PLC在矿井提升机变频调速控制系统中的应用1.doc

PLC在矿井提升机变频调速控制系统中的应用 李自亮 宫文斌 吉林大学 摘要：矿井提升机是矿山生产最重要的设备。传统提升机转子串电阻调速电控系统存在诸多问题，如控制方式繁琐、可靠性低、调速性能差等。针对这种情况采用PLC与变频器相结合的控制方案对原有电控系统进行改造，提高整个电控系统安全可靠性、控制精度及调速性能。 关键词：提升机 电控系统 PLC 变频器 改造 Application of PLC Technology in the Variable-frequency Regulating-speed Control System of Mine Hoist Li Ziliang Gong Wenbin Abstract：The mine hoist is one of the most important equipments. There are many problems in traditional electric controlled system in which speed is controlled by using rotor—ring resistance, such as, the fussy controlling way , breaking down easily and poor speed controlling etc. According to this kind of condition, we adopt PLC and Transducer to reform for original control system, so as to raise the safety, reliability, control precision and speed regulation performance of the whole electric controlled system. Keywords：mine hoist electric controlled system PLC transducer transformation 1 引言 目前，我国绝大部分矿井提升机(超过80%)采用传统的交流电控系统[1]。这种电控系统起动和调速换挡过程中电流冲击大属于有级调速，调速的平滑性差；低速时机械特性较软，静差率较大；[2],采用PLC与变频器相结合的控制方案对传统电控系统进行改造，变频调速是通过改变定子供电频率，成功实现了电动机大范围的无级平滑调速，在运行过程中能随时根据电动机的负载情况，使电机始终处于最佳运行状态， 2 总体设计 基于PLC控制的大功率矿井提升机变频调速控制系统由动力装置、液压站、变频器、操作台和控制监视系统组成，系统框图如图1所示。各部分功能如下。 图1 控制系统框图 动力装置：包括主电机、减速器、卷筒、制动器和底座，完成人、物、料的运输任务。主电机通过减速器向卷筒提供牵引所需的动力。 液压站：为提升机提供制动力，停车时先通过液压站给卷筒施加机械制动力，再取消直流制动力；提升机起动时，先对电机施加直流制动，再松开机械抱闸，防止溜车，以保证系统安全可靠地工作。变频器：是动力站的能量供给单元，通过它可将输入工频电能转换成频率可调的电能提供给交流电动机，以达到控制交流电动机转速的目的。 操作台：操作台设置两个手柄，分别用于速度辅助给定及制动力给定。它是整个矿井提升机运输系统的控制核心，通过它可以设定系统的工作方式和控制方式，可以发布系统的各种控制命令，以实现对提升机启动、加速、平稳运行、减速、停车以及紧急制动等各种控制功能。 控制监视系统：是操作人员和控制系统及运输系统之间的桥梁，它可以在线监测提升机运输系统的各种工作参数、工作状态、故障参数和故障状态。 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[3]，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。 3 变频调速主电路设计 变频器可以输出频率可调的交流电源，在变频器的控制输入回路中接入频率设定电路，本系统中通过PLC输出电压信号(0～12 V)来控制变频器的频率。另外在变频器的外围加设有声光报警输出口及制动单元，能够实现变频器故障报警和安全制动，更有效