本文關鍵詞：礦井提升機變頻調速控制系統(tǒng)研究與設計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：礦井提升機在煤礦生產中的作用至關重要,負責井下礦石的提升、物料的下放和人員的運送。礦井提升機及其配套的控制設備是極為復雜的機械和電氣組合,在地面與井下之間礦井提升機高速往復運行,不斷提升和下放,工作中一旦發(fā)生故障,就會影響礦井的安全生產,導致設備的損壞,嚴重地還會造成人身傷亡,這對礦井提升機的整套系統(tǒng)提出了更高的要求,所以,高產高效、高安全性與可靠性、全數(shù)字化及綜合自動化成為了礦井提升機的發(fā)展方向。 目前,山西大部分礦井提升機控制系統(tǒng)使用過久,設備老化,無法對提升過程進行實時監(jiān)控與故障預警；同時,調速系統(tǒng)使用電機轉子串電阻調速,控制電路與電氣設備易損壞,環(huán)境噪聲極大,維護成本較高,耗能過大,調速性能也有限。交流變頻調速器與可編程邏輯控制器組成的提升機電氣控制系統(tǒng),以其優(yōu)良的調速和節(jié)能特性正在逐漸取代電機轉子串電阻調速系統(tǒng)。 本文對長治某礦提升機原有電控系統(tǒng)進行了技術改造和升級,制定了提升機拖動及控制系統(tǒng)方案,完成了系統(tǒng)的硬件和軟件設計,并對變頻調速的節(jié)能效果進行了分析。 提升機電控系統(tǒng)采用兩套西門子S7-300系列PLC,分別設置了系統(tǒng)的軟、硬兩套安全回路,提高了系統(tǒng)的安全性能。安全回路中設有主令零位、制動緊閘、主電源失壓、調閘、上下過卷等安全保護。軟件采用梯形圖編程,方便易懂,便于維護人員學習。采用霍爾元件、壓力變送器、旋轉編碼器、行程開關、磁接近開關等傳感器對系統(tǒng)參數(shù)進行檢測,實時感知系統(tǒng)的運行狀態(tài),并將運行參數(shù)及故障信號及時反饋給PLC,調整控制策略并對故障進行預警。 上位機采用WinCC組態(tài)監(jiān)控軟件,實時監(jiān)控提升機在井筒中的運行情況,畫面生動形象,可視效果良好。傳動部分選用瑞典ABB公司的ACS800系列變頻柜,采用直接轉矩控制(DTC)技術,具有優(yōu)良的速度控制和轉矩控制特性,完整的保護功能以及靈活的編程能力。 改造升級后的提升機電控系統(tǒng)操作簡單,運行穩(wěn)定可靠,改善了調速效果,提高了生產效率。
【關鍵詞】：礦井提升機 變頻調速 硬件設計 軟件編程
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TD534
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-14
• 第一章 緒論14-20
• 1.1 課題背景14-15
• 1.2 礦井提升機及其電控系統(tǒng)發(fā)展概況15-17
• 1.2.1 礦井提升機發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.2.2 礦井提升機電控系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀16-17
• 1.3 研究內容與結構17-20
• 第二章 提升機控制系統(tǒng)及其設計方案20-34
• 2.1 技術參數(shù)20-21
• 2.2 礦井提升機控制系統(tǒng)組成21-25
• 2.2.1 主軸裝置22
• 2.2.2 減速器22
• 2.2.3 電機22
• 2.2.4 深度指示器22-23
• 2.2.5 制動系統(tǒng)23
• 2.2.6 液壓站23-25
• 2.2.7 盤形制動器25
• 2.3 提升機行程控制25-28
• 2.3.1 提升機運行速度分析25-26
• 2.3.2 速度圖中參數(shù)的計算26-28
• 2.4 提升機調速方式28-29
• 2.5 提升機電控系統(tǒng)設計方案29-31
• 2.5.1 電控系統(tǒng)組成結構29-30
• 2.5.2 控制系統(tǒng)整體設計方案30-31
• 2.6 本章總結31-34
• 第三章 變頻控制方案及節(jié)能分析34-42
• 3.1 變頻器工作原理與控制方式34-35
• 3.1.1 變頻器工作原理34-35
• 3.1.2 變頻器控制方式35
• 3.2 變頻器選型設計35-36
• 3.2.1 變頻器選型依據35-36
• 3.2.2 變頻器選型設計36
• 3.3 變頻器主電路接線與參數(shù)設定36-40
• 3.3.1 變頻器主電路接線設計36-39
• 3.3.2 變頻器參數(shù)設定39-40
• 3.4 控制系統(tǒng)節(jié)能分析40-41
• 3.4.1 變頻調速節(jié)能40
• 3.4.2 軟啟動節(jié)能40
• 3.4.3 功率因數(shù)補償節(jié)能40-41
• 3.5 本章總結41-42
• 第四章 控制系統(tǒng)硬件設計42-60
• 4.1 PLC簡介42-45
• 4.1.1 PLC基本結構42-43
• 4.1.2 西門子系列PLC介紹43-45
• 4.2 線制PLC控制系統(tǒng)設計45-53
• 4.2.1 系統(tǒng)I/O分配46-51
• 4.2.2 安全回路設計51-53
• 4.3 提升機運行參數(shù)檢測傳感器53-57
• 4.3.1 閘瓦磨損檢測行程開關53-54
• 4.3.2 松繩檢測行程開關54
• 4.3.3 罐籠到位檢測開關54-55
• 4.3.4 深度指示器外置檢測開關55
• 4.3.5 制動油油壓檢測傳感器55-56
• 4.3.6 深度和速度檢測編碼器56-57
• 4.4 系統(tǒng)的通信協(xié)議及設計方案57-58
• 4.4.1 PROFIBUS-DP通信協(xié)議57-58
• 4.4.2 系統(tǒng)通迅設計方案58
• 4.5 本章總結58-60
• 第五章 控制系統(tǒng)軟件設計60-82
• 5.1 程序設計軟件60-63
• 5.1.1 STEP7簡介60
• 5.1.2 STEP7設計步驟60-61
• 5.1.3 STEP7項目結構61
• 5.1.4 PG/PC接口設置61-63
• 5.2 系統(tǒng)硬件組態(tài)63-64
• 5.3 STEP7程序結構64-66
• 5.3.1 CPU中的程序64-65
• 5.3.2 程序模塊65-66
• 5.3.3 編程語言66
• 5.4 項目程序設計66-71
• 5.4.1 模擬量處理模塊FC568-69
• 5.4.2 故障處理模塊FC669-70
• 5.4.3 主要功能程序模塊FC770-71
• 5.5 上位機監(jiān)控軟件設計71-76
• 5.5.1 WINCC簡介72
• 5.5.2 組態(tài)項目建立72-75
• 5.5.3 組態(tài)變量75
• 5.5.4 變量的數(shù)據類型75-76
• 5.5.5 創(chuàng)建過程畫面76
• 5.6 WinCC與PLC的通訊76-77
• 5.7 項目畫面設計77-79
• 5.8 本章總結79-82
• 第六章 系統(tǒng)調試82-86
• 6.1 系統(tǒng)安裝測試82
• 6.2 電氣調試82-83
• 6.2.1 初上電調試82-83
• 6.2.2 液壓站電氣調試83
• 6.2.3 變頻柜電氣調試83
• 6.3 功能調試83-84
• 6.3.1 軟件程序調試84
• 6.3.2 顯示畫面調試84
• 6.3.3 保護調試84
• 6.4 本章總結84-86
• 第七章 總結與展望86-90
• 7.1 總結86-88
• 7.2 展望88-90
• 參考文獻90-94
• 附錄94-98
• 致謝98-100
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文目錄100

