提升机调速控制系统设计毕业论文.doc

提升机调速控制系统设计毕业论文 目 录 第一章 绪论 1 1.1国内外提升机研究现状 1 1.2课题研究的目的和意义 2 1.3所做的工作 3 第二章 提升机工作原理及机械结构 4 2.1提升机概述 4 2.2提升机的工作原理 5 2.3提升机的机械结构 5 2.3.1滚筒 5 2.3.2钢丝绳 6 2.3.3天轮 6 2.3.4减速机 7 2.3.5罐笼 7 第三章 提升机的工况分析 9 3.1 提升系统简介 9 3.2 提升机电动机运行方式 10 3.3 提升机的速度图和力图 11 3.3.1 提升机的速度图 11 3.3.2 力图 12 3.4 矿井提升机对电气控制系统的要求 13 第四章 提升机调速控制方式及调速性能分析 16 4.1提升机直流调速性能分析 16 4.1.1G-M系统（发电机—电动机调速系统） 16 4.1.2V-M系统（晶闸管—电动机调速系统） 16 4.1.3直流脉宽调制（PWM）系统 17 4.2提升机交流调速性能分析 17 4.2.1变极对数调速方法 17 4.2.1变频调速方法 17 4.2.3改变转差率调速 18 4.3提升机调速控制方案分析 19 4.3.1传统转子回路串电阻调速系统 19 4.3.2模糊控制调速系统 20 4.3.3直接转矩控制系统 21 4.3.4矢量控制变频调速系统 22 4.4小结 23 第五章 PLC控制系统设计 25 5.1 PLC概述 25 5.2 本系统中PLC的选型及特点 25 5.3 PLC控制系统设计 26 5.3.1 PLC的I/O分配 26 5.3.2 PLC接线图 31 第六章 PLC控制程序设计 32 6.1PLC软件概述及提升机PLC控制要求 32 6.2 程序设计 32 6.3系统抗干扰措施 38 结 论 40 致 谢 41 参考文献 42 第一章 绪论 1.1国内外提升机研究现状 矿井提升机是矿山最重要的设备，肩负着矿石、物料、人员等的运输责任。传统的矿井提升机控制系统主要采用继电器-接触器进行控制，这类提升机通常在电动机转子回路中串接附加电阻进行启动和调速。这种控制系统存在可靠性差、操作复杂、故障率高、电能浪费大、效率低等缺点。因此对矿井提升机控制系统进行研究具有现实意义，也是国内外相关行业专家学者的一个研究课题。 近三十年来，国外提升机机械部分和电气部分都得到了飞速的发展，而且两者相互促进，相互提高。起初的提升机都是电动机通过减速机传动卷筒的系统，后来先后出现了直流慢速电动机和直流电动机悬臂安装直接传动的提升机。七十年代西门子发明矢量控制的交一交变频原理后，标志着可以用同步电动机来代替直流电机实现调速的技术时代已经到来。1981年第一台用同步机悬臂传动的提升机在德国Monopol矿问世, 1988年9月由MAN GHH与西门子合作制造的机电一体的提升机(习惯称为内装电机式)在德国Rom berg矿诞生了，这是世界上第一台机械和电气融合成一体的同步电机传动提升机。 在提升机机械和电气传动技术飞速发展的同时，电子技术和计算机技术的发展，使提升机的电气控制系统更是日新月异。早在七十年代，国外就将可编程控制器(PLC)应用于提升机控制。八十年代初，计算机又被用于提升机的监视和管理。计算机和PLC的应用使提升机的控制出现了崭新的面貌，其自动化水平、安全、可靠性都达到了一个新的高度，并提供了新的、现代化的管理、监视手段。特别要强调的是，此时期在国外一些著名的提升机制造公司，如西门子、ABB、ALSTHOM都利用新的技术和装备，开发或完善了提升机的安全保护和监控装置，如西门子的数字式提升机控制器( Digital Wider Controller ) 和ALSTHOM的提升机安全监控装置(MHE )，使安全保护性能又有了新的提高。 就在国外科学技术突飞猛进发展的时候，由于文化大革命的影响，我国没有掌握世界上的技术发展动向，国内有些很有作为的技术人员花许多精力在研究金属水冷电阻之类的技术上，以至国内这段时间在提升机电控技术方面没有多少进展，我国提升机电控系统很长时间都处于落后的状况。改革开放以来，由于某些工程的急需，我国曾以很昂贵的价格从国外引进一些提升机电控设备，这些引进的提升机电控设备，有的是晶闸管数字直流调速系统，有的是交一交变频的现代交流调速系统。但使用这些国外先进技术的矿井提升机电控系统毕竞是少数，直到目前为止，我国正在服务的矿井提升机电控系统大多数还是转子回路串金属电阻的交流调速系统，只有少数是电动机一发电机或晶闸管直流调速系统。即使后者就其控制技术而言，也依然是陈旧的，和国外相比，我们存在很大的差距。 近年来交流变频调速技术迅速发展起来，调速方式的不断进步使得运用于提升机系统的交流调速技术不仅仅局限于传统的转子串电阻方式，变频