基于plc矿井提升机控制系统设计

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1、摘要图纸联系343781482矿井提升机常被人们称为矿山的咽喉，是矿山最重要的关键设备，是地下矿井与外界的唯一通道，肩负着运输矿石、物料、人员等的重要责任。对提升机来说，运行的安全性与可靠性是至关重要的。传统的矿井提升机控制系统主要采用继电器－接触器进行控制，这类提升机通常在电动机转子回路中串接附加电阻进行启动和调速。这种控制系统存在可靠性差、操作复杂、故障率高、电能浪费大、效率低等缺点。因此对矿井提升机控制系统进行研究具有现实意义，也是国内外相关行业专家学者的一个研究课题。随着计算机和PLC技术的不断发展，采用先进的控制技术改造传统矿山行业的传统控制系统，从

2、而使矿井提升机的控制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，并采用现代化的管理和监视手段保障提升机的安全运行，保证矿井提升机可靠、准确地运行，实现矿井提升机的计算机控制。关键词：矿井提升机电气系统目录1绪论11.1国外矿井提升机的现状11.1.1晶闸管－电动机(SCR-D)直流低速直联拖动系统11.1.2交流变频调速同步机驱动提升系统11.1.3微机控制在提升机上的应用11.2国内提升机的现状与发展趋向21.2.1交流拖动方式21.2.2直流拖动方式21.2.3研制与发展21.3本章小结22提升机控制系统32.1矿井提升机对电气控制系

3、统的要求32.2电控系统组成62.3本章小结103提升机主控系统设计103.1主控系统组成113.2主控系统功能设计123.2.1主控制系统工作模式123.2.2主控制系统的功能123.3主控制系统PLC程序设计133.3.1PLC资源配置133.3.2PLC控制程序结构133.3.3程序设计思路133.3.4主控制系统的特点153.4PLC与上位机之间的通讯163.5本章小结174全数字直流调速系统设计174.1调速系统实现数字化的必要性174.2数字式直流双闭环调速系统原理174.3晶闸管变流装置的设计计算194.3.1整流变压器额定参数计算194.3.2

4、晶闸管额定参数的计算214.4全数字直流调速装置的选择234.5速度曲线优化设计254.5.1S形速度图提升的优点264.5.2S型速度曲线分析274.5.3行程控制算法分析294.6全数字直流调速系统参数调整314.7本章小结325提升机数字深度指示器335.1DSP数字深度指示器介绍335.1.1工作原理335.1.2系统构成335.1.3同步校正345.1.4罐笼位置指示355.1.5罐笼运行监控365.1.6逐点速度监控365.1.7罐位输出375.2DSP与上位机的通讯设计375.2.1RS232串口连接方式375.2.2软件系统功能设计385.3本

5、章小结396上位机监测管理系统406.1硬件系统406.2软件系统406.3本章小结447信号系统447.1信号系统的基本任务及基本要求447.2信号系统的组成447.3信号系统的功能实现457.3.1功能457.3.2PLC-214资源使用457.3.3程序思路457.4本章小结47结论48感谢49参考文献50太原理工大学阳泉学院----毕业设计说明书1绪论矿井提升装置是采矿业的重要设备，提升机的电力传动特性复杂，电动机频繁正反向，经常处于过负荷运转和电动、制动不断地转换的状态中。对提升机来说，运行的安全、可靠性是至关重要的，因此，安全运行就成为提升机设计、

6、制造的首要考虑问题。随着科学技术的进步和矿井生产现代化要求的不断提高，人们对提升机工作特性的认识进一步深化，提升设备及拖动控制系统也逐步趋于完善，各种新技术、新工艺逐步应用于矿井提升设备中[6]。1.1国外矿井提升机的现状1.1.1晶闸管－电动机(SCR-D)直流低速直联拖动系统部分发达国家原有的交流提升机已基本上被晶闸管－电动机(SCR-D)系统所取代。如AEG公司采用低速直联的SCR-D系统，电机功率3000kW，额定转速55.8r/min，滚筒直径6.5m,提人速度17m/s，提物速度20m/s，提升高度1200m，具有完善的保护系统；采用磁场反并联，有

7、平波电抗器及卧式深度发送装置；采用积分给定与行程给定相结合的双重给定信号；主回路采用两组三相桥组成12脉动顺抗整流，大大提高了功率因数。1.1.2交流变频调速同步机驱动提升系统SCR-D直流拖动系统趋于成熟，且采用了顺控技术等措施来提高功率因数，但其功率因数仍然较低，从而从电网吸收大量的无功功率，且对电网品质因数产生严重的影响，提升容量越大，问题越突出。再则，直流电机制造成本高，电枢回路的整流子限制了提升容量的进一步增加，且整流子，碳刷易磨损，加大了维护工作量，故障率高。因此换相整流子是个薄弱环节。由于存在上述两个问题，迫使人们又重新考虑交流拖动方式。自80年

8、代初以来，交流变频供电的同步机拖动异军