提升絞車編碼器選擇

⑴ 基於PLC礦井提升機控制系統 畢業論文

淺談礦井提升機的PLC控制系統
一、國內提升機的現狀 （一）交流拖動方式 採用串電阻調速的交流拖動方式，有單繩和多繩兩種系列，大都採用改變轉差率S的調速方法，在調速中產生大量的轉差功率，使大量電能消耗在轉子附加電阻上，導致調速的經濟性變差。極少數提升機採用串級調速方法，其調速范圍窄，且投資大。 （二）直流拖動方式 我國煤礦採用的晶閘管整流供電的直流提升機已較普遍，但大多數為80年代引進和90年代中期以前國產的礦井提升機SCR-D電控系統。這些電控系統，其調節控制保護迴路基本上都是模擬形式。這種系統由於受元器件設計和製造水平的限制，存在著一定的缺陷。 （三）研製與發展 1.國產大型直流提升機及電控系統已逐步完善和推廣使用。 2.大功率變頻調速電控提升機效率可達98%，國內組織研究了這種系統並已經運用到了實際生產中。 二、PLC硬體組成及原理 可編程式控制制器PLC主要由電源、CPU、通訊單元、高數計數單元、模擬量I/O單元、數字量I/O單元等硬體組成。 （一）PLC系統組成 主控PLC系統由電源、CPU、通訊單元、高數計數單元、模擬量I/O單元、數字量I/O單元等硬體組成。裝在主控櫃內。帶有輔控PLC的電控系統，輔控PLC系統由電源、CPU、通訊單元、高數計數單元、模擬量I/O單元、數字量I/O單元等硬體組成。 （二）各單元基本特點 1.電源單元：電源輸入電壓100-240V AC，為PLC提供匯流排電源及基本電源； 2.CPU單元：CPU單元為PLC的核心，包括有存儲器介面、編程介面等，是程序執行的載體。其上插入的存儲器模塊用鋰電池保持RAM內容；PLC可在其上設置為程序執行「STOP」或「RUN」方式。 三、控制原理 （一）定子控制迴路 當井口或井底向機房發出開車信號後，此時如果主電源和控制電源均已接通；油泵電機已經運行；油溫、油壓正常；制動手柄、操縱手柄均處於零位，過卷復位、調閘轉換開關、檢修換相轉換開關、檢修換擋轉換開關處於正常位置，制動轉換開關處於腳踏位置，並為開動提升機（絞車）作好准備。在正常情況下，若將制動手柄緩緩前推松閘，當油壓達到開閘電壓時，同時向前或向後推動操縱手柄，主接觸器隨即閉合，主電機定子接通電源，於是提升機（絞車）開始正向或反向轉動，從而將載荷提升或下放。 （二）轉子控制迴路 定子迴路接通電源後，此時操縱手柄仍處於給電狀態，主電動機轉子迴路的附加電阻全部加入，電機轉軸輸出力矩僅為額定力矩的30-40%。此力矩可以消除傳動系統的齒輪間隙和平穩地拉緊鋼繩以減少沖擊，也可以輕載啟動提升機（絞車）。此時提升機（絞車）穩定在預備級上運行，此時提升機（絞車）在輕載時將產生0.3-0.5米/秒的爬行速度以便檢查井筒和鋼絲繩，以及滿足在斜井提升中礦車在甩車道上爬行。 將操縱手柄逐檔向前或向後推動，PLC將根據啟動電流及檔位延時分別閉合1JC-5JC（或8JC），將電機轉子電阻分段切除，從而實現預備級向加速級的轉變，電機逐漸加速。 當手柄推至最前端或最後端時，勻速接觸器（最後一級加速接觸器）動作，全部附加電阻被切除，提升機（絞車）加速完畢而進入等速階段運行。 電機轉子的切除是以電流函數為主，時間函數為輔的原則進行切換控制。電動機外接電阻級數是由所控電動機功率及轉子參數所決定。一般採用5級或8級啟動電阻。 提升機（絞車）既可以由低速調至高速，也可以由高速調至低速運行，這時只要將操縱手柄推出或拉回至任意一檔位置，提升機（絞車）就可以穩定在該位置相應的速度上運行。 （三）減速控制 提升機（絞車）運行至減速點（可通過PLC設定）時，PLC給出減速信號，JSJ動作，減速鈴聲響和減速指示燈亮，引起絞車司機注意，同時絞車自動減速至最後兩三個檔位；絞車司機接到減速信號之後，應根據運行經驗，將操縱手柄逐檔收回，使提升機（絞車）逐漸減速，使電機降速至爬行速度，等提升機（絞車）運行至終點位置時，制動手柄和操縱手柄應迅速拉回零位。在提升機（絞車）快運行至終點，可輔以施可調機械閘來降速，一直運行到終點位置。 （四）限速保護迴路 當提升機（絞車）進入減速運行階段，PLC一方面自動減擋，另一方面根據速度給定曲線進行限速，減速階段超10%PLC進行安全制動。 （五）過速保護迴路 1.當提升機（絞車）進入等速運行階段，測速發電機檢測出的電壓信號，一方面通過變送器送入PLC進行處理，超額定速度的15%PLC進行安全制動；另一方面通過整定過速繼電器GSJ給出過速保護信號，GSJ的信號一個進入硬體安全迴路進行安全制動，另一個信號進入PLC進入軟體安全迴路進行安全制動。 2.當提升機（絞車）進入等速運行階段，在減速箱或低速軸旁裝有旋轉編碼器，用來檢測出繩速度，通過PLC進行處理，超額定速度的15%PLC進行安全制動。免費論文網： http://www.xoock.com

