基于PLC礦井提升機(jī)控制系統(tǒng) 畢業(yè)論文

【專家解說】：淺談礦井提升機(jī)的PLC控制系統(tǒng) 　　一、國內(nèi)提升機(jī)的現(xiàn)狀 　?。ㄒ唬┙涣魍蟿臃绞?　　采用串電阻調(diào)速的交流拖動方式，有單繩和多繩兩種系列，大都采用改變轉(zhuǎn)差率S的調(diào)速方法，在調(diào)速中產(chǎn)生大量的轉(zhuǎn)差功率，使大量電能消耗在轉(zhuǎn)子附加電阻上，導(dǎo)致調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性變差。極少數(shù)提升機(jī)采用串級調(diào)速方法，其調(diào)速范圍窄，且投資大。 　　（二）直流拖動方式 　　我國煤礦采用的晶閘管整流供電的直流提升機(jī)已較普遍，但大多數(shù)為80年代引進(jìn)和90年代中期以前國產(chǎn)的礦井提升機(jī)SCR-D電控系統(tǒng)。這些電控系統(tǒng)，其調(diào)節(jié)控制保護(hù)回路基本上都是模擬形式。這種系統(tǒng)由于受元器件設(shè)計和制造水平的限制，存在著一定的缺陷。 　　（三）研制與發(fā)展 　　1.國產(chǎn)大型直流提升機(jī)及電控系統(tǒng)已逐步完善和推廣使用。 　　2.大功率變頻調(diào)速電控提升機(jī)效率可達(dá)98%，國內(nèi)組織研究了這種系統(tǒng)并已經(jīng)運用到了實際生產(chǎn)中。 　　二、PLC硬件組成及原理 　　可編程控制器PLC主要由電源、CPU、通訊單元、高數(shù)計數(shù)單元、模擬量I/O單元、數(shù)字量I/O單元等硬件組成。 　?。ㄒ唬㏄LC系統(tǒng)組成 　　主控PLC系統(tǒng)由電源、CPU、通訊單元、高數(shù)計數(shù)單元、模擬量I/O單元、數(shù)字量I/O單元等硬件組成。裝在主控柜內(nèi)。帶有輔控PLC的電控系統(tǒng)，輔控PLC系統(tǒng)由電源、CPU、通訊單元、高數(shù)計數(shù)單元、模擬量I/O單元、數(shù)字量I/O單元等硬件組成。 　　（二）各單元基本特點 　　1.電源單元：電源輸入電壓100-240V AC，為PLC提供總線電源及基本電源； 　　2.CPU單元：CPU單元為PLC的核心，包括有存儲器接口、編程接口等，是程序執(zhí)行的載體。其上插入的存儲器模塊用鋰電池保持RAM內(nèi)容；PLC可在其上設(shè)置為程序執(zhí)行“STOP”或“RUN”方式。 　　三、控制原理 　　（一）定子控制回路 　　當(dāng)井口或井底向機(jī)房發(fā)出開車信號后，此時如果主電源和控制電源均已接通；油泵電機(jī)已經(jīng)運行；油溫、油壓正常；制動手柄、操縱手柄均處于零位，過卷復(fù)位、調(diào)閘轉(zhuǎn)換開關(guān)、檢修換相轉(zhuǎn)換開關(guān)、檢修換擋轉(zhuǎn)換開關(guān)處于正常位置，制動轉(zhuǎn)換開關(guān)處于腳踏位置，并為開動提升機(jī)（絞車）作好準(zhǔn)備。在正常情況下，若將制動手柄緩緩前推松閘，當(dāng)油壓達(dá)到開閘電壓時，同時向前或向后推動操縱手柄，主接觸器隨即閉合，主電機(jī)定子接通電源，于是提升機(jī)（絞車）開始正向或反向轉(zhuǎn)動，從而將載荷提升或下放。 　　