基于 PLC 的矿井提升机控制系统设计
2010-2-9 20:25:00 来源：
1 引言目前，我国绝大部分矿井提升机（超过 70% ）采用传统的交流提升机电控系统（tkd-a 为代 表）。tkd 控制系统是由继电器逻辑电路、大型空气接触器、测速发电机等组成的有触点控制系统。经 过多年的发展，tkd-a 系列提升机电控系统虽然已经形成了自己的特点，然而其不足之处也显而易见， 它的电气线路过于复杂化，系统中间继电器、电气接点、电气联线多，造成提升机因电气故障停车事 故不断发生。采用 plc 技术的新型电控系统都已较成功的应用于矿井提升实践，并取得了较好的运行经 验，克服了传统电控系统的缺陷，代表着交流矿井提升机电控技术发展的趋势。2 总体设计方案基于 plc 技术的矿井交流提升机电控系统控制电路组成结构如图 1 所示，要由以下 5 部分组成：高压主电路 （包括高压换向器、电动机、启动柜、动力制动电源）、主控 plc 电路、提升行程检测与显示电路、提 升速度检测、提升信号电路，其中高压主电路部分仍采用传统的继电器控制电路。
图 1 矿井交流提升机电控系统 框图 工作过程：当井口或井底通过信号通信电路发出开车信号后，开车条件具备。司机将制动手柄向前推 离紧闸位置，主电动机松闸。司机将主令控制器的操作手柄推向正向（或反向）极端位置，主控 plc 通 过程序控制高压换向器首先得电，使高压信号送入主电动机定子绕组，主电动机接入全部转子电阻启 动，然后依次切除 8 段电阻，实现自动加速，最后运行在自然机械特性上。交流提升机运行时，旋转 编码器跟随主电动机转动，输出 2 列 a/b 相脉冲，分别接到主控 plc 的高速计数器 hsc0 的 a/b 相脉冲输 入端，由主控 plc 根据 a/b 脉冲的相位关系，自动确定 hsc0 的加、减计数方式。根据 hsc0 的计数值，就 可以计算出提升行程并显示。同时只根据旋转编码器输出的 a 相脉冲，主控 plc 进行加计数。根据 hsc1 在恒定间隔时间内的计数值，就可以计算出提升速度。 3 硬件设计 3.1 提升机主回路部分设计主回路用于供给提升电动机电源，实现失压、过流保护，控制电机的转向和 调节转速。主回路由高压开关柜、高压换向器的常开触头、动力制动接触器的常开主触头、动力制动 电源装置、提升电动机、电机转子电阻、加速接触器的常开主触头（1jc～8jc）和装在司机操作台上的 指示电流表和电压表等组成。系统原理图如图 2 所示。
图 2 提升机主回路系统原理图图 2 提升机主回路系统原理图 主拖动电机选择：鼠笼式异步电动机尽管结构简单、价格便宜、维护方便，但很难满足提升机启动和 调速性能的要求，因此，矿井提升机交流拖动系统均选用绕线式异步电动机作为主拖动电动机，绕线 式异步电动机转子串电阻后能限制启动电流和提高启动转矩，并能在一定范围内进行调速。地面变电 所送来的二路 6kv 电源，一路工作，一路备用，经 tgg-6 型高压开关柜的隔离开关 glk1、油开关 gyd、 高压换向器线路接触器 xlc 的主触头、正向（或反向）接触器 zc（或 fc）后到主电机的定子。在高压开 关柜内还设有电压互感器 yh，失压服扣线圈 syq，电流互感器 lh 和过流脱扣线圈 glq，用于失压或过流 保护。在 syq 线圈回路中还串联接有紧急停车开关 jtk1 和换向器室栏栅门闭锁开关 lsk。3.2 制动回路设 计矿井提升机大多数采用绕线式异步电动机来拖动，且多数场合下采用有级切换转子回路电阻来实现 调速。其制动系统多采用可控硅动力制动和可调闸制动系统。前者为电气制动，后者为机械制动。提 升机在减速段运行中，当速度在 0～5%范围内，电气制动起作用，可调闸不起作用；当超速在 5%～ 10%范围内，电气制动限幅，并维持最大制动功率，同时可调闸起作用，总制动力矩增大；当超速 10%时，过速继电器 gsj1 作用于安全回路，可调闸将提升机滚筒闸住。晶闸管动力电源装置主要有两 部分组成，一部分为主回路，另一部分为触发回路。本文设计中采用 kzg 型三相可控硅动力制动系统。 此系统为单闭环动力制动系统，系统方框图如图 3 所示，从图中可以看出速度偏差控制和脚踏控制是 “或”的关系，哪个信号大，就允许哪个信号通过，亦即相应的控制方式发挥作用。因此，单闭环控制时 司机可以脚踏制动进行控制，而在脚踏控制时，如提升机超速，闭环系统又可起监视保护作用。
图 3 单闭环动制动系统方框图 3.3 速度给定回路速度给定方式就是按行程原则产生速度给定信号。在矿井提升机电控系统中，通常是 采用凸轮板给定方法，即由凸轮板控制自整角机的输出电压。由于自整角机没有可滑动的触点，因此 电压变化较平稳，工作较可靠，维护量较小。原理图如图 4 所示。
图 4 速度给定电路 自整角机作为给定装置应用时是将激磁绕组通以单相 110 伏交流电，在三相同步绕组中任取两相的输 出作为给定电压的输出。其输出电压为交流，如需要直流则应通过桥式整流输出。3.4 动力制动回路晶 闸管整流器及其触发装置成套地装在电源柜中，动力制动电源装置输出电压的大小与触发装置输入的 控制信号电压的高低有关。
图 5 动力制动电压形成回路 控制信号电压由两个回路组成一个或门电路，如图 5 所示。只要其中之一达到触发要求时，即可使晶 闸管触发起制动作用。这两个回路，一个是由实际速度与给定速度形成的速度偏差值，自动控制 cf3 磁 放大器的输出和动力制动输出，另一条回路由司机控制自整角机 cd2 的输出以实现人工调节。在人工控 制动力制动系统时，由司机控制脚踏板带动自整角机 cd2 发生控制电压。调整时应使其与磁放大器 cf3 的输出相配合。当脚跟刚刚踩下，脚尖尚未下踏时，相当于控制开关闭和，使 dzc 得电吸合，晶闸管动 力制动投入，但此时自整角机 cd2 输出很小，动力制动电流最小。当司机脚尖踏下后，自整角机 cd2 输 出最大。在脚踏动力制动与 cf3 输出回路中，分别由 z1 和 z2 两个二极管组成一个或门电路，此两种控 制信号成并联关系，互不影响。3.5 行程检测与显示利用旋转编码器将提升机的运行位置转化为脉冲， plc 对此脉冲进行高速计数，通过相应的计算自动生成提升机位置的相关数据，传送到 plc 内部高速计 数器的存储单元。为了提高计数器的脉冲精度，选用日本 omron 公司的 e6c-cwsc 型可逆旋转编码器， 其脉冲准确精度高，在低速时不会丢失脉冲。为了便于提升机司机操作，提升机电控系统需设置可靠 的行程显示装置（又称深度指示器）用于显示提升容器在井筒中的位置。本文设计根据编码器所测的 运行距离（0～570m），采用 3 个 led 七段显示器作为提升机位置的显示。
图 6 plc 数字显示电路 图 6 所示电路中，用具有锁存，译码，驱动功能的芯片 cd4513 驱动共阴极 led 七段显示器，三只 cd45 13 的数据输入端 a～d 共用可编程控制器的 4 个输出端，其中 a 为最低位，d 为最高位。le 是锁存使能 输入端，在 le 信号的上升沿将数据输入端输入的 bcd 数锁存在片内的寄存器中，并将该数译码后显示 出来。如果输入的不是十进制数，显示器熄灭。le 为高电平时，显示的数不受数据输入信号的影响。 显然，n 个显示器占用的输出点数为：4+n。3.6 辅助回路设计辅助回路是用于对辅助设备进行供电和控 制的。辅助回路的电源电压为交流 380v，两回路供电。辅助回路所带负荷有：晶闸管动力制动电源装 置、制动油泵电动机、润滑油泵电动机等。4 提升机主电动机转子电阻计算电动机转子电阻的计算，对 提升设备的正常运转有着重要的作用。进行启动电阻计算时，首先应确定预备级级数和加速级级数。
因为所选的级数直接影响到最大切换力矩的增大或减小及平均启动加速度的提高或降低，甚至由于过 载能力不够而需加大电动机容量，故应全面考虑，选出经济合理的级数。一般情况下，预备级级数和 加速级级数的选择见附表所示。
