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基于西门子PLC的铁矿提升机电控系统分析

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＋ Ｐ２ ＋ Ｐ Ｃ ｌ
脉动 的工作方 式 。控制 回路为全 数字速 度 电流双 闭环 控制 方 式 ， 实 现 了无静 差 调节 ， 可 靠性 高 ， 抗 扰能 力强 。系统 的速度 给定通 过 Ｐ Ｌ Ｃ的 Ａ Ｏ模块 输 出。 图 １为 电气 控制 原理 图（ 提升硬件 结构 ） 。
研发并 制造既 安全 可靠 又 节省 能源 的 提升 机是 煤 矿安全 生产 的一项 重要课题 。
副井 提 升机 系统控 制单 元采 用 了 目前 工业 控 制适 用 的可 编程 控 制 器 （ Ｐ Ｌ Ｃ） 来控 制 ， 具 有 编 程 简单 和控 制 可靠性 高 的优点 。而 在 电力拖 动 系统 中， 选用 的是 先进 的西 门子 直流传 动装 置 ６ Ｒ Ａ ８ ０， 该装 置适 用 于 中、 大功率 直 流 电机 传 动装置 。
２ ０ １ ６年第 ５期
梅 山科 技
・ ５ ３・
基 于 西 门子 Ｐ Ｌ Ｃ的铁 矿提 升 机 电控 系统 分 析
韩 明辰
（ 梅 山钢铁 公 司矿 业分公 司 南京
２ １ ０ ０ ４ １ ）
摘
要： 分析 了梅 山铁矿提升机对电控 系统的要 求， 针对副井提升机安全性、 可靠性、 稳定
根 据控 制 需 要 ，Ｐ Ｌ Ｃ控 制 部 分 采 用 了 ２ 台
正 反 向， 经常处 于 过负 荷运 转 和 电动 、 制 动不 断转 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 ， 主井 直接 关系 到 矿 山 的生产 效 率 ， 而 作 为运送人员 的副井 ， 一旦 发 生故 障 ， 往往 就会 造 成机毁 人亡 。因此 ， 提升机运行 的安全 可靠性 不仅 直接 影响整个 矿井 的生产 能力 和整 个 矿 山 的经济 效益 ， 而且还涉 及 到井下 工 作人 员 的 生命 安 全 ， 故
过 ＭＰ Ｉ 网与西 门子 Ｗｉ ｎ Ｃ Ｃ构成 网络 ， 实时监视 系
统 的运 行状 态 。
副井 提 升 系 统 电 控 部 分 改 为 基 于 西 门 子
编码 器 是整个 系统 正 常 工作 的核 心 部件 ， 其
Ｓ Ｔ －３ ０ ０ Ｐ Ｌ Ｃ的控制模式。基 于速度调节 的完美
性， 设计 了“ ｓ ７ ＿３ ０ ０ ＋西 门 子 直 流 传 动 装 置 ６ Ｒ Ａ ８ ０ ” 的 电控 系统 结构 。针对 操 作 、 检修 人 员 的
（ Ｍ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｂ ｒ ａ ｎ ｃ ｈ ｏ ｆ Ｍｅ ｉ ｓ ｈ ａ ｎ Ｉ ｒ ｏ ｎ＆ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ Ｃ ｏ ． ，Ｎ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ２ １ ０ ０ ４ １ ）
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ＤＣ ｄ ｉ ｒ ｖ ｅ ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ６ Ｒ Ａ８ ０；ｍｉ ｎ ｅ ｈ ｏ ｉ ｓ ｔ ；Ｓ ７ －３ ０ ０ Ｐ Ｌ Ｃ；ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
铁 矿生产 中提 升机 担 负着 提 升设 备 、 矸石、 下
Ｗｉ ｎ Ｃ Ｃ ” 的实 时监 控 的控 制 方 式 ， 具 有 可靠 性 高 、
放材料及升降人员的任务 ， 是联系井上与井下的唯 途径 。提 升机 的电力传 动特 陛复 杂 ， 电动机频 繁
一
稳定性好 、 故障诊断能力强、 运行方式灵活及效率 高等特点。 目前 ， 直流矿井提升机全数字控制技 术正朝着高集成 、 高性能的网络化方向发展。 在提 升机 电控 系 统 中 ， 工控用的 Ｐ Ｌ Ｃ除 已实 现提升工艺控制外 ， 还用 于安全可靠性要求高 的 监 控 和保护 回路 中。 由于 Ｐ Ｌ Ｃ功 能 的多样 性 ， 在 用其构成控制和监视保护系统时 ， 可 以很方便地 实现老的继 电器等元件无法实现 的各种功能 ， 大 大 提 高 了控 制精 度 ， 确保 了系统 的可靠 性 。
１ 电控 系统构 成
Ｐ Ｌ Ｃ构成冗余系统 ， 对一些重要 的保护同时控制 ， 确 保 提 升 机 的安 全 运 行 。其 中一 台 Ｐ Ｌ Ｃ为 提 升 机操作保护系统 ， 主要完成逻辑操作控制和故 障
判 断处 理两 个方 面 的任务 ； 另一 台 Ｐ Ｌ Ｃ为行 程 控
制系统 ， 除上述任务外 ， 主要完成 ｓ曲线 的给定。 本 系统 采用 了西 门子 Ｓ Ｉ ＭＡ Ｔ Ｉ Ｃ Ｓ ７ －３ ０ ０ Ｐ Ｌ Ｃ， 并 通
作用是根据脉冲计数确定提升机的位置和实际速
度 。系统 中采 用 双 编 码器 共 同 比较监 控 的方 式 ， 分别 安装 在提 升机 的滚 筒主 轴和 电机侧 。检 测到 实 际速度 和位 移后 ， 还 可 以对 提 升 机一 些重 要 的
数字化 集 中控 制 和 故 障诊 断 ， 设计 了“ Ｐ Ｌ Ｃ＋
・
５ ４・
梅 山科技
２ ０ １ ６年第 ５期
保 护作 出判 断 ， 如 过卷 、 超 速等 。 直 流调 速系统 的硬件 设计 系统采 用 的是西 门 子６ Ｒ Ａ ８ ０直 流 调 速 控 制 器 ， 电 动 机 功 率 为 ４ ４ ０ ｋ Ｗ， 采 用 了磁场 可 逆逻 辑无 环 流 电枢 回路六
Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ Ｈｏ ｉ ｓ ｔ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｆ Ｉ ｒ ｏ ｎ Ｍｉ ｎ ｅ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｓ Ｉ Ｅ Ｍ ＥＮＳ ＰＬＣ
Ｈａ ｎ Ｍｉ ｎｇ ｃ ｈ ｅ ｎ
Hale Waihona Puke 性 的技 术要 求 ， 介 绍 了梅 山铁 矿 副 井提 升机基 于西 门子 Ｓ ７ －３ ０ ０ Ｐ Ｌ Ｃ设 计 的 电控 系统 ， 设计 了
系统 的硬 件 配置 和软件 程序 。运 行 结果表 明 ， 该 系统 工 作 可 靠 ， 控 制精 度 高 ， 完全 可 以满足 现
场 生产 运行 的要 求 。 关键 词 ： 直 流传动 装 置 ６ Ｒ Ａ８ ０ ； 矿 井提 升 机 ； Ｓ ７ －３ ０ ０ Ｐ Ｌ Ｃ； 电控 系统

