Y3主PLC心跳輸出Y4FX2N-A-1控制系統(tǒng)輸出信號(hào)及地址編號(hào)如表4-5所示。表4-5輸出點(diǎn)地址編碼名稱地址編碼名稱地址編碼電磁閥中繼G3Y0檢繩故障Y21電磁閥中繼G4Y1深指失效批示Y22電磁閥中繼G5Y2制動(dòng)油過壓批示Y23電磁閥中繼G6Y3等速段超速批示Y24語音報(bào)警1Y4減速段超速批示Y25語音報(bào)警2Y5爬行段超速批示Y26語音報(bào)警3Y6閘瓦磨損批示Y27軟安全回路中繼Y7離合器打開Y30減速點(diǎn)打鈴Y10離合器合上Y31電機(jī)風(fēng)機(jī)運(yùn)營輸出Y11變頻正轉(zhuǎn)輸出中繼Y40PLC監(jiān)視輸出Y12變頻反轉(zhuǎn)輸出中繼Y41主容許一次提高輸出Y13變頻預(yù)留Y42制動(dòng)泵運(yùn)營輸出Y14變頻多段速1Y43潤滑泵運(yùn)營輸出Y15變頻多段速2Y44閘控輸出Y16變頻多段速3Y45一次提高故障批示Y204.3.2PLC接線圖第5章PLC控制程序設(shè)計(jì)5.1PLC軟件概述及提高機(jī)PLC控制規(guī)定三菱PLC編程軟件有幾種，在此用到是Gxdeveloper，是一款可兼容三菱各種型號(hào)PLC編程軟件，有離線仿真功能。(1)GX開發(fā)器1)開發(fā)器(GPPW)可以用于生成涵蓋所有三菱電機(jī)PLC設(shè)備軟件包。使用軟件可覺得Fx/AQnA/Q系列PLC生成程序。2)開發(fā)器(GPPW)使用Widnows操作平臺(tái)以提高工作效率，便于調(diào)試操作和維修操作。3)梯形圖、指令表、或者是SFC(時(shí)序功能圖)進(jìn)行編程。4)可以與原先涉及基于DOS操作系統(tǒng)程序在內(nèi)編程軟件相兼容。5)維護(hù)涉及監(jiān)控和程序/參數(shù)上載和下載，通過調(diào)制解調(diào)器通訊即可實(shí)現(xiàn)。(2)提高機(jī)PLC控制系統(tǒng)規(guī)定1)提高機(jī)速度(PLC)控制方式提高速度給定方式有兩種:一種是給定速度為時(shí)間函數(shù)，v=f(t);另一種是給定速度為行程函數(shù)，v=f(s)。為了提高提高機(jī)運(yùn)營速度控制精度，在速度給定電路中增長了加速變化率限制環(huán)節(jié)，即不但要限制加速度，并且還要限制加速度變化率。為了提高機(jī)運(yùn)營安全可靠，采用行程給定和時(shí)間給定串級連接。在速度圖中不浮現(xiàn)折線，實(shí)現(xiàn)S形速度給定曲線。2)提高機(jī)行程(PLC)控制方式通過井筒開關(guān)、旋轉(zhuǎn)編碼器檢測提高行程。其中一種旋轉(zhuǎn)編碼器安裝在提高機(jī)主軸上，另一種旋轉(zhuǎn)編碼器安裝在提高電動(dòng)機(jī)軸上，天輪軸上安裝旋轉(zhuǎn)編碼器作為行程檢測后備器件。井筒開關(guān)用來校正行程顯示和控制信號(hào)，使行程控制和顯示誤差縮小到容許范疇。5.2程序設(shè)計(jì)(1)軟件構(gòu)造由于系統(tǒng)控制核心重要由PCL和上位機(jī)構(gòu)成，因而，軟件涉及PLC控制軟件和上位機(jī)組態(tài)軟件。PLC軟件重要功能是對提高機(jī)啟動(dòng)、加速、減速、停車等過程控制、信號(hào)采集、邏輯解決。PLC軟件設(shè)計(jì)采用模塊化構(gòu)造，程序編制采用梯形圖。上位機(jī)軟件重要對系統(tǒng)運(yùn)營狀態(tài)、故障狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，對運(yùn)營數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和記憶。PLC軟件構(gòu)造設(shè)計(jì)是依照提高機(jī)工藝和控制規(guī)定，將控制任務(wù)和過程分解為許多子過程和子任務(wù)，再對各個(gè)子過程和子任務(wù)進(jìn)行模塊設(shè)計(jì)、功能闡明，形成一種模塊化程序構(gòu)造。如圖5-1所示。