三相平衡启动电阻的计算方法很多，但基本上可分为两种类型：一类是按给定加速度来计算启动电 阻，另一类是以充分利用电动机的过载能力为出发点来计算。因第一类方法计算简便准确，故本文中 采用此方法计算。5 plc 控制系统设计 5.1 主控 plc 控制电路设计根据提升机的运行方式和煤矿企业的固 有特点，国产矿井提升机电控制系统中应用 plc 也发展很快。但从现场使用情况来看，目前，在国产煤 矿提升机控制系统中，plc 主要用于处理开关量，以替代老式提升机控制系统中众多的继电器、接触 器、复杂的连线以及信号显示系统，而涉及到提升机安全运行的制动系统中的模拟量和自动调节过 程，大多还是通过用半导体器件、运算放大器等可调闸和可控硅动力制动的普通电子模式来处理。使 用过程中经常会出现零点漂移、电子元件损坏，并且存在维修及重新调试难、可靠性差等缺点，因而 使提升机电控系统的可靠性降低。针对上述问题，深入研究用 plc 控制煤矿提升机控制系统是非常必要 的。本文中主控单元可编程序控制器（plc）设计，由一个 cpu226 主机和两片 i/o 扩展模块 em223 和 em222 组成，设计含有 40 个输入点 40 个输出点，则具体 i/o 接线如图 7 所示。
图 7 主控 plc 电路及扩展 i/o 接 线 5.2 plc 控制软件设计
图 8 主程序控制流程图 plc 控制软件主程序流程图如图 8 所示。（1）初始化子程序用于对高速计数器 hsc0 和 hsc1 进行以下操 作：写控制字，定义工作模式，清零，写设定值，设置定时中断，连接中断，启动计数。（2）制动油 泵、润滑油泵、动力制动电源、五通阀电磁铁、四通阀电磁铁和安全阀电磁铁等的控制属于交流提升 机安全运行所需辅助设备的控制。（3）制动油过压信号、制动油过热信号和润滑油过压信号的显示控 制用于交流提升机工作状态的显示控制。（4）调绳闭锁回路是在调绳过程中起安全保护作用。双卷简 提升机换水平调绳时，调绳转换开关 1hk-3 断开，使调绳连锁环节串入安全回路。正常运行时，lhk-3 接通，调绳连锁不起作用。（5）提升信号回路用于对交流提升电动机启动或减速作好准备。（6）位 置测量子程序用于测量提升机在矿井中的位置。（7）行程显示子程序根据旋转编码器的脉冲个数来显 示当前的行程位置。（8）减速信号回路和减速信号铃用于减速控制并且发出铃声提示信号。（9）自
动换向工作回路和手动正反转工作回路分别用于自动和手动方式下对交流提升电动机进行正反转控 制。（10）安全回路用于防止和避免交流提升机发生意外事故。（11）定时器控制回路和转子电阻通 断控制用于交流提升电动机启动或减速时的转子电阻切换控制。（12）动力制动回路用于动力制动电 源的投入与切除控制。（13）脚踏制动联锁和工作闸继电器用于交流提升电动机制动控制。6 结束语提 升机的控制系统采用 plc 控制与 tkd-a 控制系统结合的方式，具有可靠、安全、实现方便等优点。采用 plc 实现提升机主要控制逻辑，增加控制功能，实现高效自动化生产。其关键是充分发挥 plc 的优势， 利用其综合测控机制，解决好测速、保护等问题，实现与原系统的良好衔接，提高系统的综合性能， 达到低投入高产出。从系统的应用情况看仍存在一些需进一步完善的问题如：网络通信功能和先进控 制技术及策略如智能控制等，在现有 plc 技术的基础上进一步进行功能扩充，将会进一步提高我国矿井 提升电控系统的现代化水平。作者简介徐成毅男毕业于辽宁工学院电气工程及其自动化专业现供职于 大连三洋制冷有限公司技术研发本部。参考文献[1]卢燕.矿井提升机电力拖动与控制.北京:冶金工业出 版社,2001[2]王永华，陈玉国.现代电气控制及 plc 应用技术.北京:航空航天大学出版社,2003[3]余发止.国 内为矿井提升机的现状与发展.矿井机电,1995 年第 3 期[4]叶予光.基于 plc 技术的矿井提升机电控系统. 机电一体化,2004 年第 6 期[5]蒋宏民.plc 技术在我国矿井交流提升系统中的应用研究.冶金矿山设计与建 设，1998 年第 4 期[6]张红岩.可编程控制器在交流提升机电控中的应用.中州煤炭,2005 年第 4 期 主拖动电机选择：鼠笼式异步电动机尽管结构简单、价格便宜、维护方便，但很难满足提升机启动 和调速性能的要求，因此，矿井提升机交流拖动系统均选用绕线式异步电动机作为主拖动电动机， 绕线式异步电动机转子串电阻后能限制启动电流和提高启动转矩，并能在一定范围内进行调速。地 面变电所送来的二路 6kv 电源，一路工作，一路备用，经 tgg-6 型高压开关柜的隔离开关 glk1、油开 关 gyd、高压换向器线路接触器 xlc 的主触头、正向（或反向）接触器 zc（或 fc）后到主电机的定 子。在高压开关柜内还设有电压互感器 yh，失压服扣线圈 syq，电流互感器 lh 和过流脱扣线圈 glq， 用于失压或过流保护。在 syq 线圈回路中还串联接有紧急停车开关 jtk1 和换向器室栏栅门闭锁开关 lsk。3.2 制动回路设计矿井提升机大多数采用绕线式异步电动机来拖动，且多数场合下采用有级切换 转子回路电阻来实现调速。其制动系统多采用可控硅动力制动和可调闸制动系统。前者为电气制 动，后者为机械制动。提升机在减速段运行中，当速度在 0～5%范围内，电气制动起作用，可调闸 不起作用；当超速在 5%～10%范围内，电气制动限幅，并维持最大制动功率，同时可调闸起作用， 总制动力矩增大；当超速 10%时，过速继电器 gsj1 作用于安全回路，可调闸将提升机滚筒闸住。晶 闸管动力电源装置主要有两部分组成，一部分为主回路，另一部分为触发回路。本文设计中采用 kzg 型三相可控硅动力制动系统。此系统为单闭环动力制动系统，系统方框图如图 3 所示，从图中可以 看出速度偏差控制和脚踏控制是“或”的关系，哪个信号大，就允许哪个信号通过，亦即相应的控制 方式发挥作用。因此，单闭环控制时司机可以脚踏制动进行控制，而在脚踏控制时，如提升机超 速，闭环系统又可起监视保护作用。
图 3 单闭环动制动系统方框 图 3.3 速度给定回路速度给定方式就是按行程原则产生速度给定信号。在矿井提升机电控系统中，通常 是采用凸轮板给定方法，即由凸轮板控制自整角机的输出电压。由于自整角机没有可滑动的触点， 因此电压变化较平稳，工作较可靠，维护量较小。原理图如图 4 所示。
图 4 速度给定电路 自整角机作为给定装置应用时是将激磁绕组通以单相 110 伏交流电，在三相同步绕组中任取两相的 输出作为给定电压的输出。其输出电压为交流，如需要直流则应通过桥式整流输出。3.4 动力制动回 路晶闸管整流器及其触发装置成套地装在电源柜中，动力制动电源装置输出电压的大小与触发装置 输入的控制信号电压的高低有关。
图 5 动力制动电压形成回路 控制信号电压由两个回路组成一个或门电路，如图 5 所示。只要其中之一达到触发要求时，即可使 晶闸管触发起制动作用。这两个回路，一个是由实际速度与给定速度形成的速度偏差值，自动控制 cf3 磁放大器的输出和动力制动输出，另一条回路由司机控制自整角机 cd2 的输出以实现人工调节。 在人工控制动力制动系统时，由司机控制脚踏板带动自整角机 cd2 发生控制电压。调整时应使其与 磁放大器 cf3 的输出相配合。当脚跟刚刚踩下，脚尖尚未下踏时，相当于控制开关闭和，使 dzc 得电 吸合，晶闸管动力制动投入，但此时自整角机 cd2 输出很小，动力制动电流最小。当司机脚尖踏下 后，自整角机 cd2 输出最大。在脚踏动力制动与 cf3 输出回路中，分别由 z1 和 z2 两个二极管组成一 个或门电路，此两种控制信号成并联关系，互不影响。3.5 行程检测与显示利用旋转编码器将提升机
的运行位置转化为脉冲，plc 对此脉冲进行高速计数，通过相应的计算自动生成提升机位置的相关数 据，传送到 plc 内部高速计数器的存储单元。为了提高计数器的脉冲精度，选用日本 omron 公司的 e6c-cwsc 型可逆旋转编码器，其脉冲准确精度高，在低速时不会丢失脉冲。为了便于提升机司机操 作，提升机电控系统需设置可靠的行程显示装置（又称深度指示器）用于显示提升容器在井筒中的 位置。本文设计根据编码器所测的运行距离（0～570m），采用 3 个 led 七段显示器作为提升机位置 的显示。
