辽宁工学院
毕业设计（论文）
开题报告
题目 矿井提升机变频调速控制系统设计
软件学院 （系） 楼宇智能化工程技术 专业 081 班
学生姓名
学 号
指导教师
开题日期：2011年3月7日
开 题 报 告
一．毕业设计题目的来源理论或实际应用意义
本次毕业设计的题目是“矿井提升机变频调速控制系统设计”，在提升机控制系统中应用计算机控制技术和变频调速技术，对原有提升机控制系统进行升级换代。就计算机技术在工业现场应用情况而言，可编程控制器(PLC)是目前作为工业控制最理想的机型，它是采用计算机技术、按照事先编好并储存在计算机内部一段程序来完成设备的操作控制。采用PLC控制，硬件简洁、软件灵活性强、调试方便、维护量小，PLC技术己经广泛应用于各种提升机控制，配合一些提升机专用电子模块组成的提升机控制设备，可供控制高压带动力制动或低频制动，单、双机拖动等。操作、监控和安全保护系统选用可编程控制器。主控计算机应用软件能完成提升机自动、半自动、手动、检修、低速爬行等各种运动方式的控制要求。
二．题目主要内容及其预期达到的目标
基于PLC控制的大功率矿井提升机变频调速控制系统由动力装置、液压站、变频器、操作台和控制监视系统组成，各部分功能如下。
动力装置：包括主电机、减速器、卷筒、制动器和底座，完成人、物、料的运输任务。主电机通过减速器向卷筒提供牵引所需的动力。
液压站：为提升机提供制动力，停车时先通过液压站给卷筒施加机械制动力，再取消直流制动力；提升机起动时，先对电机施加直流制动，再松开机械抱闸，防止溜车，以保证系统安全可靠地工作。
操作台：设置两个手柄，分别用于速度辅助给定及制动力给定。它是整个矿井提升机运输系统的控制核心，通过它可以设定系统的工作方式和控制方式，可以发布系统的各种控制命令，以实现对提升机启动、加速、平稳运行、减速、停车以及紧急制动等各种控制功能。
矿井提升机的主要组成及工作原理
矿井提升机作为一个大型的机械一电气机组，它的主要组成有：工作机构（包括主轴装置及主轴承）；制动系统（包括制动器和制动器控制装置）；机械传动装置（包括减速器、离合器和联轴器）；润滑系统（包括润滑油泵站和管路）；检测及操纵系统（包括操纵台、深度指示器及传动装置和测速发电装置）；矿山机械设备拖动、控制和自动保护系统（包括主电动机、电气控制系统、自动保护系统和信号系统）以及辅助部分（包括机座、机架、护罩、导向轮装置和车槽装置）等。
目前我国广泛使用的提升机可分为两大类：单绳缠绕式和多绳摩擦式。调速性能好，且与负荷大小无关；从一种工作方式向另一种工作方式转换方便；低速特性硬；调速时电能消耗小以及容易实现自动化等。但是直流拖动需要增加1套整流装置，特别是采用变流机组时，需要增加2个与主电机同等大小的大型电机。矿山机械设备交流拖动虽然没有直流拖动的优点，但在采用了双电机拖动、动力制动、低频制动和微机拖动等措施之后，交流拖动在技术性能基本满足了提升机的要求，因而获得了广泛的应用。
单绳缠绕式提升机的工作原理是：把钢丝绳的一端缠绕在提升机滚筒上，另一端绕过天轮悬挂提升容器，这样，利用滚筒转动方向的不同，矿山机械设备将钢丝绳缠紧或放松，就可以完成提升或下放提升容器的任务。目前这种提升机在我国矿山应用比较广泛。
多绳摩擦式提升机的工作原理是：把钢丝绳搭放在主导轮（摩擦轮）上，两端各悬挂1个提升容器（也可一端悬挂平衡锤），当电动机带动主导轮转动时，借助于安装在主导轮上的衬垫与钢丝绳之间的摩擦力传动钢丝绳，完成提升和下放重物的任务。矿山机械设备这种提升机体积小、质虽轻、提升能力大，适用于中等深度和比较深的矿井（不超过1700m)，是提升机发展的方向。
