發(fā)布時(shí)間：2017-04-08 15:01

  本文關(guān)鍵詞：礦井提升機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：礦井提升機(jī)在煤礦生產(chǎn)中的作用至關(guān)重要,負(fù)責(zé)井下礦石的提升、物料的下放和人員的運(yùn)送。礦井提升機(jī)及其配套的控制設(shè)備是極為復(fù)雜的機(jī)械和電氣組合,在地面與井下之間礦井提升機(jī)高速往復(fù)運(yùn)行,不斷提升和下放,工作中一旦發(fā)生故障,就會(huì)影響礦井的安全生產(chǎn),導(dǎo)致設(shè)備的損壞,嚴(yán)重地還會(huì)造成人身傷亡,這對(duì)礦井提升機(jī)的整套系統(tǒng)提出了更高的要求,所以,高產(chǎn)高效、高安全性與可靠性、全數(shù)字化及綜合自動(dòng)化成為了礦井提升機(jī)的發(fā)展方向。 目前,山西大部分礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)使用過久,設(shè)備老化,無法對(duì)提升過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與故障預(yù)警；同時(shí),調(diào)速系統(tǒng)使用電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速,控制電路與電氣設(shè)備易損壞,環(huán)境噪聲極大,維護(hù)成本較高,耗能過大,調(diào)速性能也有限。交流變頻調(diào)速器與可編程邏輯控制器組成的提升機(jī)電氣控制系統(tǒng),以其優(yōu)良的調(diào)速和節(jié)能特性正在逐漸取代電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速系統(tǒng)。 本文對(duì)長治某礦提升機(jī)原有電控系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)改造和升級(jí),制定了提升機(jī)拖動(dòng)及控制系統(tǒng)方案,完成了系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì),并對(duì)變頻調(diào)速的節(jié)能效果進(jìn)行了分析。 提升機(jī)電控系統(tǒng)采用兩套西門子S7-300系列PLC,分別設(shè)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(shè)有主令零位、制動(dòng)緊閘、主電源失壓、調(diào)閘、上下過卷等安全保護(hù)。軟件采用梯形圖編程,方便易懂,便于維護(hù)人員學(xué)習(xí)。采用霍爾元件、壓力變送器、旋轉(zhuǎn)編碼器、行程開關(guān)、磁接近開關(guān)等傳感器對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行檢測,實(shí)時(shí)感知系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),并將運(yùn)行參數(shù)及故障信號(hào)及時(shí)反饋給PLC,調(diào)整控制策略并對(duì)故障進(jìn)行預(yù)警。 上位機(jī)采用WinCC組態(tài)監(jiān)控軟件,實(shí)時(shí)監(jiān)控提升機(jī)在井筒中的運(yùn)行情況,畫面生動(dòng)形象,可視效果良好。傳動(dòng)部分選用瑞典ABB公司的ACS800系列變頻柜,采用直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)技術(shù),具有優(yōu)良的速度控制和轉(zhuǎn)矩控制特性,完整的保護(hù)功能以及靈活的編程能力。 改造升級(jí)后的提升機(jī)電控系統(tǒng)操作簡單,運(yùn)行穩(wěn)定可靠,改善了調(diào)速效果,提高了生產(chǎn)效率。
【關(guān)鍵詞】：礦井提升機(jī) 變頻調(diào)速 硬件設(shè)計(jì) 軟件編程
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：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(jī)及其電控系統(tǒng)發(fā)展概況15-17
• 1.2.1 礦井提升機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.2.2 礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀16-17
• 1.3 研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)17-20
• 第二章 提升機(jī)控制系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)方案20-34
• 2.1 技術(shù)參數(shù)20-21
• 2.2 礦井提升機(jī)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(jī)22
• 2.2.4 深度指示器22-23
• 2.2.5 制動(dòng)系統(tǒng)23
• 2.2.6 液壓站23-25
• 2.2.7 盤形制動(dòng)器25
• 2.3 提升機(jī)行程控制25-28
• 2.3.1 提升機(jī)運(yùn)行速度分析25-26
• 2.3.2 速度圖中參數(shù)的計(jì)算26-28
• 2.4 提升機(jī)調(diào)速方式28-29
• 2.5 提升機(jī)電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案29-31
• 2.5.1 電控系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)29-30
• 2.5.2 控制系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案30-31
• 2.6 本章總結(jié)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(shè)計(jì)35-36
• 3.2.1 變頻器選型依據(jù)35-36
• 3.2.2 變頻器選型設(shè)計(jì)36
• 3.3 變頻器主電路接線與參數(shù)設(shè)定36-40
• 3.3.1 變頻器主電路接線設(shè)計(jì)36-39
• 3.3.2 變頻器參數(shù)設(shè)定39-40
• 3.4 控制系統(tǒng)節(jié)能分析40-41
• 3.4.1 變頻調(diào)速節(jié)能40
• 3.4.2 軟啟動(dòng)節(jié)能40
• 3.4.3 功率因數(shù)補(bǔ)償節(jié)能40-41
• 3.5 本章總結(jié)41-42
• 第四章 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)42-60
• 4.1 PLC簡介42-45
• 4.1.1 PLC基本結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)45-53
• 4.2.1 系統(tǒng)I/O分配46-51
• 4.2.2 安全回路設(shè)計(jì)51-53
• 4.3 提升機(jī)運(yùn)行參數(shù)檢測傳感器53-57
• 4.3.1 閘瓦磨損檢測行程開關(guān)53-54
• 4.3.2 松繩檢測行程開關(guān)54
• 4.3.3 罐籠到位檢測開關(guān)54-55
• 4.3.4 深度指示器外置檢測開關(guān)55
• 4.3.5 制動(dòng)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)方案58
• 4.5 本章總結(jié)58-60
• 第五章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)60-82
• 5.1 程序設(shè)計(jì)軟件60-63
• 5.1.1 STEP7簡介60
• 5.1.2 STEP7設(shè)計(jì)步驟60-61
• 5.1.3 STEP7項(xiàng)目結(jié)構(gòu)61
• 5.1.4 PG/PC接口設(shè)置61-63
• 5.2 系統(tǒng)硬件組態(tài)63-64
• 5.3 STEP7程序結(jié)構(gòu)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(xiàng)目程序設(shè)計(jì)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(jī)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)71-76
• 5.5.1 WINCC簡介72
• 5.5.2 組態(tài)項(xiàng)目建立72-75
• 5.5.3 組態(tài)變量75
• 5.5.4 變量的數(shù)據(jù)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(xiàng)目畫面設(shè)計(jì)77-79
• 5.8 本章總結(jié)79-82
• 第六章 系統(tǒng)調(diào)試82-86
• 6.1 系統(tǒng)安裝測試82
• 6.2 電氣調(diào)試82-83
• 6.2.1 初上電調(diào)試82-83
• 6.2.2 液壓站電氣調(diào)試83
• 6.2.3 變頻柜電氣調(diào)試83
• 6.3 功能調(diào)試83-84
• 6.3.1 軟件程序調(diào)試84
• 6.3.2 顯示畫面調(diào)試84
• 6.3.3 保護(hù)調(diào)試84
• 6.4 本章總結(jié)84-86
• 第七章 總結(jié)與展望86-90
• 7.1 總結(jié)86-88
• 7.2 展望88-90
• 參考文獻(xiàn)90-94
• 附錄94-98
• 致謝98-100
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄100

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：礦井提升機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：293081