图 6 plc 数字显示电路 图 6 所示电路中，用具有锁存，译码，驱动功能的芯片 cd4513 驱动共阴极 led 七段显示器，三只 cd45 -13 的数据输入端 a～d 共用可编程控制器的 4 个输出端，其中 a 为最低位，d 为最高位。le 是锁 存使能输入端，在 le 信号的上升沿将数据输入端输入的 bcd 数锁存在片内的寄存器中，并将该数译 码后显示出来。如果输入的不是十进制数，显示器熄灭。le 为高电平时，显示的数不受数据输入信 号的影响。显然，n 个显示器占用的输出点数为：4+n。3.6 辅助回路设计辅助回路是用于对辅助设 备进行供电和控制的。辅助回路的电源电压为交流 380v，两回路供电。辅助回路所带负荷有：晶闸 管动力制动电源装置、制动油泵电动机、润滑油泵电动机等。4 提升机主电动机转子电阻计算电动 机转子电阻的计算，对提升设备的正常运转有着重要的作用。进行启动电阻计算时，首先应确定预 备级级数和加速级级数。因为所选的级数直接影响到最大切换力矩的增大或减小及平均启动加速度 的提高或降低，甚至由于过载能力不够而需加大电动机容量，故应全面考虑，选出经济合理的级 数。一般情况下，预备级级数和加速级级数的选择见附表所示。
三相平衡启动电阻的计算方法很多，但基本上可分为两种类型：一类是按给定加速度来计算启动电 阻，另一类是以充分利用电动机的过载能力为出发点来计算。因第一类方法计算简便准确，故本文 中采用此方法计算。5 plc 控制系统设计 5.1 主控 plc 控制电路设计根据提升机的运行方式和煤矿企业 的固有特点，国产矿井提升机电控制系统中应用 plc 也发展很快。但从现场使用情况来看，目前，在 国产煤矿提升机控制系统中，plc 主要用于处理开关量，以替代老式提升机控制系统中众多的继电
器、接触器、复杂的连线以及信号显示系统，而涉及到提升机安全运行的制动系统中的模拟量和自 动调节过程，大多还是通过用半导体器件、运算放大器等可调闸和可控硅动力制动的普通电子模式 来处理。使用过程中经常会出现零点漂移、电子元件损坏，并且存在维修及重新调试难、可靠性差 等缺点，因而使提升机电控系统的可靠性降低。针对上述问题，深入研究用 plc 控制煤矿提升机控制 系统是非常必要的。本文中主控单元可编程序控制器（plc）设计，由一个 cpu226 主机和两片 i/o 扩 展模块 em223 和 em222 组成，设计含有 40 个输入点 40 个输出点，则具体 i/o 接线如图 7 所示。
图 7 主控 plc 电路及扩展 i/o 接线 5.2 plc 控制软件设计
图 8 主程序控制流程图 plc 控制软件主程序流程图如图 8 所示。（1）初始化子程序用于对高速计数器 hsc0 和 hsc1 进行以下 操作：写控制字，定义工作模式，清零，写设定值，设置定时中断，连接中断，启动计数。（2）制 动油泵、润滑油泵、动力制动电源、五通阀电磁铁、四通阀电磁铁和安全阀电磁铁等的控制属于交 流提升机安全运行所需辅助设备的控制。（3）制动油过压信号、制动油过热信号和润滑油过压信号 的显示控制用于交流提升机工作状态的显示控制。（4）调绳闭锁回路是在调绳过程中起安全保护作 用。双卷简提升机换水平调绳时，调绳转换开关 1hk-3 断开，使调绳连锁环节串入安全回路。正常 运行时，lhk-3 接通，调绳连锁不起作用。（5）提升信号回路用于对交流提升电动机启动或减速作 好准备。（6 ）位置测量子程序用于测量提升机在矿井中的位置。（ 7 ）行程显示子程序根据旋转编 码器的脉冲个数来显示当前的行程位置。（8）减速信号回路和减速信号铃用于减速控制并且发出铃
声提示信号。（9）自动换向工作回路和手动正反转工作回路分别用于自动和手动方式下对交流提升 电动机进行正反转控制。（10）安全回路用于防止和避免交流提升机发生意外事故。（ 11）定时器 控制回路和转子电阻通断控制用于交流提升电动机启动或减速时的转子电阻切换控制。（ 12）动力 制动回路用于动力制动电源的投入与切除控制。（ 13）脚踏制动联锁和工作闸继电器用于交流提升 电动机制动控制。6 结束语提升机的控制系统采用 plc 控制与 tkd-a 控制系统结合的方式，具有可 靠、安全、实现方便等优点。采用 plc 实现提升机主要控制逻辑，增加控制功能，实现高效自动化生 产。其关键是充分发挥 plc 的优势，利用其综合测控机制，解决好测速、保护等问题，实现与原系统 的良好衔接，提高系统的综合性能，达到低投入高产出。从系统的应用情况看仍存在一些需进一步 完善的问题如：网络通信功能和先进控制技术及策略如智能控制等，在现有 plc 技术的基础上进一步 进行功能扩充，将会进一步提高我国矿井提升电控系统的现代化水平。作者简介徐成毅男毕业于辽 宁工学院电气工程及其自动化专业现供职于大连三洋制冷有限公司技术研发本部。参考文献[1]卢燕. 矿井提升机电力拖动与控制.北京:冶金工业出版社,2001[2]王永华，陈玉国.现代电气控制及 plc 应用 技术.北京:航空航天大学出版社,2003[3]余发止.国内为矿井提升机的现状与发展.矿井机电,1995 年第 3 期[4]叶予光.基于 plc 技术的矿井提升机电控系统.机电一体化,2004 年第 6 期[5]蒋宏民.plc 技术在我国 矿井交流提升系统中的应用研究.冶金矿山设计与建设，1998 年第 4 期[6]张红岩.可编程控制器在交 流提升机电控中的应用.中州煤炭,2005 年第 4 期
摘要 矿井提升机是沿井筒提升煤炭、矸石、升降人员、下放材料的大型机械设备。它是矿山井下生产系统和地面工业广场相连接的枢纽,故要求具有很高的安全性,其成本和耗电量也比较高。因此本次在矿井提升机选型设计中, 主要是根据所给参数确定矿井提升设备，包括选择提升容器、钢丝绳、提升机、卷筒及校核提升能力,并经过多方面的技术经济比较,结合矿井的具体条件,做到设计切合实际。保证提升机的选型及其的,确定具有经济安全合适的提升系统。 矿井排水是通过排水泵经过管路把井下的水排到地面，保证正常生产。本次设计主要是通过计算，设计从中央泵房把水从立井中的管路排放到地面。 矿井通风是采矿科学的一个重要组成部分。为了使井下各工作地点都有良好的通风，有足够的新鲜空气，使其中有毒，有害，粉尘不超过规定值。矿井通风在矿业工程中占重要地位。通风机分为轴流式和离心式，本次设计中主要是做到对通风机有合理的选型。 关键词：矿井提升机矿井排水矿井通风选型设计
绪论 本设计选题根据是解决煤矿矿井生产中的提升;排水及通风问题。 矿山提升设备是矿井运输中的非常重要设备，占有特殊地位，是井下与地面联系的主要工具。矿井提升机是矿山运输中的主装式交-交变频提升机。后者主回路和磁场回路均采用电力电子器件，实现变频和整流。由于采集设备，是井下与地面联系的重要工具。矿井提升机又是矿山最大的固定设备之一，它的耗电量占矿山总耗电量的30～40%。电力电子技术较早就用于矿井提升机的传动，并且发展迅速，从60年代的模拟控制SCR-D直流提升机发展到目前最先进的同步机内用交流电机，没有电刷问题，提升机容量可以大幅度增加，例如南非帕拉波矿井内装式提升机电机功率达6300kW。我国东欢坨、大雁、陈四楼等矿均引进了内装式提升机。目前，全数字电力电子器件构成的国产直流提升机已占领了国内市场，并开始出口。但是由于我国的科技和生产水平的限制，我国的矿井提升机还有很大一部分需要依赖于进口发达国家的设备。矿山提升机是大型固定机械之一。矿山提升机从最初的蒸汽拖动的单绳缠绕式提升机发展到今天的变频拖动的多绳摩擦式提升机和 双绳缠绕式提升机，经历了170多年的发展历史。目前，国内外经常使用的提升机有单绳式和多绳摩擦式两种形式。国产单绳缠绕式提升机有JT和JM两个系列。JT系列提升机卷筒直径为800—1600mm，主要用于井下运输提升工作；JM系列提升机卷筒直径2—5主要用于地面井口提升工作。 按提升钢丝绳(简称提升绳)的工作原理，可分为缠绕式矿井提升机和摩擦式矿井提升机两类。缠绕式矿井提升机,有单卷筒和双卷筒两种，钢丝绳在卷筒上的缠绕方式与一般绞车类似。单筒大多只有一根钢丝绳，连接一个容器。双筒的每个卷筒各配一根钢丝绳，连接两个容器，提升机运转时一个容器上升，另一个容器下降。缠绕式矿井提升机大多用于年产量在120万吨以下、井深小于400米的矿井中。摩擦式矿井提升机适用于凿井以外的各种竖井提升。提升绳搭挂在摩擦轮上，利用与摩擦轮衬垫的摩擦力使容器上升。提升绳的两端各连接一个容器，或一端连接容器，另一端连接平衡重。为提高经济效益和安全性，摩擦式矿井提升机采用尾绳平衡提升方式，即配有与提升绳重量相等的尾绳。尾绳两端分别与两个容器（或容器和平衡重）的底部连接，形成提升绳-容器-尾绳-容器(或平衡重)-提升绳的封闭环路。容器处于井筒中的任何位置时，摩擦轮两侧的提升绳和尾绳的重量之和总是相等的。一般将布置在井筒顶部塔架上的这种提升机称为塔式摩擦式矿井提升机。塔架高出地面几十米，在地震区和地表土层特厚的矿区建造井塔耗资较大。提升机布置在地
