基于plc矿井提升机控制系统设计

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1、学兔兔www.xuetutu.com第2期(总第171期)机械工程与自动化No．22012年4月MECHANICALENGINEERING＆AUTOMATIONAprI文章编号：1672-6413(2012)02—0139—02基于PLC的矿井提升机控制系统的设计索楠，马春燕，李永刚(太原理工大学信息工程学院，山西太原030024)摘要：矿井提升机是矿山生产的关键设备之一，是煤矿井上与井下联系的纽带。设计了一种以PLC为核心、采用变频器的矿井提升机的自动控制系统。使用组态软件WinCC完成上位监控功能，使系统的安全性大大提高，同时也降低了成本，提高了系统的控制

2、精度。关键词：矿井提升机；PLC；控制系统中图分类号：TD534tTP273文献标识码：A0引言三大部分组成。井口和井底的信号台主要负责各种提矿井提升机是一种专用大型绞车，采用钢丝绳带升信号的汉字显示及语音提示、各种信号的按钮检测；动容器在井筒中升降，完成输送物料和人员的任务。绞车房信号台主要完成井口、井底提升信号的数字和汉传统的提升机TKD控制系统采用转子串接电阻进行字显示及语音提示，以及前一次或前几次信号的存储记调速，这种方式耗电量大、故障点多、稳定性差，不能保忆和显示。该系统能实时反映提升机的各种状态，且井证煤矿生产的安全。因此，需要开发可靠性、安全性很

3、口、井底的输出信号一致并经确认后，方可发送信号到高的控制系统，使提升机可以安全稳定地运行。本文采绞车房信号台。两信号台输出信号不一致或误操作，信用PLC控制结合变频器调速的技术，对传统的提升机号就会解除，不能发送，需要重新进行信号联络。控制系统进行升级换代，克服了传动电控系统的缺陷。监测系统是操作人员和控制系统及运输系统之间1矿井提升机控制系统的设计的桥梁，它由触摸屏、深度指示器、井筒信号、工业以太1．1硬件设计网等组成，可以显示电动机的各种工作参数、工作状态、基于PLC的矿井提升机控制系统主要由打点信故障参数和故障状态，并对矿车的位置及速度进行实时号系统、监

4、测系统、变频器控制系统、操作台、安全保护监控。安装在提升机上的两个轴编码器是相互监测的，系统组成。系统组成框图如图l所示。它们输出的数字脉冲与主电动机的转速成正比，一个用于提升机速度和行程的显示，另一个用于速度保护。如果它们中有一个失效，将切换到另一个继续运行。为了能适应对负载的控制要求，该系统采用直接力矩控制变频器。控制系统实时监测电机轴上的负载力矩，根据负载力矩的大小控制变频器的输出电流，使输出力矩满足负载力矩的要求，转矩控制精度为土4。由于转矩控制是一种磁场与转矩互不干涉、按指令进行控制的方式，因此，可以实现低速时的平滑运行和高转矩高精度的速度、转矩控制

5、。图1矿井提升机控制系统组成框图本文采用转矩控制变频器的优点在于：①变频器提升机打点信号系统是煤矿井底与井上信息交流会自动识别电机参数，确定电机模型及电机的所有关的桥梁，主要由井口信号台、井底信号台、绞车房信号台键参数；②控制系统在零伺服控制有效时，可以使电动收稿日期#2011—12—02}修回日期#2Oll一12—09作者简介：索楠(1986一)。男，山西原平人。在读硕士研究生，研究方向；系统工程。学兔兔www.xuetutu.com·140·机械工程与自动化2012年第2期机在转速为零的状态下也能产生200以上的转矩。启动、加速、减速、停车的控制和对提升机

6、的数据信号进由于电动机发出的噪声过大，所以输出回路采用行采集与处理。提升机控制系统流程图如图3所示。IGBT功率模块和高载波频率正弦波SPWM控制方式来降低噪声污染。操作台是整个矿井提升机运输系统的控制核心，它设有两个手柄，分别用于速度辅助给定及制动力给定，通过它可以设定系统的工作方式和控制方式。系统有手动和半自动两种运行方式，在半自动状态下，提升机的启动由主令手动给定速度，等运行到变坡点后通过司机按半自动运行按钮实现半自动运行，半自动运行时等速、减速及停车按预先设定的速度图运行；在手动状态下，提升机在操作司机的控制下运行。1．2安全保护系统设计提升机的保护主

7、要由安全回路来实现，本系统设计了双线制安全回路，即PLC安全回路与继电器安全回路，如图2所示。由图2可以看出提升机的保护分两种，一种是发生故障时立即实现一级或二级安全制动；另一种是在发生故障时可以完成本次提升循环而不能进行下个提升循环的二次不能开车保护。图3提升机控制系统流程图3结束语本系统采用PI／2与变频器控制相结合的方式，使矿井提升机控制系统更加完整化、简单化、方便化，极大地图2保护电路原理图改善了矿井提升机的运行状况，保障了矿山的安全生产。2系统软件设计参考文献：系统软件主要由PLC控制软件和上位组态软件E13徐俊元，贺永南，付江平，等．基于PLC的煤

8、矿提升机变组成。上位机的应用程序采用S