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基于PLC控制的矿井提升机电控抗干扰技术浅析

基于PLC控制的矿井提升机电控抗干扰技术浅析

Ｐ Ｃ 抗 干 扰 信 号 Ｌ
的解决 方法， 以提高 Ｐ Ｃ的可靠性和抗干扰能力。 Ｌ
关 键 词 提 升 机
中图分类号 Ｔ ６ ３ Ｄ３
文献标识码
Ｃ
Ａ ｓ ａｔ Ｔ ｉａｔｌ ｔｅａｔａ ｎ ｕｓｏ ｈｃ ｐ ｅｒｄｉ ｅｍ ｎ ｌｖｔｒａｐｉ ｔ ｎｈｓｃｒｅ ｎｔｅｄｓｕｓ ｎｅ ｐ ａｉ ｌ ｅＰ Ｃ ｂ ｔ ｃ ｈｓ ｒｃ ｎｉｍｍｉｇｑ ｅｔ ｎｗ ｉｈａｐａｅ ｔ ｉｅｅ ａｏ ｐ ｌａｉ ａ ａｒｄｏ ｈ ｉ ｓｏ ｍ ｈｔ ａ ｙｔ ｔ Ｌ ｒ ｉｅ ｈ ｊ ｉ ｎｈ ｅ ｃ ｏ ｉ ｃ ｉ ｃｌ ｏ ｈ
电压 的影 响 。
不 同类 型的信号分 别 由不 通 电缆传输 ， 信号 电缆
应按传输信号种类分层 敷设 ， 电源线 、 二次控制线分 开 敷设 ， 避免动力 电缆与 信号 电缆靠近平行敷设 ， 均可减 少 电磁 干 扰 。 ７ 选择 正 确的 接地 点能 有效 抗干扰
（ ） 地 线 采 用 短 、 （ Ｐ Ｃ近 ） 理 ， 量避 开 １接 近 离 Ｌ 原 尽 强 电路和 主回路 电线 。采用屏 蔽 电缆 时 ， 蔽层应 靠 屏 近 Ｐ Ｃ端 的 一 点 接 地 。 Ｌ
（） ２ 采用独 立接 地装 置 ， 作 台以及远 程 Ｐ Ｃ控 操 Ｌ 制柜体底座安装 与地面用 绝缘层 隔离 ， 远程 Ｐ Ｃ独立 Ｌ 接地 ， 分离安装 。柜体 间用绝缘板分离 ， 确保模块运 行 不受外部 电磁干扰 。
８ 软 件 措 施 抗 干 扰
应用专用灭弧器进 行抗干扰 。Ｐ Ｃ专用 灭弧器作 Ｌ 为一种保护装置 ， 启停频 繁 的电机 ， 吸收 电弧 、 对 对 消 除触电火花 、 抗电弧干扰有 着明显的效果 。 抵
基于PLC的矿井提升机变频调速控制系统设计论文