矿井提升机课程设计 绪论 1.1 矿井提升机简介 矿井提升机 (mine winder；mine hoist) 是安装在地面，借助于钢丝绳带动提升容器沿井筒或斜坡道运行的提升机械。分“缠绕式提升机(mine drum winder)”和“摩擦式提升机(mine friction winder)”。它用钢丝绳带动容器（罐笼或箕斗）在井筒中升降，完成输送物料和人员的任务。矿井提升机是由原始的提水工具逐步发展演变而来。现代的矿井提升机提升量大，速度高，已发展成为电子计算机控制的全自动重型矿山机械。 1.2 矿井提升机的任务及其组成矿井提升机的任务: (1) 提升有用矿物，矿石、煤炭。 (2) 提升井下生产过程中产生的矸石、煤泥。 (3) 升降人员、运送设备和下放物料。 矿井提升设备的主要组成部分有：提升钢丝绳、平衡钢丝绳、提升容器、井架、天轮、井筒设备（包括罐道、罐梁）等组成。一般的矿井提升机都有两个提升容器，并且两个提升容器在矿井中做方向相反的直线运动，即一个提升容器以一定的速度上升时另一个提升容器以相同的速度下降。 1.3 矿井提升机的特点 (1) 安全性 所谓安全性就是不能发生安全事故。由于矿井提升设备在矿山生产中所占的地位十分重要,其运转的安全性,不仅直接影响整个矿井的生产,而且还涉及人员的生命安全。因此全国都对矿井提升设备提出了极严格的要求,在我国这些规定包括在?煤矿安全规程?中。 (2) 可靠性 所谓可靠性,是指能够可靠的连续长期运转而不需在短期内检修。矿井提升设备所担负的任务十分艰巨,不仅每年要把数十万吨到数百万吨的煤炭和矿石从井下提升到地面,而且还要完成其他辅助工作。 (3) 经济性 矿井提升设备是矿山大型设备之一,功率大,耗电多,大型矿井提升机的功率超过1000KW。因此矿井提升机的造价及其运转费用,也就成为影响矿井生产技术经济指标的重要因素之一。 1.4 矿井提升机的工作原理 缠绕式提升机是利用钢丝绳在滚筒上的缠绕和放出，实现容器的提升和下放。当滚筒由电动机拖动以不同的方向转动时，钢丝绳或在滚筒上缠绕或放出，以带动提升容器。缠绕式双卷筒提升机具有两个卷筒，每个卷筒上固定一根钢丝绳，钢丝绳在两卷筒上的缠绕方向相反。摩擦式提升机的工作原理是利用摩擦传递动力。钢丝绳搭放在摩擦轮的摩擦衬垫上，提升容器悬挂在钢丝绳的两端，在容器底部还悬挂平衡钢丝绳。提升机工
摘要 JT系列提升绞车可供煤矿、金属矿、非金属矿在倾斜巷道作升降物料和人员之用，也可作为小型竖井的提升设备。据制造工艺的不同，可把提升机的滚筒结构分为铸造一焊接混合型(支轮为铸造，滚筒为焊接)和焊接型。 机械传动系统包括减速器和联轴器,矿井提升机主轴的转数由于受提升速度的限制，一般在l0一60转／|分之间，而用作拖动的电动机的转数，一般在480一960转／分之间。这样，除采用低速直流电动机拖动外，一般情况下不能将主轴与电动机直接联接，中间必须经过减速器。因而减速器的作用是减速印传递动力。联轴器由半联轴器、柱销等零件组成。由于柱销具有缓冲和减震作用，因而具有传动平稳、噪音小、安全可靠、易于维护等优点。主轴与减速器输出轴的连接采用齿式联轴器。 润滑系统是一切机械系统中很重要的一个环节。润滑系统的作用是：在提升机工作时，不间断地向主轴承、减边器轴承和啮合齿面压送润滑油，以保证轴承和齿轮能良好的工作润滑系统必须与自动保护系统和主电动机联锁 电动机通过主轴驱动滚筒．主轴也是传动的主要部件。提升绞车主轴应能承受工作过程中的外负荷而不发生残余变形和过量的弹性变形，同时要保证一定的使用寿命。主轴往往是提升机中重量最大的一个零件，其尺寸和传递的力矩也较大。 关键词：提升绞车减速器联轴器主轴
Abstract JT Series hoist for coal, metal mining, non-metallic mineral movements in the tilt of roadway materials and personnel for use in small shaft can also be used as the upgrading of equipment. According to the different manufacturing process which could take the drum hoist structure casting a hybrid welding (support wheel for the casting, roller for welding) and the welding-type. Reducer and the mechanical transmission system including the coupling, the main axis of mine hoist to raise the speed of a few because of the restrictions, generally 60 to 1 l0 / | between points, and the motor used to drag a few, generally 480 a 960 r / min between. In this way, in addition to the use of low-speed DC motor drag outside, under normal circumstances can not be directly connected to the motor spindle with the middle through reducer. Reducer thus slow down India's role is to transfer power. Coupling by the semi-coupling and column component parts inventory. Sales as a result of column buffer and shock-absorbing role, so they have a smooth drive, the noise of small, safe, reliable, easy to maintain and so on. Spindle and the reducer output shaft gear coupling used to connect. Lubrication of all mechanical systems is a very important aspect. Lubrication system is: in the elevator work, uninterrupted to the main bearings, bearings and browser side by tooth meshing Pressure lubricants, bearings and gears in order to ensure the work can be a good lubrication system with automatic protection systems and the main electrical interlock Drum through the spindle drive motor. Spindle drive is also the main components. Spindle hoist should be able to work outside the course of the load without the occurrence of excessive residual deformation and elastic deformation, at the same time to ensure that a certain life. Spindle is often the weight of hoisting machine in one of the biggest parts of their size and the torque delivery as well. Key words: spindle hoist reducer coupling