简析矿井提升机电控系统组成及原理设计
1、矿井提升机电控系统机械结构组成
在进行矿山采矿时矿井提升机属于一种把井下和地面联系起来来的唯一运输工具。它是由主轴、制动器、卷筒、电控柜、减速器、液压站、深度指示器以及操作台等部分所构成的。
1.1、主轴装置
对于主轴装置而言它是由主轴、两个卷轴、调绳装置等所组成。主轴装置中固定转轴在右侧，游动转轴在左侧，在进行调绳时它能和主轴进行相对滑动，主轴装置大多都是采用整体焊接式或者是剖分式。对于弹性结构的卷轴而言，其强度大，受力均匀。
1.2、液压站
对于液压站它主要是在控制制动器中所使用，它的特点大概有下面几点：（1）当有压力产生时它能通过调节制动油进而来控制制动器，同时获取制动力柜。（2）液压站他可以迅速使制动器回油，还可以产生二级甚至一级安全制动。（3）液压站它能产生压力油，这样对于双筒提升机调绳装置的控制（就是离合器开合）有很大作用。
1.3、盘形制动器
在矿井提升机的制动系统当中盘形制动器是其中的一重要部件，它是在安全制动与工作制动时所使用的。所以对其要求就不仅仅是重量轻、结构紧凑，还要求动作灵敏、操作简单即要安全又要可靠。
1.4、减速器
矿井提升机所采用的减速器是双极圆弧齿轮，它是由机体、两级人字齿轮对和机盖等所构成。而减速器中所用润滑油是通过独立的润滑油站所稀油强制的，每个轴承用的都是滚动轴承。
1.5、润滑系统
减速器轴承、主轴承以及齿轮的润滑油都是通过润滑油站集中进行供给的，润滑系统主要有薄片过滤器、齿轮油泵、供油指示器、电接点压力表、管路、旋塞等构成。矿井提升机电气系统中的润滑油站一共有两套齿轮泵装置，有一套是备用的。注意过滤器一定要定期进行清洗。
1.6、测速发电机
矿井提升机电气系统中的测速发动机，它主要组成是三角皮带轮、直流电机、护罩、三角皮带等。它主要有以下作用：能发出与矿井提升机的减速轴真正的转数相适应的直流电压，能够真实的反映容器的速度。测速发电机能提供直流电源给起速保护继电器与限速保护继电器等。
矿井提升设备选型设计
- 1 - 第一章 矿井概述
一、位置、交通及气象
石炭井A矿位于石炭井矿区北部，南邻B矿。本矿距大武口大西洗煤厂为33Kｍ，距平罗车站44Kｍ，距包头为498Kｍ，距洒泉为999Kｍ。
二、地形及地貌
矿井地势北高南低，北部及东部且有高山环绕，井口内海拔标高在1480－1530之间。
三、气象
本区呈大陆性气候，常年干燥少雨，最高气温为7月，38℃，最低气温为12月至次年1月,-28℃雨季在6－9月，最大降雨量为76ｍｍ，风季为1月至次年3月，风力可达10级且多属西北风，冻士深为0.3-1.2米.
四、水文地质
井口水文条件简单，本区气候干燥少雨岩层主要靠大气层降雨补给，地面水的经济条件好，岩层一般比较致密，渗透性极弱，煤层顶、底板岩层渗透系数一般为0.0001cm/s.井口内位于上游已修筑防洪堤,降雨后洪水可排出井田之外.
五、地质构造
本井田以单斜构造为主，地层走向，Ⅲ线以南为N15W倾斜25°左右，Ⅲ线以北渐转为N52°E，倾角60°左右，井田次级褶皱较发青，主要分布在石炭井断层上、下盘，对煤层影响不大。 矿井提升设备选型设计
- 2 - 六、矿井瓦斯、煤尘及发火
本矿瓦斯相对涌出量为5.87m3/T日;CO2涌出量为11.54m3/日吨,属低沼气高CO2矿井。煤尘爆炸指数29～39.2%;煤层发火期为6～12个月。
七、矿井可采煤层和储量
本井田内具体有可采或局部可采煤层七层，二层煤为主要可采层厚度10米，煤层倾角16度，在向斜西翼线达25-40度，可采储量为8520万吨。
