基于plc礦井提升機變頻調速系統所有專業-資料下載頁

【導讀】答辯委員會根據學生提交的畢業設計（論文）材料，根據學生答辯情況，改用PLC控制，與傳統的繼電器—接觸器電控系統相比，調速時的能耗大大降低，運。行效率也有很大的提高，而且減少了維修的成本。如果需要改變系統的裝置，可以直接在。接線，這在無形之中就節省了大量的勞動力和時間，進而提高了勞動生產率。機始終處于最佳運行狀態，在整個調速范圍內均有很高的效率，節能效果明顯。程中實現了變頻調速，換向等功能，使運行更加平穩可靠。通過對已改造的提升機設備進行調研以及相關文獻的閱讀可以看出PLC控制的變頻調。速提升機有明顯的社會效益和經濟效益。

　　

【正文】 端，并聯阻容吸收電路（即RC 震蕩電路）。同時（常開）觸點閉合，將報警指示燈 HL 和電笛 HA 接通，進行聲光報警。與此同時，斷電器 KA1 得電，其觸點 將聲光報警電路自鎖，使變頻器斷電后，聲光報警能持續下去，直到工作人員按下 ST1 為止，報警才能解除。 聲光報警回路：變頻器報警輸出的動斷（常閉）觸點 30B30C 串聯在 KM1 的線圈電路內，當變頻器因故障不能正常工作時，報警輸出的常閉觸點動作，使 KM1 線圈失電，將變頻器與電源斷開，進行安全保護。為了保護報警輸出的觸點，在接觸器的線圈兩端，并聯阻容吸收電路（即 RC 震蕩電路）。同時（常開 ） 觸點 30B30C 閉合，將報警指示 20 燈 HL和電笛 HA 接通，進行聲光報警。與此同時，斷電器 KA1 得電，其觸點將聲光報警電路自鎖，使變 頻器斷電后，聲光報警能持續下去，直到工作人員按下 ST1 停為止，報警才能解除。 制動控制回路：提升機負載由于慣性較大，當變頻器的輸出頻率下降至 0Hz 時，常常停不住，而有“蠕動” (也稱爬行 )現象，在礦山提升機這種大負載機械中，蠕動現象有可能造成十分危險的后果。為此，變頻器調速時應設置能耗制動和直流制動功能。 圖 33 變頻調速主控電路接線圖 系統的控制回路 PLC 的兩個輸入點 和 分別作為系統的啟動和停止信號的輸入點。 的輸入端 和 作為變頻 和工頻信號的輸入點。 的輸入端 、 為提升機上升、下降開關控制端； 、 、 為提升機的過卷、松繩、過載控制端。 的輸出端 和 作為變頻和工頻信號的輸出點。 的輸出端 和 接報警、安全回路繼電器。 圖 34 為系統控制回路電路圖。 21 圖 34 系統控制回路電路圖 其 I/O 口分配如表 31 所示： 表 31 控制系統 Ｉ /Ｏ 分配表 PLC I/O 分配表 輸 入 輸 出 電機啟動按鈕 工頻輸出端 電機停止按鈕 變頻輸出端 變頻控制端 正轉繼電器 工頻控制端 反轉繼電器 上升控制端 安全回路繼電器 下降控制端 報警繼電器 過卷保戶端 復位 松繩保戶端 點動控制 過載保護端 COM AC 220V 22 第四章 系統 軟 件設計 提升設備在一次提升過程中，提升速度、轉矩等運行參量隨提升時間變化的曲線，稱為提升工作圖。其中提升速度隨時間 變化的曲線稱為提升速度圖。提升工作圖是根據提升設備運行的安全性、可靠性和經濟性的要求確定的。圖 41 為 箕斗 提升速度圖，它包括提升過程的六個階段，故稱為六階段速度圖。 圖 41 箕斗 提升速度圖 （ 1） t1 段：初加速階段。在提升剛開始，箕斗尚在卸載曲軌內運行，為了減小提升容器通過卸載曲軌時對井架的沖擊，提升容器在曲軌內的速度和加速度不能太大，一般要將其速度限制在 。 （ 2） t2 段：主加速階段。當箕斗離開卸載曲軌后，可以按較大的加速度運行，直至達到最大 提升速度 V max。