基于plc礦井提升機變頻調速系統畢業論文-資料下載頁

　　

【正文】 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，(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，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；，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。，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，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：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。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。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。主要措施有：合理布線、削弱干擾源、對線路進行屏蔽、隔離干擾信號和準確接地。第五章 人機交互界面 觸摸屏概述隨著計算機技術的普及，在90年代初，出現了一種新的人機交互技術－觸摸屏技術。利用這種技術，使用者只要用手指輕輕地觸碰計算機顯示屏上的圖符或文字，就能實現對主機的操作或查詢，這樣就擺脫了鍵盤和鼠標操作，從而大大地提高了計算機的可操作性。觸摸屏是一種最直觀的操作設備，只要觸摸屏幕上的圖形對象，計算機便會執行相應的操作。人的行為和機器的行為變得簡單、直接、自然，達到完美的統一。觸摸屏具有方便直觀、圖像清晰、堅固耐用和節省空間等優點。 PWS－3261觸屏簡介DELTA公司生產的PWS3261觸屏式彩色HMI是免維護型工業級可編程終端，適合于在惡劣的工業環境下使用。它可用于振動、潮濕和高粉塵的環境中作為監控和人機操作介面，可以顯示狀態、故障和過程變量，顯示文字、曲線和圖形。操作人員可在觸摸屏上實現對工業生產現場的過程控制，操作簡便易學，方便直觀。本系統以S7200系列PLC為控制核心，配以DELTA公司的PWS3261型HMI，二者通過RS－485接口互連，傳輸速率為9600 bps，8位偶校驗，1位停止位。RS－485的PLC站號為2，PWS端通信口為COM2。HMI的監控及參數設置畫面在計算機上使用ADP 、定義和編制，通過這些圖形介面完成系統的現場監控和參數設置。根據礦井提升機對控制系統的要求，本系統的控制界面設計如圖51所示。控制面板主要包括啟動、停止、正轉、反轉、時間和日期顯示等。控制面板設定了一些功能按鈕。通過時間設置按鈕操作人員可以很方便地設置時間。操作面板上還有一個儀表可以顯示出電機的轉速。圖51（a） 控制面板主屏幕圖51（b） 系統控制面板 第六章 結　論經過近一個多月的設計研究工作，通過在圖書館、互聯網查閱相關資料，不僅加深了對礦井提升機運行過程及其調速控制系統的認識，而且熟悉了PLC和變頻器的運用。通過本次設計提高了自身的學習能力和動手的能力，而且使原來所學的知識有了系統化、理論化、實用化。對如何使用已有知識及獲取相關資料方面的能力也有了提高。本次設計基本達到了預定的設計目的。本文主要是為礦井提升機設計一套PLC控制的變頻調速控制系統，實現提升機速度的可調節，以節約能源和適應生產的需要。采用變頻器實現提升機的調速運行，使用PLC的強大功能 ,實現在對提升機的運行控制和參數調節。本文在對礦井提升機控制系統研究中，采用變頻器和可編程序控制器相結合的方法，取得了一定的成果，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。采用PLC后，克服了原繼電器系統的不足，系統安全可靠，性價比提高，且控制程序可根據需要修改，對提高控制技術水平具有廣闊的應用前景。