⑵ 國產煤礦用（煤礦）變頻器都有哪些

選三晶變頻器S350系列重載型就可以

三晶變頻器在煤礦提升機上的應用

礦井提升機是煤礦、鐵礦、有色金屬礦生產過程中的重要設備。提升機的安全、可靠運行，直接關繫到企業的生產狀況和經濟效益。本文介紹的是煤礦斜井絞車提升機採用SAJ-8000Z(132kw)變頻器進行改造的實例及所取得的節能等效益。

引言

礦井提升機是煤礦、鐵礦、有色金屬礦生產過程中的重要設備。提升機的安全、可靠運行，直接關繫到企業的生產狀況和經濟效益。煤礦井下採煤，採好的煤通過斜井用提升機將煤車拖到地面上來。煤車廂與火車的運貨車廂類似，只不過高度和體積小一些。在井口有一絞車提升機，由電機經減速器帶動捲筒旋轉，鋼絲繩在捲筒上纏繞數周掛上一列煤車車廂，在電機的驅動下將裝滿煤的列車從斜井拖上來或放下去。這種拖動系統要求電機頻繁的正、反轉起動，減速制動，而且電機的轉速按一定規律變化。斜井提升機的機械結構示意圖如圖1所示。斜井提升機的動力由繞線式電機提供，採用轉子串電阻調速。提升機的基本參數是:電機功率55kW，捲筒直徑Φ1200mm，減速器減速比24:1，最高運行速度2.5m/s，鋼絲繩長度為120m。

圖1提升機捲筒機械傳動系統結構示意圖

目前，大多數中、小型礦井採用斜井絞車提升，傳統斜井提升機普遍採用交流繞線式電機串電阻調速系統，電阻的投切用繼電器—交流接觸器控制。這種控制系統由於調速過程中交流接觸器動作頻繁，設備運行的時間較長，交流接觸器主觸頭易氧化，引發設備故障。另外，提升機在減速和爬行階段的速度控制性能較差，經常會造成停車位置不準確。提升機頻繁的起動﹑調速和制動，在轉子外電路所串電阻的上產生相當大的功耗。這種交流繞線式電機串電阻調速系統屬於有級調速，調速的平滑性差;低速時機械特性較軟，靜差率較大;電阻上消耗的轉差功率大，節能較差;起動過程和調速換擋過程中電流沖擊大;中高速運行震動大，安全性較差。

改造方案

為克服傳統交流繞線式電機串電阻調速系統的缺點，採用變頻調速技術改造提升機，可以實現全頻率(0～50Hz)范圍內的恆轉矩控制。對再生能量的處理，可採用價格低廉的能耗制動方案或節能更加顯著的回饋制動方案。為安全性考慮，液壓機械制動需要保留，並在設計過程中對液壓機械制動和變頻器的制動加以整合。礦井提升機變頻調速方案如圖2所示。

