变频器及PLC在矿井提升控制系统的应用

　　摘要：为了提高矿井提升机电控系统的安全性，本文以安全、可靠、高效、经济为出发点，对系统中转子电路串电阻调速部分进行改造研究，把可编程序控制器(PLC)和变频器应用于提升机控制系统上，极大提高了系统的稳定性、可靠性

　　关键词：矿井提升机 PLC 应用

　　Abstract: in order to improve the control system of mine hoister of security, this paper in a safe, reliable, efficient, economy as the starting point, the system of rotor circuit in speed modification of resistance, the programmable controller (PLC) and frequency converter application in the ascension machine control system, significantly improved the stability and reliability of the system

　　Key words: mine hoist PLC application

　　中图分类号： TD53 文献标识码：A 章编号：

　　矿井提升机是矿山最重要的设备，是沟通矿井上下的纽带。矿井提升机的可靠运行直接关系到煤矿生产的安全，矿井提升机电控系统的可靠性和准确性是矿井提升和安全运输的重要保证。当前国内矿井提升机主要还是以转子回路串电阻分段控制的交流绕线式电机继电器——接触器为控制系统，但是该系统的设备陈旧、技术落后，已不能满足煤矿的生产及安全需要。为了提高提升系统的安全性，本文以安全、可靠、高效、经济为出发点，对矿井提升机电控系统中转子电路串电阻调速部分进行改造研究，把可编程序控制器(PLC)和变频器应用于提升机控制系统上，由可编程控制器(PLC)控制变频器进行变频调速系统的设计。采用PLC控制系统，减少了硬件和控制线和传统继电器接触式控制系统的中间环节，极大提高了系统的稳定性、可靠性。在故障保护上采用软硬件相结合，电气拖动单元采用矢量控制变频调速方案。PLC控制矿井提升变频调速系统是运用高科技的新型电控系统，其克服了传统电控系统的缺陷，而且对提升机控制过程实现了程序化、数字化、自动化;其控制精度高，对速度、行程等重要参数及提升状态进行监控。

　　1 矿井提升机的简介

　　矿井提升机英文名称为mine hoist，主要由电动机、减速器、卷筒(或摩擦轮)、制动系统、深度指示系统、测速限速系统和操纵系统等组成，采用交流或直流电机驱动。按提升钢丝绳的工作原理分缠绕式矿井提升机和摩擦式矿井提升机。

　　2提升机调速控制方案选择

　　目前，国内各个矿井的电气调速系统主要有以下几种方案：转子电路串电阻的交流调速系统、直流发电机和直流电动机组成的G-M直流调速系统、晶闸管整流装置供电的V-M直流可逆调速系统和交流电动机的变频调速系统。我们采用交流电动机变频调速系统

　　交流电动机变频调速系统具有优良的控制性能、运行效率高、传动系统的飞轮力矩小和维护工作量少等优点，特别适用于大容量、低转速的矿井提升机。由于矿井提升机要求四象限运行，且负载变化较大，故比较适合采用电源自然换向的交-交直接变频调速系统，交-交变频器由三组可逆整流器组成，其三相移相信号为一组频率与幅值可调的三相正弦信号，则变频器输出相应的频率和幅值可变的三相交流电压，给三相同步电动机或异步电动机供电，实现变频调速。

　　3 控制系统总体方案设计

　　基于PLC控制的矿井提升机变频调速控制系统由动力装置、PLC、变频器、操作台和控制监视系统组成，控制系统总体设计框图如图所示。

　　控制系统工作原理：当司机听到开车信号时，按下启动按钮，PLC控制将380V动力电源接入变频器。再松开液压制动闸并将主令控制器推到正向(或反向)，提升机开始运行。在提升过程中，控制提升机运行的主速度给定S形速度曲线由PLC编程产生，经过A/D转换，由模拟量输出口输出，以驱动变频器工作;对变频器输出频率的调整控制，也可根据现场的工况需要，由操作台速度控制手柄以辅助给定的方式进行控制。旋转编码器可以检测主电动机的转速，并将此信号传送给可编程控制器，PLC通过该信号可以累计计算提升机的速度及行走距离，监视器可以时时显示提升机速度和位置。

　　4 PLC在调速中的应用

　　PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高，抗干扰能力强，编程简单等特点。结合利用无速度传感器矢量控制技术，将提升机直流控制中的双闭环(速度环、电流环)调节控制通过一系列矢量交换后，用于交流三相电机的控制，使交流三相异步电动机的调速性能与直流电机一样好，使提升机调速范围宽，调速精度高。采用APE自动换向变频技术，将变频器网侧的不可控整流桥换成可控整流桥，对网侧交流电流的大小和相位进行实时检测并控制，当绞车进入发电状态时能量从逆变器返回到直流母线，系统立即控制交流输入电流的相位与电源相位相反.能量回馈至电网。

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文章名称： 变频器及PLC在矿井提升控制系统的应用

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