基于 PLC 的矿井提升机控制系统设计
2010-2-9 20:25:00 来源：
1 引言目前，我国绝大部分矿井提升机（超过 70% ）采用传统的交流提升机电控系统（tkd-a 为代 表）。tkd 控制系统是由继电器逻辑电路、大型空气接触器、测速发电机等组成的有触点控制系统。经 过多年的发展，tkd-a 系列提升机电控系统虽然已经形成了自己的特点，然而其不足之处也显而易见， 它的电气线路过于复杂化，系统中间继电器、电气接点、电气联线多，造成提升机因电气故障停车事 故不断发生。采用 plc 技术的新型电控系统都已较成功的应用于矿井提升实践，并取得了较好的运行经 验，克服了传统电控系统的缺陷，代表着交流矿井提升机电控技术发展的趋势。2 总体设计方案基于 plc 技术的矿井交流提升机电控系统控制电路组成结构如图 1 所示，要由以下 5 部分组成：高压主电路 （包括高压换向器、电动机、启动柜、动力制动电源）、主控 plc 电路、提升行程检测与显示电路、提 升速度检测、提升信号电路，其中高压主电路部分仍采用传统的继电器控制电路。
图 1 矿井交流提升机电控系统 框图 工作过程：当井口或井底通过信号通信电路发出开车信号后，开车条件具备。司机将制动手柄向前推 离紧闸位置，主电动机松闸。司机将主令控制器的操作手柄推向正向（或反向）极端位置，主控 plc 通 过程序控制高压换向器首先得电，使高压信号送入主电动机定子绕组，主电动机接入全部转子电阻启 动，然后依次切除 8 段电阻，实现自动加速，最后运行在自然机械特性上。交流提升机运行时，旋转 编码器跟随主电动机转动，输出 2 列 a/b 相脉冲，分别接到主控 plc 的高速计数器 hsc0 的 a/b 相脉冲输 入端，由主控 plc 根据 a/b 脉冲的相位关系，自动确定 hsc0 的加、减计数方式。根据 hsc0 的计数值，就 可以计算出提升行程并显示。同时只根据旋转编码器输出的 a 相脉冲，主控 plc 进行加计数。根据 hsc1 在恒定间隔时间内的计数值，就可以计算出提升速度。 3 硬件设计 3.1 提升机主回路部分设计主回路用于供给提升电动机电源，实现失压、过流保护，控制电机的转向和 调节转速。主回路由高压开关柜、高压换向器的常开触头、动力制动接触器的常开主触头、动力制动 电源装置、提升电动机、电机转子电阻、加速接触器的常开主触头（1jc～8jc）和装在司机操作台上的 指示电流表和电压表等组成。系统原理图如图 2 所示。
1 绪论 1.1液压提升机概述 1.1.1引言 液压提升机是利用液压马达直接或通过减速箱来拖动滚筒的一种提升机，液压提升机的用途很广泛，常用于船舶、港口、建筑、矿山、冶金和林业等许多行业。习惯把卷筒直径错误！未找到引用源。< 2000mm 时的称为提升机, 而把错误！未找到引用源。≥2000mm时的称为提升机,以下统称为提升机。自60年代中期提升机出现以来,40多年发展迅速,在工业发达国家的煤矿井下已广泛使用,从大到小,从单绳到多绳，从有极绳到无极绳,从缠绕式到摩擦式,各种品种规格比较齐全。液压提升机主要由液压驱动系统、液压制动系统、液压控制系统、卷筒-负载系统、操作系统及其它如深度指示、提升超速、过卷安全保护等辅助系统组成。 1.1.2液压提升机的用途、工作原理、类型 （1）用途 液压提升机主要用于煤矿井下,作为提升和下放人员、煤、矸石及运输材料、设备之用。在煤矿主要是用于采区上、下山运输,同时也可用于井下暗立井、暗斜井和掘进时的提升运输及井下辅助运输. （2）工作原理 液压提升机由机械、液压传动、电气部分等组成。采用鼠笼型防爆主电机驱动双向变量主油泵；主油泵和二台内曲线低速大扭矩液压马达组成闭合回路、衡扭矩液压调速系统；二台液压马达分别布置在主组装置两侧与主组联接,拖动提升机运转。提升机有二台辅助油泵，一台工作、一台备用。辅助油泵中，其大泵作补油泵用，给主液压传动补油；小泵作控制用，给制动系统、操作系统、调绳系统供油。 提升机采用远距离液控操纵方式。司机通过操作液压式比例先导伐给主油泵的比例油缸输入由低到高的压力油，使主油泵的行程调节器动作，改变主油泵摆动的缸体的倾角来改变主油泵的流量，以改变液压马达的转速，使提升机起动，加速运转。司机通过操作液压式比例先导伐的手柄扳到不同角度，就可使主油泵输出不同的流量，使提升机得到不同的提升速度。当液压式比例先导伐的手柄扳到最大位置时，提升速度最大。当液压式比例先导伐的手柄扳到中立位置时，提升机停车。当手柄反方向扳动时，提升机反方向运行。 提升机采用盘型闸制动，以实现提升机的正常和紧急制动。正常制动的制动力靠液压传动装置本身产生的。提升时负荷成为制动力。下放重物时液压马达变为泵。液压泵变为液压马达。使电动机产生发电反馈制动。盘型制动器不参与工作制动。只是在提升机卷筒停止运转后作为保险装置来使用。提升机在运行中出现故障，保险装置自动工作，也可由司机用脚踏开关进行紧急制动停车。 提升制动系统有压力油时，盘型闸制动打开，没有压力油盘型闸制动。司机操作的液压式比例先导阀共有4个减压阀，其中两个减压阀操纵主油泵正反向供油，另两个减压阀控制盘型闸的开起，当司机操作液压式比例先导伐时，同时压下两个阀，一个阀输出的压力油进主泵的比例油缸，使主泵向液压马达供油并使其运转。另一个阀输出的压力油供制动系统的液控换向阀，使制动系统向盘型制动器供油，盘型闸制动打开、使提升机运转。当司机扳回液压式比例先导伐的手柄扳到中立位置时，（比例油缸向中位返回）主泵流量逐渐减小到零，液
矿井提升机plc控制系统设计 摘要 矿井提升机制动系统，是矿井提升系统的安全保障环节，对矿井提升生产效率和工作性能都有着重要意义。矿井提升机制动系统由液压站和制动器两部分组成，其制动性能直接影响到提升系统的稳定性与安全性。矿井提升机制动系统的可靠性和准确性是矿井提升和安全运行的重要保证。目前，提升机制动系统多采用盘式制动器，盘式制动器的制动力由液压泵站提供。本文对提升机制动系统中液压站和制动器的结构组成及工作原理进行了简单的介绍，同时对相关参数进行计算，总结了提升机制动系统制动性能的评判要求，以及影响制动性能的主要因素。为了保证液压泵站的安全运行，便于操作人员掌握工作状况，本文设计了提升机制动控制系统。 关键词：盘式制动器；液压站；安全
目录 1.引言 (1) 1.1研究背景及意义 (1) 1.2国内外研究现状 (2) 2.矿井提升机制动系统 (3) 2.1提升机液压系统的组成与工作原理 (3) (3) (4) (5) 2.2提升机盘式制动器的结构与工作原理 (6) (6) (7) 2.3制动性能及其影响因素 (7) (7) (9) 2.4系统硬件部分 (10) 2.5系统软件部分 (11) 3.结语 (12) 参考文献 (14) 致谢 (16)
1.引言 1.1研究背景及意义 在煤矿企业生产过程中矿井提升机是十分关键及重要的设备之一，其主要功能是提升矿物以及升降人员，担负着采矿生产活动正常运行的重要任务，占有极其重要的地位。 提升机在运行时的安全性及可靠性是由其制动性能的优劣决定的。在工作运行过程中矿井提升设备遇到故障，而没有采取有效地紧急制动措施，这种情况将导致的后果不仅是提升机设备自身损坏，而且极大的可能会造成人员伤亡的严重事故。 根据以往提升机出现故障事故的不完全统计结果分析，60%以上的提升故障都是由于制动系统出现问题而造成的。国内煤矿到目前为止因为提升机制动系统故障而造成严重事件的例子有相城煤矿中的主斜井提升机就是由于制动系统在紧急制动过程中产生的制动力矩过大，断绳事件多次出现；而石台煤矿主井的提升机上由于没有及时保养清理，其制动盘出现过多的油污，导致在紧急制动过程中产生的制动力矩过小，在工作运行中致使重载箕斗坠入井底，导致了生产不能正常进行及巨大的经济损失。 现在矿井提升机完成制动作用，主要是靠液压站及制动器两部分共同作用完成的。液压站与制动器的完美配合，及时有效地完成提升机制动系统正常的工作制动、紧急制动和调绳的功能。提升机制动系统制动性能的优劣直接影响提升机运行时的稳定性和可靠性。在紧急制动过程中，若盘式制动器产生的制动力矩超标，紧急时的减速度超过规定的自然减速度，提升系统中的钢丝绳将会发生松绳现象，这种情况会引起冲击断绳及跑车的严重事故；相反使制动力矩过小，在限定的距离中不能使提升系统停止运行，这样会导致提升机的过卷过放的严重事故。 影响矿井提升机制动性能的因素有很多，如制动盘的碟形弹簧刚度，闸瓦间隙，油压，温度变化，工作腔残压，闸瓦摩擦系数，制动盘偏摆度等，在紧急制动过程中制动引起的抖动同样是需要解决的制动振动和噪声中的一个问题，如果处理不好将会导致重大的质量问题。 因此，为保证提升设备能够安全可靠地运行工作，除了在对现场实际工作运行状态的动态监测外，最重要的是在于优化设计时使其制动系统能够进行及时精