變頻調速系統在提升機控制中顯示出其控制性能優良、操作簡便、運行效率高、維護工作量小等諸多優點，是礦井提升機傳動的發展方向。在使用過程中實現了軟起動、軟停車，減少了機械沖擊，使運行更加平穩可靠。該系統四象限運行，可實現絞車的調速、換向、能量回制動等功能，適應范圍廣，節能效果更加明顯。采用PLC來控制提升機的整個工作過程，實現電機的啟、停、制動閥的開關，數值的轉換、速度的檢測等。總結本文的主要工作有以下幾點：①根據提升機的運行特點，礦用提升機控制系統采用PLC控制的變頻調速系統，該系統主要由PLC控制系統、變頻調速系統等組成。②本文礦井提升機控制系統設計中，采用變頻器和可編程控制器相結合的方法，采用了PLC后，克服了原繼電器系統的不足，系統安全可靠，性價比高，且控制程序可根據需要進行修改，變頻調速系統在提升機中顯示出其控制性能優良、操作簡便、運行效率高、維護工作量小等諸多優點。③在使用過程中實現了軟起動，軟停車，減少機械沖突，使運行更加平穩可靠；該系統四象限運行，可實現絞車的調速、換向、能量回饋制動等功能。實際運行表明，采用該控制系統，使礦井提升機工作安全可靠，使用方便，同時具有動態顯示的功能，節能效果好。實現方案的同時還發現很多的不足：①由于知識水平的限制，本設計方案還不太成熟，離實際的應用還有一定的距離。在今后的研究中可以加入先進的控制算法，比如模糊控制，在軟件中為提升機的啟動和停止設置特定的運行曲線，使設計更完善。②為提高系統的硬件設計水平，促進整機性能的提高，降低成本。需要不斷關注相關的電力電子、變頻器、PLC等領域的新技術、新發展，選擇更先進的、使用方便、工作可靠，并且性價比更高的元器件。③加強研究提升機的通信功能，從而可以建立企業內部局域網，通過這個網絡可以對提升機進行遠程監控、維護；通過遠程數據交換，還可以實現全礦遠程監控。參考文獻[1]夏榮海，郝玉琛．礦井提升機機械設備．徐州：中國礦業學院出版社，1993[2]陶建平．礦井提升機的監控與監視．鄭州：中州煤炭，1999 [3]．北京:人民郵電出版社,2004[4]何衍慶,戴自詳,俞金壽編著．:化學工業出版社,2003[5]．北京:機械工業出版社,1993[6]．北京:機械工業出版社,1994[7]．北京:電子工業出版社,1993[8]．上海：工礦自動化，2010[9]．北京：北京科技情報開發與經濟，2011[10]．西安:西安電子科技大學出版社,2000[11]．北京：[12]．北京：機械工業出版,2004[13]：黑龍江科技信息，2006[14]汪相進. PLC和變頻器在礦井提升機上的應用．北京：北京科技信息，2008[15]王朝暉．礦井提升機系統新技術及裝備．北京：煤炭工業出版社，1999[16]：機械工業出版社,2003[17]吳忠智、：機械工業出版社,2000[18]. 上海：上海交通大學出版社,1984[19]郭月英. 采用PLC控制方式的礦井提升機電控系統. 北京科技情報開發與經濟，2010[20]郅富標，毋虎城. 基于PLC控制的礦井提升機技術改造. 北京工業職業技術學院學報，2010致 謝在此設計完成之際，我要衷心感謝XXX老師，還有三年來一直真心愛護我，熱情幫助我的老師和同學們。在這個設計中我既感到了很多的不足，也學到了很多的知識。經過了為期幾個月的畢業設計，從設計的題目到具體的設計內容，都包含著X老師的精心指導和無私的關懷，通過這次畢業設計也讓我學到了很多理論實際知識，使我明白了只有把理論和實踐結合起來才能把工作做的更好，這讓我我受益終身。在此向導師表示深深的感謝和崇高的敬意。我也非常感謝在畢業設計期間給與我幫助的人們。我首先向指導老師表達誠摯的謝意，她嚴謹的治學態度，廣博的理論知識，豐富的工作經驗，務實的工作態度，使我受益匪淺。我不僅從她的身上學到了許多的學習方法，還學會了很多做人的道理，這將是我終身受益。在整個設計過程中，X老師提出來寶貴的意見和建議，指導我如何準備材料，整理文章以及寫設計過程中提出了許多解決方案，才使我的畢業設計獲得全面改進，順利完成。最后，謹向所有曾經關心和幫助我的老師和同學表示感謝。向審閱本設計的各位老師表示深深地謝意。祝愿母校飛黃騰達！