基于PLC的矿井提升机变频调速控制系统设计论文

基于PLC的矿井提升机变频调速控制系统设计摘要本文针对提升机控制系统中存在的上述问题，把可编程序控制器和变频器应用于提升机控制系统上，并在可行性方面进行了较深入的研究。

根据提升机的运行特点，控制系统采用工控机监控提升机变频调速系统， PLC控制系统、变频调速系统等组成。

为了提高系统的可靠性，对提升机各种物理量与控制单元进行控制监控。

提升机的动态监测由工控机或触摸屏和组态软件组成。

用户在组态环境中完成动画设计、设备连接、编写控制流程和工程所需要的信息报表以与结果打印等。

主控系统采用PLC系统，硬件简洁、软件灵活性强、调试方便、维护量小，配合一些专用电子模块组成的提升机控制设备，可供控制高压带动动力制动或低频制动等。

同时能检测各电机故障现象并送往上位机显示。

减少了传统继电器接触式控制系统的中间环节，减少了硬件和控制线，极大提高了系统的稳定性，可靠性。

关键词：矿用提升机；变频调速；矢量控制；可编程控制器The Freouency Conversion Use on The Speed Adjustment of Shaft Hoist on The Basis of PLC ControlABSTRACTElevator Control System In this paper, the above problems exist in the PLC and frequency converter used in elevator control system, and for a more in-depth feasibility study. According to the operation of hoist features, the control system IPC VVVF elevator control system, PLC control systems, frequency control system components. In order to improve system reliability, and various physical quantities on the elevator control unit to control monitoring. Dynamic monitoring of elevator or the touch screen by IPC and configuration software. User environment, complete the animation in the configuration design, equipment connections, control flow and project preparation of the required information statements, and the results of printing. Master control system uses PLC systems, hardware simplicity, the software flexibility and easy commissioning and maintenance of small, specialized electronic modules with a number of the elevator control equipment, drive dynamic braking for control of high pressure or low-frequency braking. While the motor symptoms can be detected and sent to the host computer display. Relay contact to reduce the traditional control system of the intermediate links, reducing hardware and control lines, which greatly improves system stability and reliability.KEY WORDS:：Shaft hoist；Frequency conversion；Vector control；PLC目录前言1第1章绪论21.1课题概述21.2国外矿井提升机的发展状况21.2.1国外矿井提升机的现状21.2.2国提升机的现状与发展趋向51.3 本文容与研究的意义71.3.1研究容71.3.2 研究意义8第2章矿井提升机调速系统的设计92.1 矿井提升机对控制系统的要求92.2 提升机调速控制系统方案设计112.2.1 控制单元基本原理112.2.2 调速装置132.2.3 主控系统设计15第3章变频调速系统的设计183.1变频调速的发展与在提升机系统中的应用183.2 变频调速基本原理203.3 变频器的选择213.3.1变频器的选型213.3.2 变频器容量的选择223.3.3 变频器主电路设计与参数设定23第4章PLC在提升机变频控制系统中的应用264.1 PLC概述264.2 本系统中PLC的选型与特点274.3 PLC控制系统设计274.3.1 PLC的I/O分配274.3.2 PLC接线图33第5章PLC控制程序设计345.1 PLC软件概述与提升机PLC控制要求345.2 程序设计355.3系统抗干扰措施40结论42辞43参考文献44附录46外文资料翻译47前言在煤炭生产中提升机担负着提升煤炭、岩石、下放材料、升降人员和设备的任务，是联系井上与井下的唯一途径，素有矿井“咽喉”之称。

