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矿井提升机选型及控制设计摘要矿井提升机是矿井运输的重要设备，是沟通矿井上下的纽带的，其任务是沿井筒提煤、矿石、矸石，下放材料，升降人员和设备。
矿井提升机是煤矿、铁矿、有色金属矿生产过程中的重要设备，它的可靠运行直接关系到煤矿生产的安全，矿井提升机信号系统的可靠性和准确性是矿井提升和安全运输的重要保证。
本设计主要对矿井生产所用的提升机械设备选型及控制进行的一次合理选择，了解了煤矿生产矿井的提升系统的基构造和原理，对提升设备的选型和设计有了初步的了解，而且对井下大巷和采区的机械有了进一步的深入了解，对提升机，皮带，以及绞车的设计和选择有了更深一步的认识。
设计中运用PLC控制技术，PLC系统采用三菱公司的FX2N系列作为主控制器，对井口、井底、机房信号台进行信号联络。
组态设计使用WINCC完成，能够实现上位监控功能。
使用编程软件实现信号的联络。
采用PLC控制不但提高了信号传输的可靠性和准确性,而且具有极大的灵活性和扩展性。
在不改变系统硬件的前提下,仅靠改变PLC内部的程序就可满足用户要求。
有效地解决了信号系统中的远距离传输和可靠性问题。
关键词：矿井提升机信号系统；提升机；钢丝绳；电动机PLC；上位监控; WINCC前言毕业设计是培训学生综合运用本专业所学的理论知识和专业知识来分析,解决实际问题的能力的重要教学环节,是对三年所学知识的复习与巩固，同样，也促使了同学们之间的互相探讨，互相学习。
因此，我们必须认真、谨慎、塌实、一步一步的完成设计，给我们三年的学习生涯画上一个圆满的句号。
毕业设计是一个重要的教学环节，通过毕业实习使我们了解到一些实际与理论之间的差异。
通过毕业设计不仅可以巩固专业知识,为以后的工作打下坚实的基础,而且还可以培养和熟练使用资料,运用工具书的能力.在各位老师及有关技术人员的指导下锻炼自己独立思考、分析、解决的能力，把我们所学的课本知识与实践结合起来，起到温故而知新的作用。
在毕业设计过程中，我们要较系统的了解矿运及提升的设计中的每一个环节，包括从总体设计原则，本次设计综合三年所学的专业课程，以《设计任务书》的指导思想为中心，参照有关资料，有计划、有头绪、有逻辑地把这次设计搞好！该设计力求内容精练，重点突出。
一．总体介绍1．矿井提升机交流电控设备符合下列文件的规定和基本要求：1.1、《煤矿安全规格》（2007版）1.2、《煤矿安全质量标准化标准》1.3、《电气设备的抗干扰性基本测量方法》（GB4859-84）1.4、《低压配电设计规范》（GB50054-59）1.5、《矿山电力设计规范》（GB50070-94）1.6、《JB4263-86交流传动矿井提升机电控设备技术条件》1.7、《现场总线技术标准》和《PLC设计标准》1.8、现行国家电工委员会及其它有关标准1.9、进口电气设备遵守国际电工委员会IEC标准2.0、井筒电气设备满足防水、并具有MA证和防爆合格证要求。
2.1、电控系统采用PLC控制，可编程控制器等关键设备为原装进口产品。
二．主要技术数据及要求1．基本技术参数提升机型号：提升机用途：服务水平数量：井筒高度或斜长: 米井筒倾角: °钢丝绳最大速度: m/s爬行速度: m/s电机参数:型号:额定功率: 355KW定子额定电压/电流： 10KV/ A转子额定电压/电流： V/ A额定转速: 转/分滚筒数：滚筒直径： m减速箱减速比：配套液压站型号：以上参数均有矿方提供。
2．技术要求1、满足《煤矿安全规程》中有关保护装置的要求。
2、系统为PLC+高压变频调速方式，实现速度环节和保护环节的双线控制。
3、采用PLC控制，PLC可编程控制器采用西子的S7系列产品。
4、安全回路采用软硬两套回路实现双线控制，硬安全回路的各种保护即不通过PLC控制，直接由外部保护开关控制；软回路由轴编码器和外部保护开关共同控制；各种保护符合《煤矿安全规程》和《煤矿机电质量标准化》的要求。
5、具有自检测故障点功能，有不少于24小时的故障记忆功能。
6、操作台仪表齐全可靠。
7、具有过卷、欠压、过流、短路、断相、制动磨损超限、松绳保护等。
三．电控系统设计及电控设备成套范围1．电控系统总体设计方案1.1、提升机电控系统采用PLC系列新型电控系统并根据实际情况做相应的修改。
矿井提升机电控系统设计方案研究目前，矿井提升机操作人员对该机械的电控系统的要求逐渐提高。
良好的矿井提升机电控系统能够保证提升机的工作性能和保障相关工作人员的生命安全，在发生故障前及时预警并自行制动，避免或减少造成采矿设备损坏以及操作人员的伤亡，因此提高矿井提升机电控系统的安全稳定性能是一件迫在眉睫的事情。