（二）轉(zhuǎn)子控制回路 　　定子回路接通電源后，此時操縱手柄仍處于給電狀態(tài)，主電動機(jī)轉(zhuǎn)子回路的附加電阻全部加入，電機(jī)轉(zhuǎn)軸輸出力矩僅為額定力矩的30-40%。此力矩可以消除傳動系統(tǒng)的齒輪間隙和平穩(wěn)地拉緊鋼繩以減少沖擊，也可以輕載啟動提升機(jī)（絞車）。此時提升機(jī)（絞車）穩(wěn)定在預(yù)備級上運行，此時提升機(jī)（絞車）在輕載時將產(chǎn)生0.3-0.5米/秒的爬行速度以便檢查井筒和鋼絲繩，以及滿足在斜井提升中礦車在甩車道上爬行。 　　將操縱手柄逐檔向前或向后推動，PLC將根據(jù)啟動電流及檔位延時分別閉合1JC-5JC（或8JC），將電機(jī)轉(zhuǎn)子電阻分段切除，從而實現(xiàn)預(yù)備級向加速級的轉(zhuǎn)變，電機(jī)逐漸加速。 　　當(dāng)手柄推至最前端或最后端時，勻速接觸器（最后一級加速接觸器）動作，全部附加電阻被切除，提升機(jī)（絞車）加速完畢而進(jìn)入等速階段運行。 　　電機(jī)轉(zhuǎn)子的切除是以電流函數(shù)為主，時間函數(shù)為輔的原則進(jìn)行切換控制。電動機(jī)外接電阻級數(shù)是由所控電動機(jī)功率及轉(zhuǎn)子參數(shù)所決定。一般采用5級或8級啟動電阻。 　　提升機(jī)（絞車）既可以由低速調(diào)至高速，也可以由高速調(diào)至低速運行，這時只要將操縱手柄推出或拉回至任意一檔位置，提升機(jī)（絞車）就可以穩(wěn)定在該位置相應(yīng)的速度上運行。 　　（三）減速控制 　　提升機(jī)（絞車）運行至減速點（可通過PLC設(shè)定）時，PLC給出減速信號，JSJ動作，減速鈴聲響和減速指示燈亮，引起絞車司機(jī)注意，同時絞車自動減速至最后兩三個檔位；絞車司機(jī)接到減速信號之后，應(yīng)根據(jù)運行經(jīng)驗，將操縱手柄逐檔收回，使提升機(jī)（絞車）逐漸減速，使電機(jī)降速至爬行速度，等提升機(jī)（絞車）運行至終點位置時，制動手柄和操縱手柄應(yīng)迅速拉回零位。在提升機(jī)（絞車）快運行至終點，可輔以施可調(diào)機(jī)械閘來降速，一直運行到終點位置。 　?。ㄋ模┫匏俦Ｗo(hù)回路 　　當(dāng)提升機(jī)（絞車）進(jìn)入減速運行階段，PLC一方面自動減擋，另一方面根據(jù)速度給定曲線進(jìn)行限速，減速階段超10%PLC進(jìn)行安全制動。 　?。ㄎ澹┻^速保護(hù)回路 　　1.當(dāng)提升機(jī)（絞車）進(jìn)入等速運行階段，測速發(fā)電機(jī)檢測出的電壓信號，一方面通過變送器送入PLC進(jìn)行處理，超額定速度的15%PLC進(jìn)行安全制動；另一方面通過整定過速繼電器GSJ給出過速保護(hù)信號，GSJ的信號一個進(jìn)入硬件安全回路進(jìn)行安全制動，另一個信號進(jìn)入PLC進(jìn)入軟件安全回路進(jìn)行安全制動。 　　2.當(dāng)提升機(jī)（絞車）進(jìn)入等速運行階段，在減速箱或低速軸旁裝有旋轉(zhuǎn)編碼器，用來檢測出繩速度，通過PLC進(jìn)行處理，超額定速度的15%PLC進(jìn)行安全制動。免費論文網(wǎng)： http://www.xoock.com