提升绞车编码器选择

⑴ 基于PLC矿井提升机控制系统 毕业论文

浅谈矿井提升机的PLC控制系统
一、国内提升机的现状 （一）交流拖动方式 采用串电阻调速的交流拖动方式，有单绳和多绳两种系列，大都采用改变转差率S的调速方法，在调速中产生大量的转差功率，使大量电能消耗在转子附加电阻上，导致调速的经济性变差。极少数提升机采用串级调速方法，其调速范围窄，且投资大。 （二）直流拖动方式 我国煤矿采用的晶闸管整流供电的直流提升机已较普遍，但大多数为80年代引进和90年代中期以前国产的矿井提升机SCR-D电控系统。这些电控系统，其调节控制保护回路基本上都是模拟形式。这种系统由于受元器件设计和制造水平的限制，存在着一定的缺陷。 （三）研制与发展 1.国产大型直流提升机及电控系统已逐步完善和推广使用。 2.大功率变频调速电控提升机效率可达98%，国内组织研究了这种系统并已经运用到了实际生产中。 二、PLC硬件组成及原理 可编程控制器PLC主要由电源、CPU、通讯单元、高数计数单元、模拟量I/O单元、数字量I/O单元等硬件组成。 （一）PLC系统组成 主控PLC系统由电源、CPU、通讯单元、高数计数单元、模拟量I/O单元、数字量I/O单元等硬件组成。装在主控柜内。带有辅控PLC的电控系统，辅控PLC系统由电源、CPU、通讯单元、高数计数单元、模拟量I/O单元、数字量I/O单元等硬件组成。 （二）各单元基本特点 1.电源单元：电源输入电压100-240V AC，为PLC提供总线电源及基本电源； 2.CPU单元：CPU单元为PLC的核心，包括有存储器接口、编程接口等，是程序执行的载体。其上插入的存储器模块用锂电池保持RAM内容；PLC可在其上设置为程序执行“STOP”或“RUN”方式。 三、控制原理 （一）定子控制回路 当井口或井底向机房发出开车信号后，此时如果主电源和控制电源均已接通；油泵电机已经运行；油温、油压正常；制动手柄、操纵手柄均处于零位，过卷复位、调闸转换开关、检修换相转换开关、检修换挡转换开关处于正常位置，制动转换开关处于脚踏位置，并为开动提升机（绞车）作好准备。在正常情况下，若将制动手柄缓缓前推松闸，当油压达到开闸电压时，同时向前或向后推动操纵手柄，主接触器随即闭合，主电机定子接通电源，于是提升机（绞车）开始正向或反向转动，从而将载荷提升或下放。 （二）转子控制回路 定子回路接通电源后，此时操纵手柄仍处于给电状态，主电动机转子回路的附加电阻全部加入，电机转轴输出力矩仅为额定力矩的30-40%。此力矩可以消除传动系统的齿轮间隙和平稳地拉紧钢绳以减少冲击，也可以轻载启动提升机（绞车）。此时提升机（绞车）稳定在预备级上运行，此时提升机（绞车）在轻载时将产生0.3-0.5米/秒的爬行速度以便检查井筒和钢丝绳，以及满足在斜井提升中矿车在甩车道上爬行。 将操纵手柄逐档向前或向后推动，PLC将根据启动电流及档位延时分别闭合1JC-5JC（或8JC），将电机转子电阻分段切除，从而实现预备级向加速级的转变，电机逐渐加速。 当手柄推至最前端或最后端时，匀速接触器（最后一级加速接触器）动作，全部附加电阻被切除，提升机（绞车）加速完毕而进入等速阶段运行。 电机转子的切除是以电流函数为主，时间函数为辅的原则进行切换控制。电动机外接电阻级数是由所控电动机功率及转子参数所决定。一般采用5级或8级启动电阻。 提升机（绞车）既可以由低速调至高速，也可以由高速调至低速运行，这时只要将操纵手柄推出或拉回至任意一档位置，提升机（绞车）就可以稳定在该位置相应的速度上运行。 （三）减速控制 提升机（绞车）运行至减速点（可通过PLC设定）时，PLC给出减速信号，JSJ动作，减速铃声响和减速指示灯亮，引起绞车司机注意，同时绞车自动减速至最后两三个档位；绞车司机接到减速信号之后，应根据运行经验，将操纵手柄逐档收回，使提升机（绞车）逐渐减速，使电机降速至爬行速度，等提升机（绞车）运行至终点位置时，制动手柄和操纵手柄应迅速拉回零位。在提升机（绞车）快运行至终点，可辅以施可调机械闸来降速，一直运行到终点位置。 （四）限速保护回路 当提升机（绞车）进入减速运行阶段，PLC一方面自动减挡，另一方面根据速度给定曲线进行限速，减速阶段超10%PLC进行安全制动。 （五）过速保护回路 1.当提升机（绞车）进入等速运行阶段，测速发电机检测出的电压信号，一方面通过变送器送入PLC进行处理，超额定速度的15%PLC进行安全制动；另一方面通过整定过速继电器GSJ给出过速保护信号，GSJ的信号一个进入硬件安全回路进行安全制动，另一个信号进入PLC进入软件安全回路进行安全制动。 2.当提升机（绞车）进入等速运行阶段，在减速箱或低速轴旁装有旋转编码器，用来检测出绳速度，通过PLC进行处理，超额定速度的15%PLC进行安全制动。免费论文网： http://www.xoock.com