圖5-1PLC軟件構(gòu)造圖(2)設(shè)計(jì)思路軟件某些闡明由于控制工藝比較復(fù)雜，本程序采用主子程序模塊化順序構(gòu)造進(jìn)行編程，程序中內(nèi)存地址可提成:參數(shù)設(shè)定、上位機(jī)顯示、故障存儲(chǔ)、運(yùn)營數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、中間量這五某些，系統(tǒng)各種子程序均由主循環(huán)程序調(diào)用執(zhí)行，按事先輸入控制程序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制，系統(tǒng)編程靈活，修改程序以便，僅需修改子程序梯形圖程序就可變化控制功能，便于現(xiàn)場維護(hù)管理，使提高機(jī)運(yùn)營安全性和可靠性得到了大幅度提高。主程序和某些子程序分別簡介如下:1）控制程序控制子程序流程圖如圖5-2所示。提高信號(hào)、工作手柄以及所選取工作方式，驅(qū)動(dòng)變頻器實(shí)現(xiàn)提高下放操作，完畢對絞車啟動(dòng)、加速、等速、減速、停止等運(yùn)營過程轉(zhuǎn)矩和頻率控制。故障時(shí)，通過對液壓站電磁閥控制，實(shí)行一二級安全制動(dòng)。重要輸出驅(qū)動(dòng)控制功能為:a電機(jī)變頻調(diào)速控制；b制動(dòng)泵液壓泵控制；c液壓站電磁閥控制；d調(diào)繩調(diào)閘操作；e安全保護(hù)、安全制動(dòng)。程序置有半自動(dòng)運(yùn)營(主井提高可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)營)、手動(dòng)運(yùn)營、檢修運(yùn)營、應(yīng)急運(yùn)營等四種運(yùn)營方式。在正常狀況下可采用半自動(dòng)或手動(dòng)運(yùn)營；檢修運(yùn)營時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)給定一種檢修速度(0.3m/s)低速運(yùn)營:當(dāng)故障時(shí)，在系統(tǒng)保護(hù)停機(jī)后，故障被確認(rèn)但不能及時(shí)排除，此時(shí)可采用應(yīng)急運(yùn)營方式，應(yīng)急運(yùn)營速度不超過0.5m/s。圖5-2控制子程序流程圖2)深度、速度檢測子程序速度檢測采用光電旋轉(zhuǎn)編碼器雙線輸入。運(yùn)用高速計(jì)數(shù)模塊對編碼器信號(hào)計(jì)數(shù)，其中一路編碼器信號(hào)用于行程速度保護(hù)，一路用于顯示與監(jiān)測。兩套編碼器數(shù)據(jù)在程序中不斷進(jìn)行比較，當(dāng)比較成果發(fā)生不一致時(shí)，程序會(huì)發(fā)出故障安全制動(dòng)指令。3)程序軟安全回路功能設(shè)立在PLC軟安全回路中具備如下保護(hù)接點(diǎn):過卷保護(hù)、主電源失壓、制動(dòng)油過壓、后備保護(hù)、變頻故障、操作臺(tái)急停信號(hào)、減速段超速、等速段超速、爬行段超速、松繩信號(hào)、深指失效、松閘保護(hù)、錯(cuò)向保護(hù)、編碼器失效、PLC故障、溜車故障。以上任一故障發(fā)生均會(huì)斷開安全回路實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)。此外，主令零位、工作閘零位與安全回路閉鎖。4）保護(hù)設(shè)立子程序?qū)Ω鞣N保護(hù)點(diǎn)(減速點(diǎn)開關(guān)、過卷開關(guān)、終點(diǎn)開關(guān)、解除二級制動(dòng)中繼接點(diǎn)等)除在外部設(shè)立硬接點(diǎn)外，在程序中也設(shè)立軟開關(guān)進(jìn)行雙重保護(hù)，在程序中設(shè)立保護(hù)如下:過卷保護(hù)，當(dāng)提高容器超過正常停車位置0.5m時(shí)，過卷保護(hù)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)。