发布时间 : 星期三 文章160kW矿井提升机交流电控系统-控制电路设计更新完毕开始阅读
同济大学继续教育学院毕业设计（论文）
目 录
第一章 绪论 ---------------------------------------------------------------------------------------- 1
1.1 矿井提升机交流电控系统的研究背景 ------------------------------------------------- 1 1.2 矿井提升机交流电控系统的研究现状及其发展趋势 ------------------------------ 1 1.3 矿井提升机交流电控系统的研究目的和意义---------------------------------------- 2 1.4 本文主要内容 ------------------------------------------------------------------------------- 2
第二章 可编程控制器（PLC） --------------------------------------------------------- 3
2.1 可编程控制器的基本概念 ---------------------------------------------------------------- 3 2.2 可编程控制器的基本结构和工作原理 ------------------------------------------------- 3
2.2.1 可编程控制器的基本结构 ------------------------------------------------------- 3 2.2.2 可编程控制器的工作原理 ------------------------------------------------------- 4 2.3 可编程控制器的特点与应用 ------------------------------------------------------------- 5
2.3.1 可编程控制器的特点 ------------------------------------------------------------- 5 2.3.2 可编程控制器的应用 ------------------------------------------------------------- 6 2.4 可编程控制器控制系统与继电器控制系统的比较 --------------------------------- 7
2.4.1 可编程控制器控制与继电器控制的区别 ------------------------------------- 7 2.4.2 可编程控制器控制系统与继电器控制系统相比的优点 ------------------- 8 2.5 S7-200系列PLC ---------------------------------------------------------------------------- 9
2.5.1 S7-200系列PLC概述 ------------------------------------------------------------- 9 2.5.2 S7-200系列PLC特点 ------------------------------------------------------------- 9 2.6 可编程控制器软元件 ---------------------------------------------------------------------- 9 2.7 可编程控制器的编程语言 -------------------------------------------------------------- 10 2.8 本章小结 ----------------------------------------------------------------------------------- 10
第三章 矿井提升机电控系统设计 --------------------------------------------------- 11
3.1 矿井提升机电控系统设计方案 -------------------------------------------------------- 11 3.2 矿井提升机电控系统设计的要求和内容 -------------------------------------------- 11 3.3 矿井提升机电控系统的工艺要求 ----------------------------------------------------- 11
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3.4 矿井提升机电控系统改造的途径 ----------------------------------------------------- 12 3.5 矿井提升机电控系统主电路设计 ----------------------------------------------------- 12
3.5.1 主电路的结构与组成 ----------------------------------------------------------- 12 3.5.2 电机正、反转回路--------------------------------------------------------------- 13 3.5.3 调速回路 --------------------------------------------------------------------------- 13 3.5.4 测速回路 --------------------------------------------------------------------------- 14 3.5.5 制动回路 --------------------------------------------------------------------------- 14 3.5.6 安全回路 --------------------------------------------------------------------------- 14 3.6 矿井提升机主电路的运行过程 -------------------------------------------------------- 14 3.7 本章小结 ----------------------------------------------------------------------------------- 15
第四章 矿井提升机电控系统-PLC控制电路设计---------------------------- 16
