矿井提升机电控系统课程设计

通过设计实例,介绍了某冶金矿山矿井提升机电控系统的构成、功能及特点。

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第 40年第月 0卷 2 8 63期 0

工

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程

建

设

21

文章编号：17—8 9 ( 0 8 0 6 3 93 2 0 )3—0 2—0 01 3

矿井提升机电控系统的设计易曙光

(中冶长天国际工程有限责任公司，湖南长沙 40 0 ) 10 7摘要：通过设计实例，介绍了某冶金矿山矿井提升机电控系统的构成、功能及特点。

关键词：矿井；提升机；电控系统；设计中图分类号：T 3 D 6 3文献标识码：B

De i n o lc rc lc n r ls se o i e h it sg fee t ia o t o y tm f rm n o sYiS u ua g h g n

Ab t a t: Th o g p a t a e in e a l,h k sr c ru h rci ld sg x mpe t ema e—u f n t n a d c aa— c p,u c o n h rc i trsi ft eee tia y tm o tlu gc lmie h itwee i to u e

通过设计实例,介绍了某冶金矿山矿井提升机电控系统的构成、功能及特点。

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第 40年第月 0卷 2 8 63期 0

工

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程

建

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21

文章编号：17—8 9 ( 0 8 0 6 3 93 2 0 )3—0 2—0 01 3

矿井提升机电控系统的设计易曙光

(中冶长天国际工程有限责任公司，湖南长沙 40 0 ) 10 7摘要：通过设计实例，介绍了某冶金矿山矿井提升机电控系统的构成、功能及特点。

关键词：矿井；提升机；电控系统；设计中图分类号：T 3 D 6 3文献标识码：B

De i n o lc rc lc n r ls se o i e h it sg fee t ia o t o y tm f rm n o sYiS u ua g h g n

Ab t a t: Th o g p a t a e in e a l,h k sr c ru h rci ld sg x mpe t ema e—u f n t n a d c aa— c p,u c o n h rc i trsi ft eee tia y tm o tlu gc lmie h itwee i to u e

第一章 矿井提升机概述

第一节 提升机电力拖动的特点及对拖动控制装置的要求

矿井提升机（又称绞车、卷扬机）是矿井生产的关键设备。提升机电控系统技术性能如何，将直接影响矿井生产的效率及安全。欲掌握提升机电控系统的原理，首先要了解提升机对电控系统的要求，以及各种电气传动方案的特点。

矿井提升机为往复运动的生产机械，有正向和反向提升，又有正向和反向下放。对于不同水平的提升，在每次提升循环中，容器的上升或下降的运动距离可能是相同的，也可能是不同的。在每一提升周期都要经过从起动、加速、等速、减速、爬行到停车的运动过程，因此提升机对电控系统一般有下述一些要求。

1、要求满足四象限运行

设提升机正向提升时，拖动电动机工作在第一象限。而在减速下放时，如果是正力减速，拖动电动机也工作在第一象限，但如果为负力减速，则拖动电动机就工作在第二象限。

同样当提升机反向提升时，拖动电动机工作在第三象限。而在减速下放时，如果是正力减速，拖动电动机也工作在第三象限，但如果为负力减速，则拖动电动机就工作在第四象限。因此，提升机的运行必须能满足四象限运行的要求。

2、必须平滑调节速度且有精度较高的调节精度

提升工艺要求电控系统须能满足运送物料(达到额定速

中国矿业大学和兖州矿业(集团)公司南屯煤矿基于工业现场总线PROFIBUS研制的全数字矿井直流提升机电控系统,使提升机电控系统真正实现了数字化、网络化控制。

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等近百种。交叉带式效率最高，速度可达 23m s ./,