等速段超速、減速段超速、爬行段超速保護(hù)。程序中設(shè)立各種運(yùn)營方式下速度保護(hù)包絡(luò)線，對各種狀況超速全程監(jiān)控，任何超速均會(huì)斷開安全回路，實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)。自動(dòng)減速功能，當(dāng)提高容器到達(dá)減速位置時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出警示鈴聲并開始減速。深指失效保護(hù)，程序通過讀取深度批示器上編碼器數(shù)值，與其他編碼器數(shù)值進(jìn)行比較，當(dāng)判斷深指失效時(shí)，自動(dòng)斷電并實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)。變頻故障保護(hù)，程序不斷監(jiān)測變頻器運(yùn)營狀態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)變頻故障時(shí)，自動(dòng)斷電并實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)。松繩保護(hù)，程序不斷監(jiān)測松繩開關(guān)狀態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)松繩故障時(shí)，斷開安全回路，實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)。溜車保護(hù)功能，當(dāng)提高機(jī)無運(yùn)營指令而有運(yùn)營速度時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)斷開安全回路，實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng)。潤滑油過壓/欠壓、潤滑油超溫、閘瓦磨損、制動(dòng)油超溫保護(hù)功能。此類故障發(fā)生在運(yùn)營中，則容許本次提高完畢，但不容許下次開車。開車前浮現(xiàn)此類故障，則不容許再開車。PLC是本控制系統(tǒng)中核心一環(huán)，其重要控制電路如圖5—3所示，重要控制功能有如下幾項(xiàng)：主令操作控制、保護(hù)監(jiān)視控制。主令操作控制，對系統(tǒng)進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)提高機(jī)與操作臺(tái)之間指令傳遞，向提高系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)指令，并變化相應(yīng)電控系統(tǒng)工作狀態(tài)，使提高機(jī)按照預(yù)定力圖和速度圖安全運(yùn)營，運(yùn)營方式可分為啟動(dòng)、等速運(yùn)營、減速、爬行、停車。PLC依照運(yùn)營方式對變頻器實(shí)現(xiàn)S形速度給定控制，實(shí)現(xiàn)箕斗運(yùn)營速度準(zhǔn)S形曲線。PLC還完畢各種保護(hù)監(jiān)視功能。監(jiān)控內(nèi)容重要涉及：超速監(jiān)視、過卷監(jiān)視、實(shí)時(shí)速度監(jiān)視、井筒過卷監(jiān)視、變頻器故障監(jiān)視、礦車行程監(jiān)視、過載監(jiān)視、深度批示器監(jiān)視等，以上監(jiān)視內(nèi)容浮現(xiàn)故障時(shí)，通過報(bào)警回路報(bào)警或安全回路實(shí)現(xiàn)抱閘停車保護(hù)。1、起動(dòng)，停車(1)多數(shù)變頻器不能適應(yīng)上電運(yùn)營功能，因此應(yīng)對控制系統(tǒng)加入保護(hù)功能。