4.1 PLC控制电路设计概述 ------------------------------------------------------------------ 16 4.2 PLC控制电路设计的基本原则 -------------------------------------------------------- 16 4.3 PLC控制电路设计的一般步骤和内容 ----------------------------------------------- 16 4.4 PLC控制电路的功能 --------------------------------------------------------------------- 16 4.5 S7-200系列PLC及其扩展模块的选型 ---------------------------------------------- 17
4.5.1 S7-200系列PLC的选型 -------------------------------------------------------- 17 4.5.2 扩展模块的选型 ------------------------------------------------------------------ 17 4.6 PLC硬件接线图 --------------------------------------------------------------------------- 18
4.6.1 PLC主接线图 --------------------------------------------------------------------- 18 4.6.2 PLC模拟量扩展模块接线图 --------------------------------------------------- 19 4.6.3 PLC数字量扩展模块接线图 --------------------------------------------------- 20 4.6.4 LED显示电路 --------------------------------------------------------------------- 21 4.7 技术经济分析 ----------------------------------------------------------------------------- 21 4.8 本章小结 ----------------------------------------------------------------------------------- 22
结 论 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 23 致 谢 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 24 参 考 文 献 -------------------------------------------------------------------------------------- 25
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第一章 绪论
1.1 矿井提升机交流电控系统的研究背景
矿井提升机是矿井人员、物资设备上下井的关键设备，常被人们称为矿山的咽喉，是矿山最重要的设备，是地下矿井与外界的唯一通道，肩负着矿石、物料、人员等的重要运输责任。目前，国内采用交流提升系统的矿井绝大部分仍是采用继电器-接触器控制的电控系统，这种传统的电控系统存在着调速性能差、运行效率低、故障率高、使用寿命短，无法实现精确自动控制的缺陷。随着计算机控制技术的发展，采用当代先进的计算机及辅助控制技术形成矿井提升机电气控制系统，已成为势在必行的局面。结合国内目前提升机电控系统的具体实际，新型的PLC技术与传统的电控系统相结合应是一条适合我国国情的道路。在本文的矿井提升机控制系统设计中，即采用国内外先进的PLC控制技术改造矿井传统、落后的继电器-接触器式罐笼逻辑运行系统。
1.2 矿井提升机交流电控系统的研究现状及其发展趋势
矿井提升机是煤炭、冶金等深井矿山生产过程中非常重要的设备。对矿井提升机的电气控制设备基本要求是:安全第一、高度可靠、功能强大、使用方便。
目前国外基本上都采用基于PLC技术的矿井提升机交流电控系统。PLC是当前工业控制领域应用量最大的工业控制之一。它在交流拖动的矿井提升机系统中得到应用, JTKD-PC型电控系统是目前较先进的矿井提升机交流拖动电控系统。JTKD-PC型电控系统采用日本立石公司C系列P型60+60点可编程序控制器, 配以用引进技术生产的真空接触器和TSZX-01型提升机综合显示控制仪、KT-KI JZD可调闸动力制动电子模板、YTXH-01型语言报警通讯机式提升信号系统, 采用模板化电路结构构成。
然而国内矿井提升机交流控制系统绝大部分仍是采用继电器-接触器控制的电控系统, 这种传统的电控系统存在着调速性能差、运行效率低、故障率高、使用寿命短、 无法实现精确自动控制的缺陷。这种传统的电控系统滞后于国外。随着PLC技术的发展,结合目前提升机电控系统的具体实际, 新型的PLC技术与传统的电控系统相结合应是一条适合我国国情的道路。
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1.3 矿井提升机交流电控系统的研究目的和意义
目前我国的矿井提升机电控系统,绝大部分仍采用继电器-接触器控制。这种传统的电控系统存在着调速性能差、运行效率低、故障率高、使用寿命短、无法实现精确自动控制的缺陷。
现代的PLC技术是计算机与传统继电器逻辑控制技术相结合的产物。它从产生到发展至今,经历了一系列深刻的变化, 不但占领了已过时的继电器系统与常规电子系统的广大市场,而且与现代各种微机控制系统展开了激烈的竞争,掀起了一场控制设备的革命。目前几乎每个工业领域都有PLC的身影。
PLC是专为工业现场使用的计算机，其处理开关量大,多达上千个,且不改变外部接线只改变程序就可以完成控制系统的修改，省时、省力、编程容易、操作简单。同时PLC具有体积小、功耗低、性价比高、可靠性高、抗干扰能力强、故障率低、维护简单、自动化、集成化程度高的特点,能够完成较复杂的逻辑运算。
从目前各种不同的技术改造方案的比较看,采用PLC技术与传统的继电器-接触器控制系统相结合的方案, 是一条符合我国国情的提升机电控系统改造的优选方案。用PLC技术对矿井提升机电控系统进行改造不但可以加强系统的控制功能,加强系统对故障的判别和处理能力,而且也大大的提高了系统的可靠性和安全性，改造后的系统,维护工作量比原系统减少了40% ,耗电量减少了20%-30%，节能效果显著。同时也提高了矿井提升机的现代化水平。
1.4 本文主要内容
本课题主要是设计一种基于PLC技术的矿井提升机交流电控系统-控制电路。针对传统的采用继电器-接触器控制的电控系统存在的一些问题，提出了PLC技术在矿井提升机在交流电控系统中的应用，设计基于PLC技术的电控系统控制电路，从而克服并改进原有系统的缺陷和不足，进一步提高矿井提升机的现代化水平。
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