数据交换主要应用于单证的传递、货物送达的确认等。现代物流中应用电子数据交换传输的单证种类有采购单、采购变更单、询价单、采购订单、提

分拣能力可达 2 0 7 0件/。我国在邮政部门已采 0 h用了一些先进的自动分货系统，随着物流环境的逐步改善，自动分拣系统在我国物流领域的应用也会越来越多 L。 2 J我国的医药行业、化妆品行业和电子行业己开

单、发票、到货通知单、交货确认单等。 42智能运输系统 .智能运输系统 ( S I )是集卫星技术、信息技 T

始建设使用一些自动拣选系统和分拣设备，如北京双鹤药业、神州数码上海配送中心等。而在流通领域，如华联超市和联合利华等连锁商业企业的配送

术、数据通信传输技术、电子控制和计算机技术等当今世界最先进技术之大成的全新高科技系统。它通过实现人、车、道路的密切配合来和谐统一地提

中心内已开始使用各种电子辅助拣货系统。

高综合交通的运输效率，是目前国外解决城市以及高速公路交通阻塞、提高行车安全和保

矿用提升机电控装置通用安全要求

（试行）

1 产品名称型号

名称：提升机电控装置 型号：ZTK□

Z－装置类，T－提升，K－电控，□--传动系统：直流（Z）、变频（P）、交流（J）。 2 主要技术指标

应包括以下技术指标：

电控装置额定输入电流、额定输入电压；适应电机功率等。 3 适用范围及基本组成

矿用提升机电控装置适用于非防爆要求的煤矿、金属和非金属矿山场所中单绳缠绕式和多绳摩擦式矿用提升机。

矿用提升机电控装置一般由传动装置、操作台、显示屏、速度传感器、行程开关、压力传感器等组成。产品企业标准中应列出各组成部件的名称、型号。

（因为有的厂家可编程不单独装箱，可编程控制箱不做硬性规定） 4 主要安全技术要求 4.1 基本要求

4.1.1 装置的控制核心应包含两套PLC系统和两套测速装置。其中一套PLC系统及测速装置用来完成提升机的主控功能，另一套用来完成提升机的监控功能。两套PLC系统通过实时数据交换，完成相互监控。两套PLC的开关量输入端口不少于38个。开关量输出端口应根据矿用操作台显示方式的不同分别加以规定，但不应少于20个。模拟量输入通道数不少于5路，模拟量输出通道数不少于5路。

4.1.2 装置中的“安全回路”应采用

毕业设计（论文）报告

题 目 矿井提升机的电控系统设计

机电工程 院（系）电气工程及其自动化专业

学 号 100616035

学生姓名 @@@@@@@@ 指导教师 @@@@@ 起讫日期 2014.2.25-2014.4.25 设计地点 @@@@@@@

3

学 位 论 文 独 创 性 声 明

本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得井冈山大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

论文作者签名： 日期： 年 月 日

学 位 论 文 使 用 授 权 声 明

井冈山大学有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩

《电机与拖动基础》课程设计

（2010~2011学年第一学期）

指导教师： 徐崇波 班 级： 08电管2班 学 号： 200828299 姓 名： 李静文

2011年 01 月07 日

矿井提升机交流拖动系统

摘要：

本装置主回路由三相交流电供电，用以对JKD1850*4提升机的主电动机供电。主电动机采用交流电动机，400W，440V，975A。调速方式为串电阻调速。采用转速负反馈，在额定转速时，负载从10%变化到100%时转速偏差为额定转速的5%。本装置按连续负荷性质考虑，能在各种负荷下平稳运行，在长期额定负荷下，允许150%额定负荷，持续时间约两分钟。

关键字：提升机 主拖动电动机 转子电阻控制系统 主回路和控制回路

矿井提升机系统简介：

矿井提升机是矿山生产设备，提升机电控装置的技术性能，既直接影响矿山的生产的效率及安全，又代表着矿井提升机发展的整体水平。矿井提升机，从电力拖动而言，可分为交流拖动和直流拖动两大类。交流拖动系统结构简单，坚固而耐用，建筑面积小，维护方便，运行可靠，价格低，设备供货容易，安装调试周期短等优点。主要缺点是启动阶段电能损耗大。在调速方面性能，交