對于箕斗提升，加速度 a2 一般不大于 178。 （ 3） t3 段：等速階段。提升速度以規定的最大速度 V max 運行。 （ 4） t4 段：主減速階段。這時重載箕斗已接近井口，空箕斗接近裝載點，提升容器以加速度 a4 運行， a4 一般不大于 178。 （ 5） t5 段：爬行階段。提升容器進入裝卸載曲軌，為減小沖擊并且便于停車，容器一般要以 。 （ 6） t6 段：停車階段。提升容器到達終點，提升機施閘停車，井底箕斗裝載，井口箕斗卸載。 以上 t1t6 的六個階段組成提升系統的一個提升過程 控制程序流程圖 系統控制程 序流程圖如圖 42 所示。 PLC 控制主程序完成系統初始化、自檢、故障診斷、調速系統控制及安全保護等工作。 23 系統開機運行， PLC 首先進行初始化，接著完成自檢及提升機初始位置顯示，當收到開車指令時， PLC 轉入速度給定控制，在系統運行過程中，當 PLC 接收到來自接近開關或變頻器故障等外部控制信號時， PLC 控制程序轉到相應的中斷處理程序處，完成過卷、過載、松繩等保護及提升機位置、速度監控、變頻器故障監控等。當有故障出現時可轉到相應的故障處理模塊進行故障處理，并通過報警回路報警或安全回路實現抱閘停車保護。 開 始程 序 初 始 化自 檢初 始 位 置 檢測 完 成 ？正 常 ？開 車 ？封 鎖 輸 出聲 光 報 警故 障 處 理進 入 初 始 狀 態速 度 控 制程 序松 繩 ？過 載 ？過 卷 ？停 止 ？結 束 ？報 警 回 路 動 作安 全 回 路 動 作安 全 回 路 動 作NYNNYYYNNNYYN超 速 ？安 全 回 路 動 作NYY 圖 42 控制程序流程圖 制 梯形圖的編程原則 梯形圖語言作為一種標準 PLC 編程語言，在編制時必須遵循一定的規則，如圖 43 24 所示。具體規則如下： 1. 梯形圖的每一行指令都在母線右邊開始畫起。 2. 輸出指令不能直接跟母線連接。 3. 觸點應在水平線上，不能在垂直分支上，且應遵循自左至右、自上而下的原則。 4. 不包含觸點的分支應放在垂直方向，不可放在水平位置，以便于識別觸點的組合和對輸出線圈的控制路徑。 5. 在有幾個串聯回路相并聯時 ，應將觸點最多的那個串聯回路放在梯形圖的最上面；而在有幾個并聯回路相串聯時，應將觸點最多的并聯回路放在梯形圖的最左面。 6. 不能將觸點畫在輸出線圈的右邊，線圈僅能畫在同一行中所有觸點的最右邊。 I 0 . 0I 1 . 0I 0 . 2 I 2 . 02 3451Q 0 . 0 圖 43 梯形圖簡圖 系統梯形圖 由于控制工藝比較復雜，本程序采用主子程序模塊化順序結構進行編程，程序中的內存地址可分成 :參數設定、上位機顯示、故障存儲、運行數據存儲、中間量這五部分，系統各種子程序均由主循環程序調用執 行，按事先輸入的控制程序實現自動控制，系統編程靈活，修改程序方便，僅需修改子程序梯形圖程序就可改變控制功能，便于現場維護管理，使提升機運行安全性和可靠性得到了大幅度提高。 1)、起動，停車 多數變頻器不能適應上電運行功能，所以應對控制系統加入保護功能。當需要開機運行時，按下起動按鈕 (SB1)，其輸出繼電器 KM1 便吸合，置于電源與變頻器之間的常開觸點閉合，將三相 AC380V 動力電接入變頻調速回路中；當減速停車，并實現機械抱閘制動后，可以將變頻器與動力電源脫開，按下停止按鈕 (SB2)，使繼電器 KM1失電，其常開觸點斷開，變頻器便與動力電源脫開。 