发布时间 : 星期二 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）
不断向前推进，电液调压装置线圈中的电流不断增大，提升机松闸。随着各段电阻的依次切除，提升机实现自动加速过程，直到切除第六段电阻为止。转子电阻全部切除后，电机在自然特性曲线上运转。等速阶段，电机工作在自然特性曲线上，不需要任何控制。
（3）提升机的减速与停车
采用电动机减速方式时，使电机处于减速准备阶段。使电机投入到直流电源制动状态，主电机转子接入一部分电阻，电机就由自然特性过渡到人工特性上，开始减速，司机可根据减速的要求，用主令控制手柄将电阻逐段加入，直到快到终点位置时，投入低频制动，使提升机稳定停车。
3.7 本章小结
本章主要讲述矿井提升机电控系统的设计。首先介绍了电控系统的设计方案、
控制内容及其工艺要求。然后根据设计方案和要求，提出了电控系统的改造途径，并设计了控制系统主电路。最后分析了主电路原理图的功能和控制过程。
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第四章 矿井提升机电控系统-PLC控制电路设计
4.1 PLC控制电路设计概述
系统设计包括硬件系统设计和软件系统设计。硬件系统设计主要包括PLC及外围线路的设计、电气线路的设计和抗干扰措施的设计等。软件系统设计主要指编制PLC控制程序。
选定PLC和分配I/0地址后，硬件设计的主要内容就是电气控制系统原理图的设计，电气控制元器件的选择。电气控制系统原理图包括主电路和控制电路。控制电路中包括PLC和I/O接线和自动部分、手动部分的详细连接的安装。电气元器件的选择主要是根据控制要求选择按钮、开关、传感器、保护电器、接触器、指示灯等。控制系统软件设计的难易程度因控制任务而异，也因人而异。对经验丰富的工程技术人员来说，在长时间的专业工作中，受到过各种各样的磨练，积累了许多经验，除了一般的编程方法外，更有自己的编程技巧和方法。但不管怎么说，平时多注意积累和总结是很重要的。
4.2 PLC控制电路设计的基本原则
（1）选用的PLC必须最大限度的满足被控对象的控制要求；
（2）选用的PLC不仅要着眼于现在还要适当的考虑将来发展的需要；
（3） 在满足上述两个前提的情况下，力求使系统具有较好的性能和低廉的价格；
4.3 PLC控制电路设计的一般步骤和内容
（1）根据被控对象的控制要求，确定这个系统的输入输出设备的数量，从而确定PLC的I/O的点数，包括开关量I/O，模拟量I/0以及特殊功能模块；
（2）选用的PLC的I/O点数应有一点余量，在性能价格比变化不大的情况下，尽可能选用同类型中功能强的一代PLC；
（3）建立I/O分配表，绘制PLC控制系统的输入输出接线图；
4.4 PLC控制电路的功能
（1）自动控制提升机运行；
（2）监视提升机运行的安全状态，自动采取相应对策；
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（3）自动检测故障的功能；
（4）有三种工作模式，适应各种工作状况；
4.5 S7-200系列PLC及其扩展模块的选型 4.5.1 S7-200系列PLC的选型
S7-200系列PLC可提供4个不同基本型号的8种CPU，根据提升机电控系统的调速控制要求，对电气控制系统中的电动机串电阻调速部分电路进行了改进，并根据开关量输入输出点数，选择S7-200系列的CPU 226可编程控制器，该可编程控制器共有24点输入和16点输出共40个数字量I/O点，它有7个扩展模块，有内置时钟，它有更强的模拟量和高速计数的处理能力，在这次系统设计中需要2个扩展模块，除满足该系统的要求外还有一定的余量。西门子公司的CPU 226具有控制可靠、价格较低、性能优良、程序容量较大、运行速度快、编程灵活等优点，既能提高工作质量，又可以取得良好的经济效益。
4.5.2 扩展模块的选型
（1）数字量输出模块选择
当PLC本机提供的数字量输入/输出点数不能满足控制需要时，可以选用数字量扩展模块来扩展数字量输入/输出点。S7-200系列PLC提供3类数字量输入/输出模块，系列号分别为EM221，EM222，EM223。
数字量输出模块分为直流输出模块、交流输出模块和继电器输出模块。每一个输出点用于驱动负载的开关信号，负载可以是指示灯、继电器线圈、电磁阀线圈等。例如，直流输出模块EM222 8*24V具有8个数字量输出点，分为两组，每组需要提供一个DC 24V电源；交流输出模块EM222 8*120/230V(AC)具有8个分割式的数字量输出点，各自需要一个独立的交流电源；交直流输出模块EM222 8*继电器具有8个输出点，分为两组，每组需要提供一个外部电源（可以是直流或交流电源）。
由于S7-200系列CPU 226的输出端子不够用，需选用一个数字量输出扩展模块。数字量输出扩展模块EM222满足所需输出点。所以选择EM222即可。
（2）模拟量输入模块选择
PLC的CPU只能处理数字量信号，模拟量信号是一种连续变化的物理量。为实现模拟量控制，必须先对模拟量进行模/数(A/D)转换，将模拟信号转换成PLC所能接受的
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数字信号。模拟量输入模块的功能就是实现A/D转换。
S7-200有三种模拟量扩展模块，系列号分别为EM231,EM232，EM235。EM231是具有四输入模拟量输入模块。本控制系统需要将测速发电机的电压信号输入PLC，由于电压是模拟量，因此需要一个模拟量输入模块来实现。所以选择模拟量输入模块EM231即可。
4.6 PLC硬件接线图 4.6.1 PLC主接线图
表4-1 输入接线表 输入 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7
表4-2 输出接线表 输出 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 Q1.1 Q1.2 Q1.3 Q1.4 Q1.5 Q1.6 Q1.7
18 输出设备 接触器K1 接触器K2 接触器K3 接触器K4 接触器K5 接触器K6 接触器K7 接触器K8 接触器K9 接触器K10 指示灯HL1 指示灯HL2 指示灯HL3 指示灯HL4 指示灯HL5 指示灯HL6
功能 提升 下放 直流制动 切除R1 切除R2 切除R3 切除R4 切除R5 切除R6 抱闸 提升 下放 制动 超速 抱闸 停止 输入外设 提升按钮 提升减速开关 提升停车开关 提升过卷开关 下放按钮 下放减速开关 下放停车开关 下放过卷开关