基于PLC变频调速技术的矿用提升机调速控制研究

基于PLC变频调速技术的矿用提升机调速控制研究

基于PLC变频调速技术的矿用提升机调速控制研究【摘要】本文主要研究基于PLC变频调速技术的矿用提升机调速控制。

引言部分介绍了背景、研究意义和目的，正文分析了提升机调速控制技术、PLC和变频技术在提升机中的应用，以及研究方案和实验结果。

结论部分总结了基于PLC变频调速技术的矿用提升机调速控制的优势，研究成果的意义和未来发展方向。

通过本研究可以提高矿用提升机的运行效率和安全性，为矿山提升机设备的智能化发展提供技术支持。

【关键词】提升机、调速控制、PLC、变频技术、矿用、研究、研究意义、技术应用、研究方案、实验结果、优势、研究成果、未来发展方向1. 引言1.1 背景介绍矿用提升机是煤矿、金矿等矿山中常见的重要设备，用于将矿石、煤炭等物料从井下输送到地面或从地面输送到井下。

提升机的调速控制对于保证生产过程的安全稳定、提高生产效率具有重要意义。

传统的提升机调速控制方法主要依靠机械传动方式，存在调速范围狭窄、调速响应慢、精度低等问题。

基于PLC变频调速技术的矿用提升机调速控制研究成为当前研究的热点之一。

本文旨在通过对提升机调速控制技术的概述、PLC和变频调速技术在提升机中的应用、以及基于PLC变频调速技术的提升机调速控制研究方案的详细探讨，为提升机调速控制技术的进一步优化提供参考和指导。

1.2 研究意义矿用提升机在采矿生产中具有重要作用，是实现矿石、煤炭、矿渣等物料的垂直输送的关键设备之一。

提升机的调速控制对于提升机的安全性、稳定性和效率具有重要影响。

传统的提升机调速控制方法存在控制精度低、调速范围窄、响应速度慢等问题，无法满足矿山生产对于提升机调速控制的需求。

基于PLC变频调速技术的矿用提升机调速控制研究可以有效解决传统控制方法存在的问题，提高提升机的调速精度和调速范围，提高提升机的运行效率和安全性。

通过对提升机调速控制技术的研究，可以为提升机的自动化生产提供技术支持，提高矿山生产的自动化水平，减少人工干预，降低生产成本，提升生产效率。

基于PLC的矿井提升机控制系统设计解读

基于PLC的矿井提升机控制系统设计解读

1 前言1.1 提升机的发展过程及现状向矿井提升机是铁矿安全生产的关键设备之一，其作用是提升矿粉、升降人员和下放物料等，在整个铁矿生产中占有十分重要的地位。

矿井提升机安全、可靠、高效、准确地运行集中体现在其电气控制系统中，电控系统性能的优劣直接影响全矿的安全生产及矿工生命的安全。

现代矿井提升机的发展与现代电力传动及其控制技术的发展密切相关。

根据受控电动机类型的不同，矿井提升机可分为直流驱动提升机和交流驱动提升机两大类。

由于交流电动机有结构简单、紧凑、坚固、容量大、价格低廉、应用场合广泛和直接使用交流三相电源等优点，因而交流驱动提升机得到了广泛的应用。

在20世纪70年代前，矿井提升机大多采用交流驱动系统，但是由于其调速能力较差，很难适用于调速性能要求较高的场合。

直流电动机具有良好的启、制动性能，可在大范围内平滑调速，调速性能指标远优于交流电动机，因此在20世纪70年代后，随着大功率可控硅的使用、电子控制技术和装置的发展，直流驱动提升机逐渐在大中型铁矿中占据了主导地位。

随着电力电子器件、微电子控制技术和交流调速控制理论的发展，交流驱动逐渐获得了与直流驱动相同的控制特性，并在高性能交流驱动应用中获得了根本性的突破，成为大容量提升机的首选方案。

目前国内铁矿企业，井下提升机大多采用交流绕线式异步电动机转子串电阻的调速方案。

提升机电控系统经历了由继电器控制、分离元件控制、模拟电路控制到微电子(计算机)控制的发展历程，目前数字控制系统已广泛应用于提升机控制系统中。

采用数字控制技术后，提升机电控系统具有结构简单、控制精度高、系统功能开发简单等优点；特别是其具有智能化的信息采集、故障诊断和在线检测等功能，极大地提高了系统的可靠性，缩短了查找和排除故障的时间，降低了维护成本。

1.2 主要存在的问题虽然交流提升机在调速性能上获得了根本性的突破，成为大容量提升机的首选方案，但是由交流电动机的基本原理可知，由定子传入转子的电磁功率Pm可分为两部分：一部分是驱动负载的有效功率P＝(1-s)Pm；另一部分是转差功率P＝sPm，与转差率s成正比。