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據庫 前10條

1 王娜;張運才;李國平;艾長勝;;ABB變頻調速控制系統(tǒng)的設計[J];儀器儀表用戶;2006年05期

2 孟祥霓,白霄麗;PLC與變頻器的串行通訊設計[J];信息技術;2005年09期

3 趙金玉;賀玉霞;;PLC在泄洪閘啟閉系統(tǒng)中的應用[J];河南水利與南水北調;2010年09期

4 王世明,孫鐵成,賈鴻社,張君鳴;工程機械遠程網絡監(jiān)測與診斷系統(tǒng)[J];建筑機械化;2004年05期

5 董未來;陳尤龍;;提升系統(tǒng)總變位質量的分析及測定[J];煤礦機電;2010年01期

6 劉雨剛;劉蘭蘭;付貴祥;喬磊明;;PLC在礦用提升機控制系統(tǒng)中的應用[J];煤炭工程;2007年07期

7 蔣新民;孫文志;;雙PLC在礦井提升機變頻改造中的應用[J];工礦自動化;2008年06期

8 劉永亮;時永玲;孔憲勇;;礦井提升機電控系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];科技傳播;2012年17期

9 王振環(huán);;淺談直接轉矩變頻調速的控制理論[J];煤;2011年06期

10 盧威;;恒液位控制系統(tǒng)在變頻器中的應用[J];中國石油和化工標準與質量;2012年05期

  本文關鍵詞：礦井提升機變頻調速控制系統(tǒng)研究與設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：293081