摘要 近几年来我国每年的GDP总值在不断的增长，人类追求优质生活的要求也在不断的增加，人类对煤的需要也在不断高于每年的需求量，同时煤矿的生产速率已满足不了各个工业生产的需求，而矿井煤矿中的继电式的提升机设备以逐步不在适用，逐步采用自动化式的提升设备，因此对矿井开采自动化煤矿提升设备的安全、稳定和高速控制装置有了更高的要求。 提升机是煤矿矿道中与外面联系的重要交通工具，是煤炭矿井与外面联系最重要的应用，是在从采面到地面过程当中最重要设备，是运送煤炭以及工作人员安全的重要设备；而煤矿中的提升机中是矿井井道中输送煤炭、矿石、人员等重要的运送装备。 对于矿井提升机来说，只运用到了立井和斜井当中。与此同时矿井提升机工作的稳定、安全性等是最重要的，而对于传统的矿井井道中的提升机多由继电器连线构成，构成的电控装置系统相对来说比较复杂、工作时间长、体积庞大，并且其触点繁多，机械性动作不灵活，有时会产生电火花摩擦，甚至会发生漏电、火灾事故；另一方面就是它的硬件接线比较麻烦、故障率的出现比较频繁，而且不便于检修，并且调速性能相对比较差、不灵活、稳定性能较差；在运作时硬件启停过程中，不仅存在着较大的起动电流，还会产生电弧，并且产生过大的电流损耗（包括线路损耗），还大大缩短了接触器、电动机等机械器件本身的寿命，严重时会发生矿车脱轨等安全事故，并且需要大量的人工操作维修、检测，不仅维护困难，而且严重影响矿山的生产和运行效益。 如今自动化水平的不断进步，可编程控制（PLC）技术也逐步进入人类的生产视线中，因此为了使电控装置拥有更好地运作前提，所以采取星—三角降压启动与PLC电控技术去相配合从而去改造传统矿山行业中井道提升机系统装备。 在本课题研究中采取可编程控制（PLC）技术去取代原有提升设备中继电器—接触器式电控装配，使用的是星—三角形降压启动的措施，电动机再启动的时候可以减少起动电流，从而保护了电动机内部器件的侵害；并设有两地控制、设有电磁抱闸安全系统、报警装置、电动机故障检测，以更好、更安全的方式提高生产效率的矿井提升机。 关键词：矿井提升机 PLC技应用术星—三角降压启动电动机的故障检测
矿井提升机电控系统原理设计 摘要 我国矿井提升机大多是采用交流异步电机拖动，其电气控制系统采用转子串、切电阻调速，由继电器-接触器构成逻辑控制装置。本文以安全、可靠、高效、经济为出发点，以可靠性原则为依据，对矿井交流提升机电控系统进行研究设计，由可编程控制器(PLC)代替继电器-接触器构成的逻辑控制装置。其中简单介绍了国内外矿井提升机发展概况，提升机机械结构、工作原理，分析了其技术经济性。对于PLC的控制原理及应用做了一般性的介绍。详述了提升机电控系统和调速原理，如：测速部分和保护部分。本文以TKD-NT 单绳缠绕式矿井提升机为例，提出了研究设计方案，并且在实践中成功实施。PLC电控系统实现了对提升过程的程序控制，精度高；实现了速度、电流以及矢量的数字交换等，对提升机进行闭环调节；实现行程、速度等重要参数及提升状态的监视；实现无触点控制，寿命长，可靠性大大提高，具有良好的控制监视系统；实现了显示、记录等有关数据的全部自动化。 关键词：矿井交流提升机，PLC，调速，电控技术研究
THE DESIGN OF ELECTRIC CONTROL SYSTEM BASED ON MINE ELEVATOR ABSTRACT In China, mine elevator whose electric control system uses speed regulation by means of stringing and slicing the rotor resistance, and it constitutes the logic control device by the relay and contactor adopting the means of the drive of AC asynchronous motor in most cases. This paper which studies and designs the electric control system of AC mine elevator, adopting PLC which takes the place of the logic control device constituted by the relay and contactor takes the security, reliability, high efficiency, economy as a starting point, and takes the reliability principle as the basis. There into, this paper gives a brief introduction on the development of mine elevator in home and abroad, its framework and theory, while doing some economic study. Then, it introduces the theory and application of PLC simply. On the side, it goes into particulars about electric control system, for example, speed measurement and safeguard. This paper sets TKD-NT elevator for an example, proposes the research and design plan which puts in practice successfully. The electric control system based on PLC has carried out the procedure control of hoist process and high accuracy, closed-cycle control of mine elevator through speed, electric current as well as digital switching of vector and so on, the monitor of important parameters such as the distance of travel, speed, the state of hoist. In addition, the system also has carried out contact less control, long life-span, reliability greatly improved, good control supervisory system and completely automation of relevant data’s demonstration, recording and so on. KEY WORDS: AC mine elevator, PLC, speed regulation, electric control
