1、 1 机电控制与可编程控制器技术机电控制与可编程控制器技术 课课 程程 设设 计计 报报 告告 题目题目: 超大功率高速提升机超大功率高速提升机 全数字电控系统全数字电控系统 中文摘要及关键词中文摘要及关键词 摘摘 要要： 此次设计是介绍一种超大功率高速提升机电控系统的作为设计方案,用于矿业集 团矿井提升机的电控系统， 此方案同时介绍了 PLC 的硬件配置和软件设计。目前提 升机的提升速度可以达到设计的 15m/s, 提升重量可达到设计的 32t。通过实际运行 表明此系统具有稳定可靠、PLC 系统的各项功能和保护完善、故障率低等功能，有效 提高了劳动效率。 关键词：关键词： 提升机 PLC 电
2、控系统 数字技术 - 2 - 引引 言言 现在煤矿提升机控制系统大多采用“ 可控硅供电电机+ 模拟调节+ 继电器控制” 的直流拖动方式, 其调节控制保护系统基本采用模拟系统。模拟控制系统存在能耗 大、运行效率低、维护困难、分立元件多、参数分散性大、可靠性低、控制方式陈旧、 技术落后等缺点，在实际生产中对生产效率的提高具有一定的阻碍。 随着计算机和数字技术的发展, 采用全数字电控系统已经成为可能, 它从根本上 改变了模拟控制系统的缺点, 并具有模拟系统无法比拟的优点。 本文以ASCS直流提升机电控系统在某矿业集团矿主井提升机中的实际应用为例, 介绍了一种大功率、高速提升机全数字电控系统设计方案,
3、 并给出了PLC硬件配置和 软件设计方案。在实际运行中, 提升机的提升速度可以达到15m/s, 提升重量可达到 设计的32t, 加减速度可达到设计的1m/s, 各项保护达到煤炭安全规程的要求; 该系 统充分体现故障率低、可靠性高等优点。在煤炭行业大功率直流控制领域具有开创性 和示范性。 - 3 - 目录目录 第 1 节 系统总体设计方案 5 1.1 系统组成框圈 .5 1.2 控制方案 . .5 第 2 节 全数字调节系统. 6 第 3 节 PLC 控制系统 7 3.1 硬件配置 7 3.1.1 操作保护 PLC 7 3.1.2 行控 PLC 功能要求.7 3.1.3 操作台 PLC. .8
4、3.1.4 低压柜 PLC8 3.2 软件配置8 第 4 节 闸控系统 9 第 5 节 信息系统 9 第 6 节 结速语 . 10 参考文献.10 - 4 - 第一节第一节 系统总体设计方案系统总体设计方案 1.11.1系统组成框圈系统组成框圈 该直流提升机全数字电控系统具备先进的技术， 采用 “双直流电机+可控硅变流 + 全数字调节控制+ 多PLC 网络控制+ 上位机诊断与监控+局域网信息互联”的控 制模式，具有数字化、自动化、网络化和信息化等为一体。主要设备包括高低压供电 装置、传动整流装置、全数字调节控制装里、多PLC 网络控制系统、操作台和上位 机、装卸载控制装置和液压站控制装置, 如
5、图1 所示. 该系统由2台德国西门子公司制造直流电机 （电机为2500KW,电枢额定电流2985A, 额定电压917V）直接轴联作为提升机的驱动源。在全数字调节系统的控制下, 主回路 是通过电枢转接柜和励磁转接柜将主电源变换为适于主电机的供电电源, 两台电机 可以单独运行也可以同时串联运行。 根据提升机两电机的额定电压和额定电流的参数, 主回路采用电枢电流不可逆, 磁场电流可逆, 电枢回路配置成单机运行时串联12 脉 动顺序控制方式, 双机串联时为24脉动控制方式。 1.21.2控控制制方案方案 针对矿主井采用的是直流提升机的磁场换向双闭环控制策略。控制原理图如图2 - 5 - 图中外环为速度闭环, 内环为磁场和电枢电流闭环。系统运行时, 由系统行控部 分给出速度给定值(或加速度给定值), 与速度反馈实际值比较后形成速度调节器ASR 偏差输入, 速度调节器为按照二阶最优设计的PI调节器, 保证系统运行速度稳态
