矿井主井提升机plc控制系统设计

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1、矿井主井提升机PLC控制系统设计摘要：矿井提升机被称为矿山的咽喉，是矿山最重要的电气设备。提升机运行的安全性和可靠性对整个生产系统至关重要。传统矿井提升机调速性能差，在启停车、制动、逻辑控制等方面存在诸多安全问题。随着计算机和PLC技术的不断发展，采用先进的技术改造传统矿山行业的传统系统，从而使矿井提升机的性能得到极大的改善，其自动化水平、安全性、可靠性都达到了新的高度，保证了提升机的安全运行。本论文阐述了矿井直流提升机的分类、组成和工作原理。从解决实际矿井提升系统存在的问题出发，给出了矿井提升机PLC保护与控制系统的功能定义，包括行程控制、安全保护和辅

2、助系统控制。对PLC系统进行了软硬件配置，并设计PLC软件，实现了部分保护控制的功能。控制系统采用了双线制保护策略，包括继电器安全回路和PLC安全回路。论文对提升机电控系统的发展进行了展望。关键词：矿井提升机；PLC；保护控制1绪论1.1课题研究的背景矿井提升机是矿井生产的主要设备之一，在矿山生产过程中起关键性作用，是一套复杂的机械电气机组，是煤炭生产运输的主要工具。其任务是用于升降人员和设备，提升矿石以及下放材料等。他是沟通井下生产与地面生产运输的纽带。矿井提升机的工作特点：在一定的距离内，以较高的速度往复运行，完成提升或下放任务。因此，矿山提升设备应

3、具有良好的机械性能、先进的控制设备和完善的保护装置。它的特性和安全性直接影响采矿生产和工人生命安全，工作过程中一旦发生机械或电气故障，就会严重地威胁矿井的安全，损坏设备，影响生产，甚至造成人身伤亡事故。虽然矿井提升机本身有一些保护措施，但由于采矿作业的复杂性、环境的恶劣性和研究的局限性，有些保护措施未达到预期效果，致使煤矿生产中仍有很多由于提升系统造成的重大人员伤亡和设备损坏事故的发生，因此，素有“矿山咽喉”之称。随着技术的进步、现代化矿井的建设和对人生命的重视，人们对矿井提升机的安全可靠性提出了更高、更苛刻的要求。我国对矿井提升机的安全问题非常重视，《

4、煤矿安全规程》中对矿井提升机的性能参数有明确要求。虽然矿井提升机本身有一些保护措施，但由于煤矿生产的复杂性、环境的恶劣性和研究的局限性，有些保护措施未达到预期效果，一旦提升机没有按照给定速度曲线运行，就会发生提升机超速、过卷事故，轻者造成楔形罐道、罐笼的损害，影响矿井正常生产。严重的可拉倒井架，使得钢丝绳挫断、提升容器坠落和砸坏井筒内的机电设备，从而造成重大人员伤亡事故和重大设备事故，给煤矿生产带来极大的经济损失。当前，我国有一批老的提升设备已经进入“损耗故障期”，故障率增多，从而如果要全部更新，经济负担很重，根本不可能。使提升机运行的可靠性和安全性不能

5、得到最有效的保障。因此，开发一套简单实用的提升机保护控制系统是非常必要的。对原有提升机保护控制系统进行升级换代。使提升机运行的可靠性和安全性得到提高。通过对提升机的安全保护系统的研究,利用现代控制技术和手段,对各类提升机的安全保护系统进行数控化改造,使之具有必要的、完善的保护功能,对确保提升系统安全可靠运行是十分必要的,对矿井提升机的安全运行具有非常重要的现实意义。就计算机技术在工业现场应用情况而言，可编程控制器(PLC)是目前作为工业控制最理想的机型，PLC应用程序能够满足矿井提升机工艺控制要求，各项性能和指标都达到原设计要求。取代了继电器控制系统中大

6、量的中间继电器、时间继电器和计数器等硬件，所以体积大大缩小，工作可靠性也大大提高。与继电器控制系统相比，控制功能更加合理、完善，现场使用与操作更加方便、灵活，得到了良好效果。它是采用计算机技术、按事先编好并储存在计算机内部的一段程序来完成设备的操作控制。采用PLC控制，硬件简洁、软件灵活性强、调试方便、维护量小，PLC技术己经广泛应用在各种提升机保护控制中，配合一些提升机专用电子模块组成的提升机保护控制设备，可供控制高压带动力制动或低频制动，单、双机拖动等。操作、监控和安全保护系统选用可编程控制器。主控计算机应用软件能完成于提升机自动、半自动、手动、检修

7、、低速爬行等各种运动方式的控制要求。1.2提升机国内外发展现状国外研制的矿井提升机监控系统始于20世纪60年代，在提升机状态监控方面水平较高。特别是对闸控和速度监控等一些重要保护环节，设计更加的合理，有些环节设置双重保护，如过速保护，过卷保护等。这些监控保护的措施，对提升机的运行安全都是可靠的保证。下面简单介绍一下瑞典、德国和法国的提升机的速度监控系统。瑞典的提升机速度保护功能齐全，系统可靠，能实现全自动开车。以单罐笼带平衡锤提升机为例，这种提升机配备有显示、监控、安全保护等电路。如：(1)制动系统故障保护：当制动闸发生故障，闸衬磨损、闸盘变形、低油位以

8、及制动油泵、冷却风扇电动机过负荷等故障出现时均产生紧急停车；(2)全程的过速保护