礦井主井提升機(jī)plc控制系統(tǒng)設(shè)計

礦井主井提升機(jī)plc控制系統(tǒng)設(shè)計

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1、礦井主井提升機(jī)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計摘要:礦井提升機(jī)被稱為礦山的咽喉,是礦山最重要的電氣設(shè)備。提升機(jī)運行的安全性和可靠性對整個生產(chǎn)系統(tǒng)至關(guān)重要。傳統(tǒng)礦井提升機(jī)調(diào)速性能差,在啟停車、制動、邏輯控制等方面存在諸多安全問題。隨著計算機(jī)和PLC技術(shù)的不斷發(fā)展,采用先進(jìn)的技術(shù)改造傳統(tǒng)礦山行業(yè)的傳統(tǒng)系統(tǒng),從而使礦井提升機(jī)的性能得到極大的改善,其自動化水平、安全性、可靠性都達(dá)到了新的高度,保證了提升機(jī)的安全運行。本論文闡述了礦井直流提升機(jī)的分類、組成和工作原理。從解決實際礦井提升系統(tǒng)存在的問題出發(fā),給出了礦井提升機(jī)PLC保護(hù)與控制系統(tǒng)的功能定義,包括行程控制、安全保護(hù)和輔

2、助系統(tǒng)控制。對PLC系統(tǒng)進(jìn)行了軟硬件配置,并設(shè)計PLC軟件,實現(xiàn)了部分保護(hù)控制的功能。控制系統(tǒng)采用了雙線制保護(hù)策略,包括繼電器安全回路和PLC安全回路。論文對提升機(jī)電控系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)行了展望。關(guān)鍵詞:礦井提升機(jī);PLC;保護(hù)控制1緒論1.1課題研究的背景礦井提升機(jī)是礦井生產(chǎn)的主要設(shè)備之一,在礦山生產(chǎn)過程中起關(guān)鍵性作用,是一套復(fù)雜的機(jī)械電氣機(jī)組,是煤炭生產(chǎn)運輸?shù)闹饕ぞ摺F淙蝿?wù)是用于升降人員和設(shè)備,提升礦石以及下放材料等。他是溝通井下生產(chǎn)與地面生產(chǎn)運輸?shù)募~帶。礦井提升機(jī)的工作特點:在一定的距離內(nèi),以較高的速度往復(fù)運行,完成提升或下放任務(wù)。因此,礦山提升設(shè)備應(yīng)

3、具有良好的機(jī)械性能、先進(jìn)的控制設(shè)備和完善的保護(hù)裝置。它的特性和安全性直接影響采礦生產(chǎn)和工人生命安全,工作過程中一旦發(fā)生機(jī)械或電氣故障,就會嚴(yán)重地威脅礦井的安全,損壞設(shè)備,影響生產(chǎn),甚至造成人身傷亡事故。雖然礦井提升機(jī)本身有一些保護(hù)措施,但由于采礦作業(yè)的復(fù)雜性、環(huán)境的惡劣性和研究的局限性,有些保護(hù)措施未達(dá)到預(yù)期效果,致使煤礦生產(chǎn)中仍有很多由于提升系統(tǒng)造成的重大人員傷亡和設(shè)備損壞事故的發(fā)生,因此,素有“礦山咽喉”之稱。隨著技術(shù)的進(jìn)步、現(xiàn)代化礦井的建設(shè)和對人生命的重視,人們對礦井提升機(jī)的安全可靠性提出了更高、更苛刻的要求。我國對礦井提升機(jī)的安全問題非常重視,《