2)、上升，下降 在控制回路中利用正轉繼電器 K1 的常閉觸頭控制反轉繼電器 K2 的線圈；利用反 25 轉繼電器 K2 的常閉觸頭控制正轉繼電器 K1 的線圈。從而達到互鎖作用。 其動作過程如： 當要下放礦車或送工人到井下時，按下下降按鈕 ，繼電器 K2 吸合，其常開觸點閉合，常閉觸點斷開。此時變頻器 REV 與 CM 端相連，電機反轉下放重物。同時斷開繼電器 K1 回路，形成下降閉鎖； 當按下上升按鈕 時， K2 吸合，斷開 K1 回路，形成上升閉鎖。此時 FWD 與CM 相連，電機正轉上提 煤車。 當按下停止按鈕 時，所有繼電器常閉觸頭閉合，為下一次提升做準備。 3)、工頻與變頻轉換 工變頻轉換系統可使電機轉速需在工頻運行或變頻出現故障時進行自由切換。正常工作狀態，為變頻調速運行。此時繼電器 KM2 得電， KM3 失電；置于變頻器與電機之間的 KM2 常開觸點閉合，跨過變頻器，連接電機與三相動力電源的 KM3 常開觸點斷開。變頻器接入調速回路，并接受操作臺控制信號及 PLC 反饋信號，進行調速控制。當變頻器出現故障或需要對電機進行點動調節時，按下工頻按鈕 ，使 KM2 斷開， KM3閉合，電機進入工頻狀態 。這樣便于檢修和故障排除。 控制系統的梯形圖 如圖 44 所示： 26 27 28 29 圖 44 系統梯形圖 調試過程 1． 先將程序傳入 PLC 中，連接外部連線和按鍵以及各個狀態指示燈。 2．按下啟動按鈕，然后用萬用表測模擬量 I/0 模塊的兩點間的電壓，看是否按照規定曲線運行，如果運行正確則證明 PLC 部分調試成功。 3．在各個時刻切換各種狀態觀察狀態指示燈以及電壓輸出情況。 系統抗干擾措施 的抗干擾 PLC 的主要應用場合是工業現場，工作環境中各種干擾對系統設備的正常運行存在著嚴重的影響。所以在本系統 中也不例外，有必要考慮系統的抗干擾措施。 抗干擾的主要措施有： ① 數據采集采用屏蔽電纜，所有屏蔽電纜層匯線接地，多芯電纜中的備用芯線也要一端接地，這樣可擴大屏蔽作用，并抑制芯線間干擾。必要時可采用帶有屏蔽層的輸入和輸出信號電纜。 ② 信號回路匯線接，輸入信號電纜、輸出信號電纜和電力電纜都要分開敷設，不能扎在一起，信號電纜接線端子均安裝在柜體下側。 ③ 所有機柜、操作臺等均需保護接地，臺柜內需有獨立的 PLC 直流地、機殼安全地、電纜屏蔽地接地端子，與結構內部未接地電路板在電氣上隔離。電源柜、動力柜、交頻柜進線方式均 為：下進下出。 ④ 引至 PLC 柜的電纜要盡量遠離那些會產生電磁干擾的裝置。 30 ⑤ 同一電平等級的信號才能用一條多芯電纜傳輸。因此對數字信號和模擬信號，在任何情況下，都必須分開電纜迸行傳輸。低電平信號線應與其它信號線分開。盡量縮短模擬量加信號線的長度，并采用雙芯屏蔽線作為信號線。 ⑥ 保證 PLC 柜良好的通風環境，在設備現場，要充分考慮周圍環境的影響，盡量不要將 PLC 安裝在多塵、有油煙、有導電灰塵、有腐蝕性氣體、振動、熱源或潮濕的地方。 ⑦ 采用標準化軟件程序可以提高運行的可靠性，故障診斷軟件定期的檢測外界環境，以便及時 進行處理。 在變頻器的輸入和輸出電路中，除了較低次的諧波外，還有許多頻率很高的諧波電流，這些高次諧波電流除了增加輸入側的無功功率、降低功率因數外，頻率較高的諧波電流將以各種方式把自己的能量傳播出去，形成對其他設備的干擾信號，嚴重的甚至使某些設備無法正常工作。 干擾信號的傳播方式主要有：電路傳導方式、感應耦合方式和空中輻射方式。 根據干擾信號的產生原因和傳播方式，可以有針對性的采用不同的抗干擾措施