摘要 单绳缠绕式矿井提升机的工作原理：钢丝绳的一端用钢丝绳夹持固定在卷筒幅板上，另一端经卷筒的缠绕后，通过井架天轮悬挂提升容器。这样，利用主轴旋转方式的不同，将钢丝绳缠绕上或放松，以完成提升或下降容器的工作。 主轴装置是单绳缠绕式矿井提升机的主要工作机构，它的作用是：①缠绕提升机钢丝绳；②承受各种正常载荷(包括固定载荷和工作载荷)； ③承受各种积极情况所造成的非常载荷。在非常载荷作用下，主轴装置部分不应有残余变形。单绳缠绕式矿井提升机的主轴装置是其核心部件，要求我们应认真设计，精心制造，这对于确保矿井提升机安全可靠运行，预防和杜绝故障及事故的发生，也具有十分重要的意义。 本设计根据生产实际和预选的数据，以提升机的配套设备为核心，经过科学的计算和分析，设计、选择了一套矿井提升机的传动系统设备，并采用了光电测速传感器作为深度指示系统的数据采集装置，实现了从机械控制到数电控制的转变，同时为提升机控制系统的技术改造奠定了基础。 关键词：提升机，主轴，制动器，光电测速传感器
ABSTRACT What the principle of the single rope twines mine pit elevator is that: One end of the steel wire rope is fixed to Winding by the steel wire rope nip, another end after twined hangs and promotes the vessel by derrick wheel. In this way, we make use of the differences of the revolve way to twine or relax the steel wire rope so that to complete the vessel to step up or drop down. Main axle is the core part of the mine elevator. Its functions are:① the steel wire rope of twines the type mine pit elevator ; ②endure a kind of normal load( including fixed load and work load );③endure the kinds of unusual load which is result from positive situation. Under the unusual load function, the part of the main axle equipment should not remain remaining distortion. It required us to be careful designing and manufacture when designing and manufacturing. Only in this way, we can prevent the occurrence of failures or accidents .Obviously, the possesses is very significance. This design is on the basis of the data which are chosen by advance and actually, take the elevator supplementary equipment as the core, after the analysis and computation in science, has designed and chosen a set of the transmission system of the mine pits elevators, and used the electrical-light sensor as the equipment of the indicating system which to measure the amount of the depth of the tank. It enforced the change from the mechanically control to the numerical control, at the same time, has laid the foundation for improve the control system of the elevator. KEY WORDS: elevator, main axle, brake, electrical-light measurement velocity sensor
毕业设计斗式提升机的设 计 Last revision on 21 December 2020
TH250斗式提升机的设计 摘要：本文在满足具有除尘除臭功能的冷凝吸附一体化设备吸附剂运送功能的前提下，分析了现有斗式提升机优缺点，设计了一套适合吸附剂运送的，安全，稳定，生产效率高的斗式提升机，介绍了该设备的结构、原理及性能特点。 关键词：斗式提升机；链式 Abstract：This paper satisfiedof transport function of having deodorizes function equipment ,In the analysis of existing bucket elevator on the basis of advantages and disadvantages，The research developed a set of bucket elevator that is safety，stabilize and efficient，Introduced this system structure，the principle and the Performance characteristics. Keyword：Bucket elevator, Chain 目录 1.绪论 (1) . 斗式提升机发展的历史背景 (1) . 斗式提升机国内外研究现状和发展趋势 (1) 斗式提升机国内外研究现状 (1) 发展趋势 (2) . 斗式提升机的工作原理 (3) 斗式提升机分类 (3) 斗式提升机的装载和卸载 (3) 常用斗提机选用及相关计算 (4) 斗式提升机的主要部件 (6) 斗式提升机的工作原理 (7) 2.设计方案拟定 (9) 3.TH250斗式提升机主要参数确定及主要结构设计 (10) . 提升功率的确定 (10) . 电动机选择 (11) . 减速机选择 (11) . 驱动轴设计及附件的选择 (11) 轴的材料及热处理 (11) 轴的结构设计 (11) 轴的强度校核计算 (13) 驱动链轮键的设计校核 (14) . 联轴器的选择 (15) . 提升机主要参数的计算 (16) . 头部罩壳的选材及连接 (17) . 中部区段的设计选材 (18) 4.设计总结 (19)
变电所设计课程设计
《矿山电工学》 课程设计说明书 设计题目: 35/6kv变电所设计 助学院校: 河南理工大学 自考助学专业: 机电设备与管理 姓名: 聂梦栩 自考助学学号: 040213200192 成绩: 指导教师签名: 河南理工大学成人高等教育 2O14 年 10 月 31 日