當(dāng)需要開機(jī)運(yùn)營時(shí)，按下起動(dòng)按鈕SB1，其輸出繼電器KM1便吸合，置于電源與變頻器之間常開觸點(diǎn)閉合，將三相AC380V動(dòng)力電接入變頻調(diào)速回路中；當(dāng)減速停車，并實(shí)現(xiàn)機(jī)械抱閘制動(dòng)后，可以將變頻器與動(dòng)力電源脫開，按下停止按鈕SB2，使繼電器KM1失電，其常開觸點(diǎn)斷開，變頻器便與動(dòng)力電源脫開。圖5-3PLC外部接線(2)梯形圖及編程語言二、上提高，下放在控制回路中運(yùn)用正轉(zhuǎn)繼電器K1常閉觸頭控制反轉(zhuǎn)繼電器K2線圈；運(yùn)用反轉(zhuǎn)繼電器K2常閉觸頭控制正轉(zhuǎn)繼電器K1線圈。從而達(dá)到互鎖作用。其動(dòng)作過程如：當(dāng)要下放礦車或送工人到井下時(shí)，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。此時(shí)變頻器REV與CM端相連，電機(jī)反轉(zhuǎn)下放重物。同步斷開繼電器K1回路，形成下降閉鎖；當(dāng)按下上升按鈕時(shí)，K2吸合，斷開K1回路，形成上升閉鎖。此時(shí)FWD與CM相連，電機(jī)正轉(zhuǎn)上提煤車。當(dāng)按下停止按鈕時(shí)，所有繼電器常閉觸頭閉合，為下一次提高做準(zhǔn)備。三、工頻與變頻轉(zhuǎn)換(1)工變頻轉(zhuǎn)換系統(tǒng)可使電機(jī)轉(zhuǎn)速需在工頻運(yùn)營或變頻浮現(xiàn)故障時(shí)進(jìn)行自由切換。正常工作狀態(tài)，為變頻調(diào)速運(yùn)營。此時(shí)繼電器KM2得電，KM3失電；置于變頻器與電機(jī)之間KM2常開觸點(diǎn)閉合，跨過變頻器，連接電機(jī)與三相動(dòng)力電源KM3常開觸點(diǎn)斷開。變頻器接入調(diào)速回路，并接受操作臺(tái)控制信號(hào)及PLC反饋信號(hào)，進(jìn)行調(diào)速控制。當(dāng)變頻器浮現(xiàn)故障或需要對電機(jī)進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)，按下工頻按鈕，使KM2斷開，KM3閉合，電機(jī)進(jìn)入工頻狀態(tài)。這樣便于檢修和故障排除。(2)梯形圖及編程語言5.3系統(tǒng)抗干擾辦法可編程控制器重要應(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)備正常運(yùn)營存在著嚴(yán)重影響。因此在本系統(tǒng)中也不例外，有必要考慮系統(tǒng)抗干擾辦法?？垢蓴_重要辦法有：(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。必要時(shí)可采用帶有屏蔽層輸入和輸出信號(hào)電纜。(2)數(shù)據(jù)采集采用屏蔽電纜，所有屏蔽電纜層匯線接地，多芯電纜中備用信號(hào)回路匯線接地，輸入信號(hào)電纜、輸出信號(hào)電纜和電力電纜都要分開敷設(shè)，不能扎在一起，信號(hào)電纜接線端子均安裝在柜體下側(cè)。(3)數(shù)據(jù)采集采用屏蔽電纜，所有屏蔽電纜層匯線接地，多芯電纜中備用所有機(jī)柜、操作臺(tái)等均需保護(hù)接地，臺(tái)柜內(nèi)需有獨(dú)立PLC直流地、機(jī)殼安全地、電纜屏蔽地接地端子，與構(gòu)造內(nèi)部未接地電路板在電氣上隔離。電源柜、動(dòng)力柜、變頻柜進(jìn)線方式均為:下進(jìn)下出。(4)數(shù)據(jù)采集采用屏蔽電纜，所有屏蔽電纜層匯線接地，多芯電纜中備用引至PLC柜電纜要盡量遠(yuǎn)離那些會(huì)產(chǎn)生電磁干擾裝置。(5)數(shù)據(jù)采集采用屏蔽電纜，所有屏蔽電纜層匯線接地，多芯電纜中備用同一電平級別信號(hào)才干用一條多芯電纜傳播。因而對數(shù)字信號(hào)和模仿信號(hào)，在任何狀況下，都必要分開電纜進(jìn)行傳播。低電平信號(hào)線應(yīng)與其他信號(hào)線分開。盡量縮短模仿量I/O信號(hào)線長度，并采用雙芯屏蔽線作為信號(hào)線。