⑵ 国产煤矿用（煤矿）变频器都有哪些

选三晶变频器S350系列重载型就可以

三晶变频器在煤矿提升机上的应用

矿井提升机是煤矿、铁矿、有色金属矿生产过程中的重要设备。提升机的安全、可靠运行，直接关系到企业的生产状况和经济效益。本文介绍的是煤矿斜井绞车提升机采用SAJ-8000Z(132kw)变频器进行改造的实例及所取得的节能等效益。

引言

矿井提升机是煤矿、铁矿、有色金属矿生产过程中的重要设备。提升机的安全、可靠运行，直接关系到企业的生产状况和经济效益。煤矿井下采煤，采好的煤通过斜井用提升机将煤车拖到地面上来。煤车厢与火车的运货车厢类似，只不过高度和体积小一些。在井口有一绞车提升机，由电机经减速器带动卷筒旋转，钢丝绳在卷筒上缠绕数周挂上一列煤车车厢，在电机的驱动下将装满煤的列车从斜井拖上来或放下去。这种拖动系统要求电机频繁的正、反转起动，减速制动，而且电机的转速按一定规律变化。斜井提升机的机械结构示意图如图1所示。斜井提升机的动力由绕线式电机提供，采用转子串电阻调速。提升机的基本参数是:电机功率55kW，卷筒直径Φ1200mm，减速器减速比24:1，最高运行速度2.5m/s，钢丝绳长度为120m。

图1提升机卷筒机械传动系统结构示意图

目前，大多数中、小型矿井采用斜井绞车提升，传统斜井提升机普遍采用交流绕线式电机串电阻调速系统，电阻的投切用继电器—交流接触器控制。这种控制系统由于调速过程中交流接触器动作频繁，设备运行的时间较长，交流接触器主触头易氧化，引发设备故障。另外，提升机在减速和爬行阶段的速度控制性能较差，经常会造成停车位置不准确。提升机频繁的起动﹑调速和制动，在转子外电路所串电阻的上产生相当大的功耗。这种交流绕线式电机串电阻调速系统属于有级调速，调速的平滑性差;低速时机械特性较软，静差率较大;电阻上消耗的转差功率大，节能较差;起动过程和调速换挡过程中电流冲击大;中高速运行震动大，安全性较差。

改造方案

为克服传统交流绕线式电机串电阻调速系统的缺点，采用变频调速技术改造提升机，可以实现全频率(0～50Hz)范围内的恒转矩控制。对再生能量的处理，可采用价格低廉的能耗制动方案或节能更加显著的回馈制动方案。为安全性考虑，液压机械制动需要保留，并在设计过程中对液压机械制动和变频器的制动加以整合。矿井提升机变频调速方案如图2所示。