目录 摘要 ..................................................................................................................... I 第一章负荷计算与功率因数补偿 (1) 1.1 概述 (1) 1.2 计算各组负荷与填表 (4) 1.3 各低压变压器的选择与损耗计算 (6) 1.3.1 机修厂、工人村与支农变压器 (6) 1.3.2 地面低压动力变压器 (6) 1.3.3 洗煤厂变压器 (6) 1.3.4 各变压器功率损耗计算 (6) 1.4 计算6kV母线上补偿前的总负荷并初选主变压器 (7) 1.5 功率因数补偿与电容器柜选择 (8) 1.5.1 选择思路 (8) 1.5.2 无补偿时主变压器的损耗计算 (8) 1.5.3 35kV侧补偿前的负荷与功率因数 (9) 1.5.4 计算选择电容器柜与实际补偿容量 (9) 1.5.5 补偿后6kV侧的计算负荷与功率因数 (10) 1.5.6 补偿后主变压器最大损耗计算 (10) 1.5.7 补偿后35kV侧的计算负荷与功率因数校验 (10) 1.6 主变压器校验及经济运行方案 (11) 1.7 全矿电耗与吨煤电耗计算 (11) 1.8 拟定绘制矿井地面供电系统一次接线图 (12) 第二章供电系统短路电流计算 (14) 2.1 概述 (14) 2.2 选取短路计算点并绘制等效计算图 (15) 2.3 计算各元件的标么电抗 (16) 2.3.1 电源的电抗 (16) 2.3.2 变压器电抗 (16) 2.3.3 线路电抗 (17) 2.4 计算各短路点的短路参数 (17) 2.4.1 K35点短路电流计算 (18)
毕业设计矿井提升 机图
目录 前言4 1、绪论5 1.1矿井提升机的任务及其地位5 1.2矿井提升机的发展历程9 1.2.1缠绕式提升机的发展状况9 1.2.2各个系列提升机的主要特点9 1.3矿井提升机的类型和工作原理12 1.3.1矿井提升机的类型及其组成部分的特点12 1.3.2矿井提升机的工作原理10 2提升机的选型和计算20 2.1.1罐笼选择20 2.1.2钢丝绳设计及选择21 2.1.3提升机的选用21 2.2提升机的运动学计算22 2.2.1选择加减速度22 2.2.2速度各参数的计算22 2.3提升动力学计算23
2.3.1预选电动机23 2.3.2提升系统的变位质量23 2.3.3力图的计算24 3提升机减速器的设计25 3.1减速器的作用25 3.2减速器的国内外现状25 3.3减速器的总体设计27 3.3.1拟定传动方案27 3.3.2电机选型28 3.3.3传动装置的总传动比及其分配28 3.3.4计算传动装置的运动和动力参数28 3.4齿轮设计29 3.4.1高速级齿轮设计29 3.4.2低速级齿轮设计33 3.5轴的设计37 3.5.1减速器高速轴1的设计37 3.5.2中间轴2的设计41 3.5.3低速级轴3的设计42
4提升机制动装置的结构设计44 4.1矿井提升机制动装置的功用及类型44 4.1.1制动装置的功用44 4.1.2制动装置的类型45 4.1.3制动系统的要求45 4.2制动装置的有关规定和要求46 4.3制动器的主要类型47 4.3.1块闸制动器47 4.3.2综合式制动器49 4.3.3盘式制动器50 4.4液压盘式制动器的结构和工作原理51 4.4.1液压盘式制动器的结构51 4.4.2液压盘式制动器的工作原理52 4.5盘式制动器的设计计算53 4.5.1盘式制动器工作时所需制动力53 4.5.2每副闸应有的制动力矩55 4.6盘式制动器的调整和维护55 4.6.1闸瓦间隙的调整55
提升机电控系统 一、提升机控制系统组成 本系统装置适用于煤矿等行业的提升机控制。对现在沿用的TKD系统进行技术改造或控制设备更新尤为适用。 （1）使用范围 ①环境温度-5℃－+40℃ ②相对湿度不超过90％（+20℃） ③其周围环境空气中没有导电尘埃和绝缘材料的气体和微粒，无爆炸性气体和煤尘； ④没有剧烈振动、冲击的场所 ⑤没有高温、结霜、雨淋的场所 二、矿井提升机控制系统的功能 （1）手动和半自动功能 系统有手动和半自动两种运行功能，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。 （2）半自动验绳、半自动检修运行功能、应急开车方式 验绳时提升机的速度由PLC数字输出给变频器一个恒速(0.37m/s)运行命令，设备的起停和方向由司机操纵主令手柄控制。 半自动检修运行时，提升机的速度由PLC数字输出给变频器一个恒速(0.37m/s)运行命令，设备的起停和方向由司机操纵主令手柄控制。 应急开车只用在有一套PLC系统发生故障时运行。此时系统完全由一台PLC控制且各种保护具备，绞车能在限定的速度(0.37m/s)下由司机手动完成本次提升。 （3）测速及容器位置指示 安装在提升机上的两个轴编码器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，两个轴编码器相互监测，如果一个失效，将切换到另一个进行提升机速度和行程的显示和速度保护。 （4）保护及联锁功能 ①首次上电或故障时安全继电器断电后，只有提升机在主令零位紧闸位才能再次接通安全继电器，当有故障时安全继电器断电后，配合液压站安全阀使提升机实现一级或二级制动；，工作闸继电器及制动油泵等控制回路断电，使制动油压降为零。 ②任何情况下，只有提升机在主令零位紧闸位才能接收到开车信号，只有当司机接到开车信号后，才能起动提升机使其运行。 ③当提升过程中发生润滑油压力过高、过低，润滑油温高、液压站油温高时、上位机和操作台上均有相应的一次提升故障信息显示，点亮相应信号灯，告知司机可以完成本次提升工作。当故障解除后才允许司机进行下一次提升工作。 ④当提升机因发生故障在中途停车，工控机上有相应的故障信息显示，排除故障后允许司机选择方向开车。 ⑤全矿停电时，由PLC保证提升机能实现二级制动，并作好提升机的后备保护。
毕业设计说明书 TH200环链斗式提升机设计 专业过程装与控制工程 学生朝晨 班级B装备122 学号1210104210 指导教师周博
完成日期2016年6月3日 TH200环链斗式提升机设计 摘要：斗式提升机在我国由50年的发展历史了，本说明书主要从斗式提升机的驱动部分和紧部分分析研究斗式提升机，驱动部分主要由发动机、减速器以及大小链轮组成，在本设计的附录中有图纸有专门的图纸参考；紧部分的原理是杠杆原理，紧杆一端连接紧架，一段挂着坠重箱，中间部分连接尾轴装置，通过增加或者减少坠重箱的重量达到紧作用。本说明说会通过解析斗式提升机的工作原理和基本结构性质研究斗式提升机，会运用到三维图像进行研究。关键词：斗式提升机；坠重箱；工作原理；三维图像
Design of TH200 Ring chain hoist ABSTRACT：Bucket elevator in China from nearly 50 years of development history,This specification is mainly from the drive part of the bucket elevator and the tension part analysis and research of the bucket elevator.The driving part is mainly composed of an engine, a reducer and chain wheels.In the appendix of this design, there are drawings with special reference to the drawing.The principle of tension part is the lever principle.One end of the tension rod is connected with a tension frame, and a segment of the hanging heavy box is connected with the tail shaft device.By increasing or decreasing the weight of the heavy box to reach the tensioning effect.This note said that through the analysis of the working principle and basic structure of the bucket elevator.Will be applied to the study of three-dimensional images. Keywords:Bucket elevator;Drop weight box;Working principle;Three dimensional image.