圖2礦井提升機變頻調速方案

考慮到繞線式電動機比鼠籠式電動機的力矩大，且過載能力強，所以仍用原來的4極55kW繞線式電機，在用變頻器驅動時需將轉子三根引出線短接。提升機在運行過程中，井下和井口必須用信號進行聯絡，信號未經確認，提升機不能運行。為顯示運行時車廂的位置，使用E6C3-CS5C40P旋轉編碼器，即電機旋轉1圈旋轉編碼器產生40個脈沖，這樣每兩個脈沖對應車廂走過的距離為1200×π/(24×40)=3.927，約為3.9mm。則與實際距離的誤差值為4-3.9=0.027mm，捲筒運行一圈誤差為0.027×40×24=25.29mm，已知鋼絲繩長度為120m，如果兩個脈沖對應車廂走過的距離用近似值3.9mm計算，120m全程誤差為25.92×120000/1200π≈825mm。再考慮到實際檢測過程中有一個脈沖的誤差，則最大的誤差在821mm～829mm之間，對於數十米長的車廂來說誤差范圍不到1m，精度足夠。因此，用計數器實時統計旋轉編碼器發出的脈沖個數，則可計算出車廂的位置並用顯示器顯示。另外一個問題是計數過程中有無累計誤差存在？實際檢測時，在一個提升過程開始前，首先將計數器復位，第一個重車廂經過某個位置時，打開計數器計數，車廂在斜井中的位置以此點為基準計算，沒有累計誤差。在操作台上，用8英寸觸摸屏顯示交流電壓和電機工作電流以及車廂的位置。

方案實施

斜井提升負載是典型的摩檫性負載，即恆轉矩特性負載。重車上行時，電機的電磁轉矩必須克服負載阻轉矩，起動時還要克服一定的靜摩檫力矩，電機處於電動工作狀態，且工作於第一象限。在重車減速時，雖然重車在斜井面上有一向下的分力，但重車的減速時間較短，電機仍會處於再生狀態，工作於第二象限。當列重車上行時，電機處於反向電動狀態，工作在第三象限和第四象限。另外，有占總運行時間10%的時間單獨運送工具或器材到井下時，電機純粹處於第二或第四象限，此時電機長時間處於再生發電狀態，需要進行有效的制動。用能耗制動方式必將消耗大量的電能;用回饋制動方式，可節省這部分電能。但是，回饋制動單元的價格較高，考慮到單獨運送工具或器材到井下僅占總運行時間的10%，為此選用價格低廉的能耗制動單元加能耗電阻的制動方案。

提升機的負載特性為恆轉矩位能負載，起動力矩較大，選用變頻器時適當地留有餘量，因此，三晶132kW變頻器。由於提升機電機絕大部分時間都處於電動狀態，僅在少數時間有再生能量產生，變頻器接入一制動單元和制動電阻，就可以滿足重車下行時的再生制動，實現平穩的下行。井口還有一個液壓機械制動器，類似電磁抱閘，此制動器用於重車靜止時的制動，特別是重車停在斜井的斜坡上，必須有液壓機械制動器制動。液壓機械制動器受PLC和變頻器共同控制，機械制動是否制動受變頻器頻率到達埠的控制，起動時當變頻器的輸出頻率達到設定值，例如0.2Hz，變頻器A、B埠輸出信號，表示電機轉矩已足夠大，打開液壓機械制動器，重車可上行;減速過程中，當變頻器的頻率下降到0.2Hz時，表示電機轉矩已較小，液壓機械制動器制動停車。緊急情況時，按下緊急停車按鈕，變頻器能耗制動和液壓機械制動器同時起作用，使提升機在盡量短的時間內停車。

提升機傳統的操作方式為，操作工人坐在煤礦井口操作台前，手握操縱桿控制電機正、反轉共三擋速度。為適應操作工人這種操作方式，變頻器採用無級（無檔位）調速。變頻調速原理圖如圖3所示。