4、煤礦安全規(guī)程》中對礦井提升機(jī)的性能參數(shù)有明確要求。雖然礦井提升機(jī)本身有一些保護(hù)措施,但由于煤礦生產(chǎn)的復(fù)雜性、環(huán)境的惡劣性和研究的局限性,有些保護(hù)措施未達(dá)到預(yù)期效果,一旦提升機(jī)沒有按照給定速度曲線運行,就會發(fā)生提升機(jī)超速、過卷事故,輕者造成楔形罐道、罐籠的損害,影響礦井正常生產(chǎn)。嚴(yán)重的可拉倒井架,使得鋼絲繩挫斷、提升容器墜落和砸壞井筒內(nèi)的機(jī)電設(shè)備,從而造成重大人員傷亡事故和重大設(shè)備事故,給煤礦生產(chǎn)帶來極大的經(jīng)濟(jì)損失。當(dāng)前,我國有一批老的提升設(shè)備已經(jīng)進(jìn)入“損耗故障期”,故障率增多,從而如果要全部更新,經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)很重,根本不可能。使提升機(jī)運行的可靠性和安全性不能

5、得到最有效的保障。因此,開發(fā)一套簡單實用的提升機(jī)保護(hù)控制系統(tǒng)是非常必要的。對原有提升機(jī)保護(hù)控制系統(tǒng)進(jìn)行升級換代。使提升機(jī)運行的可靠性和安全性得到提高。通過對提升機(jī)的安全保護(hù)系統(tǒng)的研究,利用現(xiàn)代控制技術(shù)和手段,對各類提升機(jī)的安全保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)控化改造,使之具有必要的、完善的保護(hù)功能,對確保提升系統(tǒng)安全可靠運行是十分必要的,對礦井提升機(jī)的安全運行具有非常重要的現(xiàn)實意義。就計算機(jī)技術(shù)在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用情況而言,可編程控制器(PLC)是目前作為工業(yè)控制最理想的機(jī)型,PLC應(yīng)用程序能夠滿足礦井提升機(jī)工藝控制要求,各項性能和指標(biāo)都達(dá)到原設(shè)計要求。取代了繼電器控制系統(tǒng)中大

6、量的中間繼電器、時間繼電器和計數(shù)器等硬件,所以體積大大縮小,工作可靠性也大大提高。與繼電器控制系統(tǒng)相比,控制功能更加合理、完善,現(xiàn)場使用與操作更加方便、靈活,得到了良好效果。它是采用計算機(jī)技術(shù)、按事先編好并儲存在計算機(jī)內(nèi)部的一段程序來完成設(shè)備的操作控制。采用PLC控制,硬件簡潔、軟件靈活性強(qiáng)、調(diào)試方便、維護(hù)量小,PLC技術(shù)己經(jīng)廣泛應(yīng)用在各種提升機(jī)保護(hù)控制中,配合一些提升機(jī)專用電子模塊組成的提升機(jī)保護(hù)控制設(shè)備,可供控制高壓帶動力制動或低頻制動,單、雙機(jī)拖動等。操作、監(jiān)控和安全保護(hù)系統(tǒng)選用可編程控制器。主控計算機(jī)應(yīng)用軟件能完成于提升機(jī)自動、半自動、手動、檢修

7、、低速爬行等各種運動方式的控制要求。1.2提升機(jī)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀國外研制的礦井提升機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)始于20世紀(jì)60年代,在提升機(jī)狀態(tài)監(jiān)控方面水平較高。特別是對閘控和速度監(jiān)控等一些重要保護(hù)環(huán)節(jié),設(shè)計更加的合理,有些環(huán)節(jié)設(shè)置雙重保護(hù),如過速保護(hù),過卷保護(hù)等。這些監(jiān)控保護(hù)的措施,對提升機(jī)的運行安全都是可靠的保證。下面簡單介紹一下瑞典、德國和法國的提升機(jī)的速度監(jiān)控系統(tǒng)。瑞典的提升機(jī)速度保護(hù)功能齊全,系統(tǒng)可靠,能實現(xiàn)全自動開車。以單罐籠帶平衡錘提升機(jī)為例,這種提升機(jī)配備有顯示、監(jiān)控、安全保護(hù)等電路。如:(1)制動系統(tǒng)故障保護(hù):當(dāng)制動閘發(fā)生故障,閘襯磨損、閘盤變形、低油位以

8、及制動油泵、冷卻風(fēng)扇電動機(jī)過負(fù)荷等故障出現(xiàn)時均產(chǎn)生緊急停車;(2)全程的過速保護(hù)

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