(6)數(shù)據(jù)采集采用屏蔽電纜，所有屏蔽電纜層匯線接地，多芯電纜中備用保證PLC柜良好通風(fēng)環(huán)境，在設(shè)備現(xiàn)場，要充分考慮周邊環(huán)境影響，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(dòng)、熱源或潮濕地方。結(jié)論本文重要為礦井提高機(jī)設(shè)計(jì)一套PLC控制變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，設(shè)備涉及系統(tǒng)操作臺(tái)、變頻柜、電源柜、動(dòng)力柜及PLC實(shí)現(xiàn)提高機(jī)速度可調(diào)節(jié)，以節(jié)約能源和適應(yīng)生產(chǎn)需要。依照規(guī)定，此系統(tǒng)能達(dá)到現(xiàn)場運(yùn)營狀況、運(yùn)營數(shù)據(jù)都可以在司機(jī)控制室掌握，顧客在控制室可以通過操作臺(tái)或人機(jī)界面來設(shè)立提高機(jī)運(yùn)營頻率、啟動(dòng)和停止電機(jī)，并且各環(huán)節(jié)故障信息可以在操作臺(tái)或人機(jī)界面上反映出來，以用來提示顧客。對本文在礦井提高機(jī)控制系統(tǒng)研究中，采用變頻器和可編程序控制器相結(jié)合辦法，獲得了一定成果，通過對已改造提高機(jī)設(shè)備進(jìn)行調(diào)研以及有關(guān)文獻(xiàn)閱讀可以看出PLC控制變頻調(diào)速提高機(jī)有明顯社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。采用PLC后，克服了原繼電器系統(tǒng)局限性，系統(tǒng)安全可靠，性價(jià)比提高，且控制程序可依照需要修改，對提高控制技術(shù)水平具備遼闊應(yīng)用前景。變頻調(diào)速系統(tǒng)在提高機(jī)控制中顯示出其控制性能優(yōu)良、操作簡便、運(yùn)營效率高、維護(hù)工作量小等諸多長處，是礦用提高機(jī)傳動(dòng)發(fā)展方向。在使用過程中實(shí)現(xiàn)了軟起動(dòng)、軟停車，減少了機(jī)械沖擊，使運(yùn)營更加平穩(wěn)可靠；該系統(tǒng)四象限運(yùn)營，可實(shí)現(xiàn)絞車調(diào)速、換向、能量回饋制動(dòng)等功能，適應(yīng)范疇廣，節(jié)能效果更加明顯。實(shí)現(xiàn)方案同步還發(fā)現(xiàn)諸多局限性。1、在運(yùn)營過程中發(fā)當(dāng)前提高機(jī)啟動(dòng)和停止時(shí)，鋼絲繩有顫抖現(xiàn)象，導(dǎo)致安全隱患。在此后研究中可以加入先進(jìn)控制算法例如模糊控制，在軟件中為提高機(jī)啟動(dòng)和停止設(shè)立特定運(yùn)營曲線，使其運(yùn)營更穩(wěn)定，并解決顫繩問題。2、為提高系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)水平，增進(jìn)整機(jī)性能提高，減少成本。需要不斷關(guān)注有關(guān)電力電子、變頻器、PLC等領(lǐng)域新技術(shù)、新發(fā)展，選取更先進(jìn)、使用以便、工作可靠，并且性價(jià)比更高元器件。謝辭在本次畢業(yè)論文即將完畢之際，謹(jǐn)向所有予以我關(guān)懷、支持和協(xié)助教師和同窗們致以深深謝意，感謝她們在我做論文是予以我孜孜不倦解說，指引。正是由于她們協(xié)助，使我在做論文過程中，獲益匪淺，更進(jìn)一步理解了咱們專業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)過程中作用，為了我后來更進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下了較好基本。一方面，要感謝是我畢業(yè)設(shè)計(jì)導(dǎo)師何墉教師，在做畢業(yè)設(shè)計(jì)