基于plc的矿井提升机变频调速系统

I 基于PLC的矿井提升机变频调速控制系统设计

摘 要

本文主要设计了矿井提升机的变频调速系统以及PLC控制系统。通过对矿井提升机调速系统要求的分析,说明了采用变频调速的重要性。在对各种变频调速方法的分析比较后，选择采用交流变频调速,然后选择变频器的类型，并按调速系统要求设计了变频器的外部电路。通过对其电控系统各类故障处理的要求,选择采用可编程控制器（PLC）,并对可编程控制器进行选型。考虑到实际生产中可能出现的问题,合理的设计可编程控制器(PLC）的外部电路，并在此基础上对可编程控制器（PLC)程序做出初步的设计方案，为了保证可编程控制器（PLC）的可靠工作，将其系统抗干扰措施也设计在内。本文只是初步理论设计，并未应用于实践，在应用于实践前必须对其进行实践验证。

关键词：矿井提升机，变频调速,变频器,PLC

II

Mine hoister based on PLC variable frequency speed control

system design

ABSTRACT

This article mainly design of mine hoist the variable frequency speed

control system and PLC control system。 Based on the mine hoist control

system requirements analysis, illustrates the importance of using variable

frequency speed regulation. In a variety of frequency conversion speed

regulation method of analysis and comparison, selection using AC frequency

converter, and then select the types of frequency converters, and according to

the speed control system is designed the external circuit of frequency

converter。 The electric control system of various fault handling requirements,

selection by using the programmable controller （PLC）， and the

programmable controller type。 Considering the practical production problems

that may arise, the rational design of programmable controller (PLC) of the

external circuit, and based on the programmable controller (PLC） program to

make the preliminary design， to ensure that the programmable controller

(PLC） for the reliable operation of the system， the anti interference measures

are designed. This paper is only a preliminary theoretical design, is not applied

in practice， applied in practice before it must be verified in practice.

KEY WORDS: Mine hoist, Variable frequency speed regulation， Frequency

converter, PLC

III 目 录

前 言 ................................................................................................ 1

第1章 矿井提升机 ........................................................................... 3

1.1 矿井提升机概述 ................................................................ 3

1.2 国外矿井提升机的发展 .................................................... 4

1。3 国内矿井提升机的发展 .................................................... 6

第2章 矿井提升机调速控制系统设计 ............................................ 8

2.1 提升机电气控制系统要求及组成 ........................................ 8

2.2变频调速基本原理 .............................................................. 12

2.3 变频调速在提升机电控上的应用 ...................................... 14

2。4 交-直-交PWM变频器主回路简介 ................................. 16

2.5变频器的选择 ...................................................................... 17

2.5。1 变频器的选型 ........................................................ 18

2。5.2变频器容量的选择 ................................................. 18

2。5.3 变频器外部电路设计 ............................................. 19

第3章 PLC硬件设计 ..................................................................... 22

3。1 PLC简介 .......................................................................... 22

3。2 PLC的选型....................................................................... 23

3。3 PLC的I/O分配 ............................................................... 23

3。4 PLC的硬件接线图 ........................................................... 26

第4章 PLC软件设计 ..................................................................... 27

4.1 PLC软件概述 ..................................................................... 27

4。2 程序设计 .......................................................................... 28

4.2。1软件结构 ................................................................. 28

4.2。2 软件部分设计 ........................................................ 28

4。3 PLC系统抗干扰措施 ....................................................... 31

结 论 .............................................................................................. 33

谢 辞 ................................................................................................ 34

IV 参考文献 .......................................................................................... 35

附 录 .............................................................................................. 36

外文资料翻译 .................................................................................. 38

1

前 言

矿井提升机是各种厂矿生产的重要设备。提升机的安全、可靠、有效、高速运行，直接关系到企业的生产状况和经济效益.矿井提升系统具有环节多、控制复杂、运行速度快、惯性质量大、运行特性复杂的特点，且工作状况经常交替转换。虽然矿井提升系统本身有一些安全保护措施，但是由于现场使用环境条件恶劣，造成了各种机械零件和电气元件的功能失效,以及操作者的人为过失和对行程监测研究的局限性,使得现有保护未能达到预期的效果，致使提升系统的事故至今仍未能消除。

因此提升机调速控制系统的研究一直是社会各届人士共同关注的一个重大课题。电气控制方式在很大程度上决定了提升机能否实现平稳、安全、可靠地起制动运行，避免了严重的机械磨损，防止较大的机械冲击,减少机械部分维修的工作量,延长提升机械的使用寿命。随着矿井提升系统自动化，改善提统的性能,以及提高提升设备的提升能力等的要求，对电气传动方式提出了更高的要求。对矿井提升机电气传动系统的要求是：有良好的调速性能，调速精度高，四象限运行,能快速进行正、反转运行,动态响应速度快，有准确的制动和定位功能,可靠性要求高等。