基于PLC的矿井提升机控制系统设计.docx

课题名称基于PLC的矿井提升机控制系统设计 DesignofMineHoistControlsystem basedonPLC

中文摘要

矿井提升机是煤矿等行业的重要设备，集机械系统、电气系统、液压系统于一身，在能源开发方面有着重要的国民经济意义。在煤矿生产过程中，矿井提升机是不可或缺的重要设备，主要担任着煤矿提升、物料下放和人员、设备的升降等任务，是井下与井上联络的唯一途径，因此被称为矿井的“咽喉”。国内的传统矿井提升机主要采用继电器—接触器来实现控制，并且启动和调速是通过在电机转子回路串接电阻的方式来实现。这种电气结构复杂的控制系统存在着诸多缺点，比如可靠性较差、容易发生故障、故障排除困难、电能耗费大、运行效率较低、控制效果不够理想等。这对煤矿行业日后的发展有着很不利的影响，所以需要设计一个可靠性和安全性高、控制精度准和调速性能好的提升机控制系统来推

进煤矿行业的现代化发展。

针对以上传统提升机的问题，本课题设计采用基于PLC的矿井提升机控制系统，并且与变频器结合实现对提升机运行速度的控制，利用上位机来实时监控运行状态。PLC是控制系统的核心，具有很强的灵活性和扩展性，能在系统硬件不变的情况下，仅需要修改内部用户程序就可以实现现场控制要求，有效的替代了大量的继电器和接触器元件，使整个系统体积减小了，同时也简化了接线线路。形成节能省源且安全又可靠的矿井提升机控制系统。不仅提高了自动化水平，而

且降低了工作人员的劳动强度和提高处理设备故障的效率等。

随着计算机智能化、工业网络、过程自动控制等技术的发展，更多成熟和先进的技术正在用于工业自动化控制领域。对于应用基于PLC的矿井提升机控制系统，是现代化发展所趋。通过对本课题的学习研究，完成系统设计，根据设计选择合适的硬件设备，完成相关硬件系统框图设计。然后画出主要框图的外部接线图，编写PLC程序。通过PLC控制变频器实现变频调速，变频调速是通过改变电机的电源频率，实现电机较宽的无级平滑的调速。本课题设计目的是要实现提升机的启动加速过程、匀速过程、减速过程、爬行过程和停车过程，并且通过上位机WinCC对提升机运行过程进行实时监控，完成提升机运行过程各种信息的规范

化管理，从而保证整个运营过程的安全生产。

关键字：矿井提升机，PLC,变频器，WinCC,控制系统

Ⅱ

ABSTRACT

Minehoistisanimportantequipmentincoalmineandotherindustries.Itintegratesmechanicalsystem,electricalsystemandhydraulicsystem.Ithasimportantnationaleconomicsignificanceinenergydevelopment.Intheprocessofcoalmineproduction,minehoistisanindispensableandimportantequipment,whichmainlytakesonthetasksofcoalminelifting,materiallowering,personnel,equipmentliftingandsoon.Itistheonlywaytocontactundergroundandunderground.Itisthereforecalledthethroatofthemine.Thetraditionalminehoistinourcountrymainlyusesrelay-contactortorealizethecontrol,andthestart-upandspeedregulationarerealizedbymeansofserialresistanceintherotorcircuitofthemotor.Thiscontrolsystemwithcomplexelectricalstructurehasmanyshortcomings,suchaspoorreliability,easyfailure,difficulttroubl