第一章 绪论

目前世界上发达国家生产和使用的数量日益增多,它作为工业控制器广泛地应用于冶金生产、汽车制造、石油化工、轻工食品、能源、交通等几乎所有工业领城。其控制方法也从简单的单机开关量控制向过程控制、数字控制和多机网络控制方向发展。传统电器控制, 使用最多的电器是继电器, 而且继电器控制采用固定接线,很难适应产品机型的更新换代。生产线承担的加工对象改变后,加工控制程序随之改变要求。对于大型自动化生产线的控制系统使用的继电器数很多, 这些有触点的电器工作频率较低, 在频繁动作的情况下, 寿命较短, 容易造成系统故障,使生产运行的可靠性、稳定性降低。使用比可编程控制器实现三相六拍步进电机驱动,可使步进电机动作的抗干扰能力强、可靠性高,同时,由于实现了模块化结构, 使系统构成十分灵活,而且编程语言简单易学,便于掌握。可以进行在线修改,柔性好,体积小,维修方便。

步进电动机具有快速起停、精确步进和定位等特点,所以常用作工业过程控制及仪器仪表的控制元件。目前,比较典型的控制方法是用单片机产生脉冲序列来控制步进电机。但采用单片机控制,不仅要设计复杂的控制程序和I/O接口电路,实现比较麻烦,而且对工业现场的恶劣环境适应性差,可靠性不高。基于PLC 控制的

第一章 绪论

目前世界上发达国家生产和使用的数量日益增多,它作为工业控制器广泛地应用于冶金生产、汽车制造、石油化工、轻工食品、能源、交通等几乎所有工业领城。其控制方法也从简单的单机开关量控制向过程控制、数字控制和多机网络控制方向发展。传统电器控制, 使用最多的电器是继电器, 而且继电器控制采用固定接线,很难适应产品机型的更新换代。生产线承担的加工对象改变后,加工控制程序随之改变要求。对于大型自动化生产线的控制系统使用的继电器数很多, 这些有触点的电器工作频率较低, 在频繁动作的情况下, 寿命较短, 容易造成系统故障,使生产运行的可靠性、稳定性降低。使用比可编程控制器实现三相六拍步进电机驱动,可使步进电机动作的抗干扰能力强、可靠性高,同时,由于实现了模块化结构, 使系统构成十分灵活,而且编程语言简单易学,便于掌握。可以进行在线修改,柔性好,体积小,维修方便。

步进电动机具有快速起停、精确步进和定位等特点,所以常用作工业过程控制及仪器仪表的控制元件。目前,比较典型的控制方法是用单片机产生脉冲序列来控制步进电机。但采用单片机控制,不仅要设计复杂的控制程序和I/O接口电路,实现比较麻烦,而且对工业现场的恶劣环境适应性差,可靠性不高。基于PLC 控制的

KTDC系列提升机交流电控设备

（低压660V、380V）

电

气

说

明

书

目 录

一、概述------------------------------------------------ 3

1.1 用途及适用范围 1.2 技术参数 1.3 型号规格 1.4 电控柜结构 1.5 技术性能 1.6 注意事项 1.7 订货须知

二、提升机电控系统构成------------------------------------- 4 三、PLC操作主控系统原理及应用----------------------------- 6

3.1 PLC硬件组成

3.2 PLC软件结构及设计 3.3 系统操作程序说明

四、监控系统原理及应用------------------------------------ 16

4.1 简介

4.2 监控系统配置与组成 4.3 监控软件简介 4.4 主要监控画面介绍 4.5 监控系统的使用

五、线路动作说明----------------------------------------- 24

5.1 开车前的准备工作

5.2 启动加速--等速运转--减速--停车 5.3.验绳方式 5.4.调绳方式

5.5 非常