本文通过对某矿区矿井提升机电控系统进行全新的设计，采用直流可逆调速系统控制提升机运行，取得了较好的实践效果。
1矿井情况本文研究对象选取某生产能力为380万t/年岩矿的矿山，该矿山的采矿工作采用竖井开拓方式，其中有一条主井作为矿区的主要运输通道，主井深250m，平均爬升速度为6m/s。
现采用主井提升设备，型号为JKMD3.5X4，为多绳落地提升设备，功率为2240kW。
工作时，电机转数设置为每分钟45r。
提升机在主井距地表123m处进行安装，其容量为两个矿用多绳箕斗。
现就该提升机的硬件条件来选择相应的电控系统设计方案。
2矿井提升机电控系统的方案分析我国矿井提升机的系统设计，可选用我国目前在技术较为成熟的直流可逆调速方法、交流变频调速方法。
需结合提升设备具体状况选择适合的方法处理，上述两种方法均能加强工作人员对矿井提升机系统的控制，提高矿井提升机的安全性和稳定性。
2.1直流可逆调速方法的分析。
直流可逆调速方法，能结合提升设备自身的功率，将直流调速磁场设置为恒定的状态，电枢换向方法分成6脉动和12脉动两种主回路。
为满足不同功率提升机的不同效率，并降低谐波危害的使用要求，功率小于500kW的提升机，建议选择6脉动方法处理，针对功率＞500kW提升设备来讲，可考虑使用12脉动方法，以便保证设备工作的效率和安全性。
结合本研究所选提升机的实际功率，在此处需要选择12脉动方案来对提升机电控系统进行设计。
2.2交流变频调速方案介绍。
在功率为600～2000kW 的交流电动机运行电控系统进行方案设计时，一般会通过高压变频器，以绕线式异步电动设备，做好设备的控制、调速工作。
矿井提升机完整变频电控方案2012-5-28 11:44:50 深川电气科技有限公司供稿一、用途及适用范围矿井提升机是机、电、液一体化的大型机械，是矿井生产的咽喉，其运行安全性直接影响着矿井的生产能力和人员、设备的安全。
我公司生产的TS—V100型交流变频提升机电控装置适用于交流绕线式异步电动机传动的单绳式矿井提升机和多绳摩擦式矿井提升机，可以与新安装的提升机配套，也适合对提升机老电控的技术改造。
电控设备适用于以下使用场所：海拔高度不超过1000米，如超过这个海拔高度，元器件在功率、容量方面应按海拔高度的增加，适当降容使用，并考虑一些元器件的安全爬电距离等的安全参数；使用环境温度不高于40℃，不低于-10℃；相对温度不超过85%；在没有导电尘埃及对金属和绝缘有破坏性的气体；在无剧烈振动、颠簸的场所；没有强磁场作用；特殊使用场合必须在定货时提出，如要求防爆、防水等要求；二、基本结构与技术参数变频器型号：SVF-EV系列；控制电机型式：交流绕线式异步电动机或鼠笼式异步电动机；控制电机容量：75KW—550KW；电机电压等级：380V、660V、1140V；提升速度显示：0~99.99m/s深度指示显示：0~9999.9m；制动油压显示：0~9.99Mpa；制动正压力显示：0~9999.99KN三、系统主要特点1)提升机的特点，采用无速度传感器矢量控制技术的变频器（SVF-EV系列）对交流电机进行调速，启动、停车及加减速平稳，节能、免维护。
2）加减速过程0—50HZ平滑调节，无功冲击较小，功率因数高；全程无极调速，无机械冲击，延长机械设备使用寿命。
3）采用了全数字速度、电流、位置闭环控制使提升机在任意速度下运行稳定可靠并保持较高的运行效率。
4）操作和安全保护系统选用两套不同配置的三菱公司的FX2N系列PLC，两套PLC 互为冗余控制。
主辅PLC之间相互通讯及监视，操作过程实现双线控制方式，对提升机运行关键信号（如速度、容器位置、安全、减速过卷等等）均采用多线制保护，互为监视。
矿井提升机电控系统的技术改造摘要：矿井提升机承担着向井下输送工作人员以及矿石等任务,每天的工作量十分繁重。
我国矿井提升机电控多数采用转子串电阻调速方式，这类电控系统缺点较多。
为了提升矿井提升机的运行可靠性，矿井提升机的电控系统采用PLC控制进行了改造。
改造后的提升机电控调速系统与原有交流电机串电阻调速方式相比，调速性能大为提高，而且安全性、可靠性和生产效率都有所提高。
关键词：矿井提升机；电控系统；PLC；改造引言：对于矿井提升机的电控系统来讲，不但要满足复杂的操作，还必须保证很高的可靠性。
目前，我国矿井提升机普遍采用的是电机转子回路串电阻调速系统，通过逐级切断串入的电阻，来达到分级调速的目的。
