一种矿井提升机变频调速控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种矿井提升机变频调速控制系统，采用西门子公司S7‑300系列的PLC对整个运行系统进行控制，采用西门子公司的MM440型变频器，通过矢量控制技术改变频率来实现精准调速，完成对提升机更加可靠的控制。本系统使用PLC高速计数模块和高速计数端口相结合，对安装于电机轴主轴编码器数据进行采集，同时监视方向、速度、深度以及防止过卷或溜车。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PLC，PLC通过该信号可以计算提升机的速度及行走距离，监视器可时时显示提升机速度和位置。本实用新型专利技术的有益效果是提升机电控系统操作简单，运行稳定可靠，改善了调速效果，提高了生产效率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及矿井提升机领域，具体涉及一种矿井提升机变频调速控制系统。
技术介绍
目前，我国矿井提升机以上是采用单机容量在以下传统的交流异步电机拖动，采用转子串电阻调速，由继电器和接触器构成逻辑控制装置。其中多半为电动机一发电机组机组供电，采用晶闹管整流传动的只占一部分。传统交流拖动系统的显著缺点是：调速性能差，调速时能量要大量消耗在电阻上，给定方式落后，控制精度低，安全保护和监测环节不完善，安全可靠性差，维护工作量大，而且运行不经济。由于异步电动机在低速运行时特性曲线软，在次同步状态下无法产生有效的制动力矩，因而难于准确地控制提升机的停车位置。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种由可编程序控制器PLC和变频器组成调控变频调速控制系统，通过对PLC的软件编程和对变频器的参数设定即可实现提升机的变频调速和启动换向等功能，解决了现有的矿井提升机调速性能差，控制精度低，安全可靠性差，维护工作量大，运行不经济等问题。本技术所采用的技术方案是其通过改变电源的频率调节电机转速，能在工作时随时根据提升机运行情况，使提升机处在最佳工作状态，采用可编程序控制器对整个运行系统进行控制可实时监测，使提升机运行起来更为可靠。其中变频器采用的是矢量控制技术，通过改变频率来实现精准调速，完成对提升机更加可靠的控制。本系统使用PLC高速计数模块和高速计数端口相结合，对安装于电机轴主轴编码器数据进行采集，同时监视方向、速度、深度以及防止过卷或溜车，控制提升机运行的S形速度曲线由通过PLC所编写程序所给定，经过A/D转换，由模拟量输出口输出，以驱动变频器工作。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，可编程序控制器PLC通过该信号可以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。进一步，所述可编程控制器信号为西门子公司S7-300系列的可编程控制器，作为矿井提升机变频调速控制系统主控制器。进一步，变频器型号为西门子公司的MM440型变频器。本技术的有益效果是提升机电控系统操作简单，运行稳定可靠，改善了调速效果，提高了生产效率。附图说明图1是本技术系统矿井提升机安装示意图；图2是本技术系统模块结构示意图；图3是本技术系统电路连接原理图。图中，1.西门子S7-300系列PLC，2.西门子MM440型变频器，3.电动机，4.旋转编码器，5.控制监视系统，6.减速器，7.卷筒，8.液压站，9.操作台。具体实施方式下面结合具体实施方式对本技术进行详细说明。本技术的目的在于克服普通温度开关无法实时监控水冷式母线温度故障的不足，提供一种能够不受温度变化的影响，抗干扰能力强的水冷式母线实时监控系统。如图1所示，多绳摩擦式提升机的主要原理是主轴装置带动滚筒，利用导向轮的摩擦力来拉动提升绳，提升绳每端各自连接一个容器，它们之间用尾绳相连。如图2所示，本系统的主控制器采用西门子公司S7-300系列的可编程控制器1，使用PLC高速计数模块和高速计数端口相结合，对安装于电机轴主轴编码器数据进行采集，同时监视方向、速度、深度以及防止过卷或溜车。在井筒及深指器各阶段安装行程开关，用以确定容器位置，并相互校验，达到停车位的精确控制。电动机3通过减速器6连接至卷筒7。液压站8是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，采集现场液压站8温度、温度信号以保证系统安全可靠地工作。当司机听到开车信号时，按下操作台9上的启动按钮，可编程序控制器PLC将380V动力电源接入变频器2。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。旋转编码器4可以检测主电动机3的转速，并将此信号传送给可编程控制器1，可编程序控制器PLC通过该信号可以计算提升机的速度及行走距离，监视器5可以实时显示提升机速度和位置。S7-300系列PLC数字量SM323模块用于定义提升机变频调速系统按键开关的输入地址，数字量的输出信号传输给系统内的继电器线圈和指示设备，模拟量SM334模块用于通过两线制传感器采集提升机系统液压站、润滑站的压力和温度信号，并及时通过人机界面反映给操作者。本系统用到西门子公司的高速计数器是通过采集安装在提升机主轴增量式编码器回馈信号，从而判断提升机主轴的旋转方向与给定方向是否一致。应说明的是各模块之间应用背板总线进行通信。以上所述仅是对本技术的较佳实施方式而已，并非对本技术作任何形式上的限制，凡是依据本技术的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本技术技术方案的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿井提升机变频调速控制系统，其特征在于：通过使用PLC（1）的高速计数端口相对安装于电机轴主轴编码器数据进行采集，同时控制监视系统（5）监视方向、速度、深度以及防止过卷或溜车，电动机（3）通过减速器（6）连接至卷筒（7）；液压站（8）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，旋转编码器（4）可以检测主电动机（3）的转速，并将此信号传送给可编程控制器（1），可编程序控制器PLC通过该信号可以计算提升机的速度及行走距离，通过变频器（2）用以控制电动机的转速，监视器（5）可以实时显示提升机速度和位置。

【技术特征摘要】
1.一种矿井提升机变频调速控制系统，其特征在于：通过使用PLC（1）的高速计数端口相对安装于电机轴主轴编码器数据进行采集，同时控制监视系统（5）监视方向、速度、深度以及防止过卷或溜车，电动机（3）通过减速器（6）连接至卷筒（7）；液压站（8）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，旋转编码器（4）可以检测主电动机（3）的转速，并将此信号传送给...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛平，白晶，
申请(专利权)人：北华大学，
类型：新型
国别省市：吉林;22