圖3變頻調速原理圖

節電率與投資回報分析

某鐵底礦使用的煤礦提升機,原採用132KW三相非同步電動機,轉子串電阻調速,用交流接觸器進行速度切換,由於功率比較大,所以啟動換檔時沖擊電流大,中高速運行不平穩,大量的電能消耗在轉子電阻上,告成能源的極大浪費。同時，工人的操作環境也極惡劣，急需進行改造。

由於變頻器具有軟啟動、大范圍內平滑調速、節能效果顯著等優點，因此我礦經過多方考察，決定採用廣州三晶電氣有限公司生產的系列變頻器對絞車系統進行變頻改造，經過幾個月的運行，證明改造的效果比較理想，主要表現在：

1、實現了啟動時的軟啟動、軟停車，減輕了對電網的沖擊。

2、變頻器的頻率連續調節，使調速更加方便、可靠，運行更平穩。

3、使用變頻器後省去原先的換檔接觸器及調速電阻，即節省了維修費用，又減少了停機維修時間，從而提高了產量。同時改善了惡劣操作環境，使工人避免在夏季調速電阻發熱告成的高溫條件下工作。

4、在低速時節能效果十分明顯。礦井深300多米，測量時用4/50的電度表，在相同耗電量的情況下，用工頻可拉17勾，而使用變頻可拉26勾，即變頻比工頻多拉9勾。經估算節電率約為20%。由於使用了變頻器，設備基本上是滿載運行。即使我們採用保守演算法，把132KW的電機功率折扣為120KW，每天只使用20小時，每年工作360天，一年節電仍高達30.24萬度（120*0.35*20*360=302400度)。若以每度電0.5元計算(當地電價0.6元),則每年可節電費15萬多元(302400*0.5=151200元)。

結束語

繞線式電機轉子串電阻調速，電阻上消耗大量的轉差功率，速度越低，消耗的轉差功率越大。使用變頻調速，是一種不耗能的高效的調速方式。提升機絕大部分時間都處在電動狀態，節能十分顯著，經測算節能20%以上，取得了很好的經濟效益。另外，提升機變頻調速使系統運行的穩定性和安全性得到大大的提高，減少了運行故障和停工工時，節省了人力和物力，提高了運煤能力，間接的經濟效益也很可觀。

⑶ 礦用提升絞車都有哪幾大保護

礦用提升絞車有8大保護

1. 防止過卷保護

   當提升容器超過正常終端停止位置（或出車平台）0.5米時，自動斷電，並能使保險閘發生制動作用。

2. 防止過速保護

   當提升速度超過最大速度15%時，必須能自動斷電，並能使保險閘發生作用。

3. 過負荷和欠電壓保護

   過負荷和欠電壓保護裝置，也叫過流保護裝置，用來保護提升電動機的過載和短路及其它設備的安全運行。欠電壓保護裝置是當電壓高於允許值時，實現安全制動。

4. 限速保護

   提升限速保護是指提升容器運行至井口或井底、進入減速階段時，對容器運行速度進行控制，使容器均勻減速，緩慢、安全地到達預定位置。

   這由限速器完成。限速器由限速圓盤、限速凸輪和限速自整秦機3部分組成，安設在提升機深度指示器上，並與深度指示器成為一體。

5. 斷軸保護

   在軸承座下方安裝一塊直徑較大的掛盤，同時在驅動輪上安裝6至8個Z型鉤，Z型鉤上安裝磁鋼。當驅動輪正常運行時，Z型鉤與掛盤之間存在間隙，不會影響驅動輪正常運轉，感測器每隔一定的時間採集一次信號。當主軸斷裂導致驅動輪掉落時，擋塊會隨著驅動輪掉落到掛盤上，阻止其繼續下落。此時，感測器採集不到信號，系統自動停車。

6. 閘間隙保護

   閘瓦間隙保護是指提升機制動閘頭的制動閘皮磨損後閘瓦間隙大於《煤礦安全規程》要求，會帶來制動時間大、制動力下降等不利因數，其保護作用是在間隙過大（大於2mm）時使提升機斷電停車。

7. 松繩保護

   就是運行中的絞車大繩突然和絞車分離，那麼大繩必然從緊綳到鬆弛的一個狀態，大繩從滾筒垮下來觸動松繩保護裝置（一般是在絞車滾筒下方，硬連接的機械結構，一個行程開關），動作斷開絞車的安全迴路。