这种调速方法属于功率消耗型调速系统，耗电量较大；而且这种调速系统的控制性能不够理想，还会给电网造成很大的谐波影响。
对传统的提升机调速进行改造迫在眉睫，由于变频调速的调速特性很好，过渡过程非常平稳，而且节能效果明显。
因此，将变频调速技术、可编程控制器（PLC）技术应用到提升机电控系统当中，是保证提升机安全稳定运行的必然选择。
一、电控系统存在的不足和改造趋势1.1电机串电阻调速方式的缺点电机转子回路串电阻调速方法是通过分合串联在转子回路多级电阻,也就是调整异步电动机的转差率s来进行调速的。
这种调速方法操作比较简单，投资较少,同时也存在很多弊端：如功率因数较低，有谐波污染。
在提升机反复的启动以及制动的工作过程当中，电机转子串联电阻进行调速也会产生很大的能量损耗，同时由于启动和换挡时会有电流的冲击，也会产生一定的谐波污染,不但造成了电能的浪费而且会危害设备的安全。
另外这种调速方法调速范围十分有限，特别是当负载波动时较难实现恒定的减速控制。
电机的正转反转控制由接触器完成且电机存在滑环等因素，控制电路会随着元件的磨损，工作特性变差，控制精度降低，容易出现故障。
调速平滑性差，提升机在减速和爬行阶段的速度控制性能差，会对钢丝绳等其它机械设备造成不可避免的机械冲击。
矿井提升机的选型设计及电气控制前言矿井提升需要用一些专用的提升设备，主要有提升容器，提升钢丝绳，提升机，井架，装卸载设备以及一些辅助设备。
矿井提升设备是矿山较复杂而庞大的几点设备，它不仅承担无聊的提升与下放任务，同时还上下人员。
矿井运输是煤炭生产过程的一部分，煤炭的井工生产中，运输线路长，巷道条件多种多样，运输若不畅通，采掘工作就无法继续进行，井工生产的煤矿运输作业，包括从工作面到矿井地面的煤炭运输和辅助运输，辅助运输包括矸石、材料、设备和人员运输。
本次毕业设计主要对中型矿井生产所用的运输设备以及固定机械设备的选型及电气控制进行的一次合理选择。
选择系统配套附件，根据各设备外形尺寸及安装要求，并考虑其运行条件，最终确定提升机房的布置图。
毕业设计，作为毕业前夕一次综合性训练，是对我们所学理论知识的一次总结、检验和完善。
通过这次设计，对我们所学理论知识和生产实践相结合有很大帮助。
对于培养分析问题和解决问题的能力以及融会贯通和巩固发展所学知识也受益非浅；我们要较系统的了解矿用提升设备和排水设备在设计中的各个环节，包括从总体选型原则，从煤的开采、运输，及提升设备的选型、校核以及强度计算和经济合理性等等。
并通过这一实践，开阔了思维，丰富了知识，为我们即将做上工作岗位打下了良好的基础，可以说，毕业设计是一次难得的锻炼机会。
毕业设计是一个重要的教学环节，通过毕业实习使我们了解到一些实际与理论之间的差异。
在各位老师及有关技术人员的指导下锻炼自己独立思考、分析、解决问题的能力，把我们所学的课本知识与具体实践结合起来，真正达到学为所用。
矿井提升机是矿山的大型固定设备之一，是联系井下与地面的主要运输工具。
矿井提升工作是整个采矿过程中的重要环节。
从地下采出的煤炭、矿石必须提升至地面才有实际应用价值。
废石的提升，工作人员、材料及设备的升降等都要靠提升工作来完成。
提升设备的安全运行，不仅直接影响整个矿井生产，而且涉及人身安全。
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
煤矿自动化方案——提升机PLC 电控系统
1 . 简要说明：提升机PLC 电控系统是低压380V～1140V 的变频电控设备，适用于地面或井下非防爆场合中50KW-600KW 低压鼠笼式或交流绕线式转子电动机拖动的各种型号提升机，尤其对于多绳，多水平，双机，斜井等复杂运行的场合，表现的优越性尤其明显。
2. 主要技术特征
1、现场总线技术
仅用一根屏蔽线即可完成通讯功能，实现了控制的智能化。
省去了大量的控
制接线，具有安装调试简单，使用维护方便等优点。
2、全数字化设计
我公司将轴编码器应用于提升机电控，实现数字化的行程、速度、给定等数
字化控制，其中数字化的主令控制器和手闸控制器具有控制准确、操作方便、故障率低等特点。
3、强大的软件功能
本系统运用软件化的设计思想，应用软件实现了许多精确的控制功能，减少
了大量的硬件，提高了系统的稳定性和可靠性，减少了系统中大量的硬件故障。
4、模块化设计
本系统运用模块化的设计思想，将系统多个功能集成为不同的电路模块，如
语言报警模块、电流转换模块、电流检测模块、功率检测模块、电源模块等，缩短了故障的处理时间。
5、冗余化设计
采用性能优越的进口可编程控制器作为主要控制器件，两套PLC 相互冗余，。