8. 減速功能保護

   當提升機的提升容器到達設計減速位置時，該裝置能示警並開始減速，最終保護提升機。

   如果箕斗提升，就還要加一個滿倉保護

⑷ 絞車電控的主控系統有哪些

主控系統：主要用於完成提升機的控制功能和保護功能。
a）完成提升機手動、檢修等運行方式的控制。
b）完成提升機邏輯控制與閉鎖。
c）完成傳動系統的運行控制與速度給定。
d）完成與提升信號系統的控制與相互閉鎖。
e）完成提升機機械、液壓、電氣等方面的故障檢測、報警、保護功能。對如過卷、等速超
速、減速超速等重大故障實行硬軟體多重保護。
f）完成軸編碼器之間的相互監控與斷線保護。
g）形成硬體安全電路與軟體安全電路，兩者相互冗餘，相互閉鎖。
h）實現提升機液壓制動系統中工作閘與安全閘的控制。
i）能對提升機的位置、運行速度進行測量和數字指示。
j）按照故障性質、提升系統故障分為三類：立即安全制動故障、先電氣制動後安全制動故
障、完成本次開車後不允許再次開車故障。

⑸ 什麼叫跑車防護裝置

跑車防護裝置用於煤礦、金屬礦山、非金屬礦山等所有傾斜度在30度以下的單軌或雙軌提升運輸斜巷中，全自動化控制、監測中.煤，可有效地防止礦山跑車事故發生。跑車防護裝置有操作箱，電控箱，編碼器，感測器，絞車擋車欄，吸能器組成。
跑車防護裝置功能特點
跑車防護裝置採用先進的PLC控制系統和紅外感測器測速，提高了控制系統的准確度。聲光報警系統與絞車聯鎖控制，確保提升運輸安全zm.jt0.49。採用氣缸（油缸）或收放絞車傳動，實現斜井提升運輸防跑車自動化控制。PLC控制系統還具有檢測功能，通過檢測位置感測器的工作情況，來控制擋車欄的啟閉，避免了誤動作。裝置還具有常閉擋車功能、平穩緩沖功能。

⑹ 提升絞車及提升機的軸編碼器的作用是什麼

提來升絞車及提升機源的軸編碼器的作用是監控提升機的位置和速度，與主控進行比較，對提升機起保護作用。
主軸編碼器採用與主軸同步的光電脈沖發生器，通過中間軸上的齒輪1:1地同步傳動。數控車床主軸的轉動與進給運動之間，沒有機械方面的直接聯系，為了加工螺紋，就要求給定進給伺服電動機的脈沖數與主軸的轉速應有相對應的關系，主軸脈沖發生器起到了對主軸轉動與進給運動的聯系作用。

⑺ 提升絞車的保護事項

減速功用維護：當提高容器抵達減速方位時，能示警開端減速。避免過卷設備：當提高容器
超越正常終端中止方位（或出車渠道）0.5米時，必能主動斷電電，並能使穩妥閘發作制動
效果。
避免過速設備：當提高速度超越最大速度15百分之時，有必要能主動斷電，並能使穩妥閘
發作制動效果。受檢的煤礦在用提高絞車體系應能按《煤礦安全規程》的要求正常運轉。提
高絞車應是具有契合JB8516安全要求的產品。
深度指示器失效維護設備：當指示器失效時，能主動斷電並使穩妥閘發作效果。過負荷和欠
電壓維護設備。過負荷繼電器直接在主電路或電流互感器二次電路中，當電動機實踐電流大
於整定電流時，欠電壓維護裝在電源開關櫃內，電壓低於答應值時，電源開關主動脫扣跳閘。
限速設備：提高速度超越3m/S的絞車有必要裝設限速設備，以確保提高容器抵達終端方位
時的速度不超越2m/s.如果是限速設備為凸輪板，其在一個提高行程內的旋轉視點應不小於
270度。查驗項目及要求，機房照明設備完全，光線足夠，光照度適合，且應有應急照明設
備。
松繩維護設備：環繞式提高絞車有必要設置松繩維護設備並接入安全迴路和報警迴路，在鋼
絲繩松馳時能主動斷電並報警。閘空隙維護設備：當閘空隙超越規則值時，能主動報警
或主動斷電。