图2矿井提升机变频调速方案

考虑到绕线式电动机比鼠笼式电动机的力矩大，且过载能力强，所以仍用原来的4极55kW绕线式电机，在用变频器驱动时需将转子三根引出线短接。提升机在运行过程中，井下和井口必须用信号进行联络，信号未经确认，提升机不能运行。为显示运行时车厢的位置，使用E6C3-CS5C40P旋转编码器，即电机旋转1圈旋转编码器产生40个脉冲，这样每两个脉冲对应车厢走过的距离为1200×π/(24×40)=3.927，约为3.9mm。则与实际距离的误差值为4-3.9=0.027mm，卷筒运行一圈误差为0.027×40×24=25.29mm，已知钢丝绳长度为120m，如果两个脉冲对应车厢走过的距离用近似值3.9mm计算，120m全程误差为25.92×120000/1200π≈825mm。再考虑到实际检测过程中有一个脉冲的误差，则最大的误差在821mm～829mm之间，对于数十米长的车厢来说误差范围不到1m，精度足够。因此，用计数器实时统计旋转编码器发出的脉冲个数，则可计算出车厢的位置并用显示器显示。另外一个问题是计数过程中有无累计误差存在？实际检测时，在一个提升过程开始前，首先将计数器复位，第一个重车厢经过某个位置时，打开计数器计数，车厢在斜井中的位置以此点为基准计算，没有累计误差。在操作台上，用8英寸触摸屏显示交流电压和电机工作电流以及车厢的位置。

方案实施

斜井提升负载是典型的摩檫性负载，即恒转矩特性负载。重车上行时，电机的电磁转矩必须克服负载阻转矩，起动时还要克服一定的静摩檫力矩，电机处于电动工作状态，且工作于第一象限。在重车减速时，虽然重车在斜井面上有一向下的分力，但重车的减速时间较短，电机仍会处于再生状态，工作于第二象限。当列重车上行时，电机处于反向电动状态，工作在第三象限和第四象限。另外，有占总运行时间10%的时间单独运送工具或器材到井下时，电机纯粹处于第二或第四象限，此时电机长时间处于再生发电状态，需要进行有效的制动。用能耗制动方式必将消耗大量的电能;用回馈制动方式，可节省这部分电能。但是，回馈制动单元的价格较高，考虑到单独运送工具或器材到井下仅占总运行时间的10%，为此选用价格低廉的能耗制动单元加能耗电阻的制动方案。

提升机的负载特性为恒转矩位能负载，起动力矩较大，选用变频器时适当地留有余量，因此，三晶132kW变频器。由于提升机电机绝大部分时间都处于电动状态，仅在少数时间有再生能量产生，变频器接入一制动单元和制动电阻，就可以满足重车下行时的再生制动，实现平稳的下行。井口还有一个液压机械制动器，类似电磁抱闸，此制动器用于重车静止时的制动，特别是重车停在斜井的斜坡上，必须有液压机械制动器制动。液压机械制动器受PLC和变频器共同控制，机械制动是否制动受变频器频率到达端口的控制，起动时当变频器的输出频率达到设定值，例如0.2Hz，变频器A、B端口输出信号，表示电机转矩已足够大，打开液压机械制动器，重车可上行;减速过程中，当变频器的频率下降到0.2Hz时，表示电机转矩已较小，液压机械制动器制动停车。紧急情况时，按下紧急停车按钮，变频器能耗制动和液压机械制动器同时起作用，使提升机在尽量短的时间内停车。

提升机传统的操作方式为，操作工人坐在煤矿井口操作台前，手握操纵杆控制电机正、反转共三挡速度。为适应操作工人这种操作方式，变频器采用无级（无档位）调速。变频调速原理图如图3所示。

图3变频调速原理图

节电率与投资回报分析

某铁底矿使用的煤矿提升机,原采用132KW三相异步电动机,转子串电阻调速,用交流接触器进行速度切换,由于功率比较大,所以启动换档时冲击电流大,中高速运行不平稳,大量的电能消耗在转子电阻上,告成能源的极大浪费。同时，工人的操作环境也极恶劣，急需进行改造。

由于变频器具有软启动、大范围内平滑调速、节能效果显著等优点，因此我矿经过多方考察，决定采用广州三晶电气有限公司生产的系列变频器对绞车系统进行变频改造，经过几个月的运行，证明改造的效果比较理想，主要表现在：

1、实现了启动时的软启动、软停车，减轻了对电网的冲击。

2、变频器的频率连续调节，使调速更加方便、可靠，运行更平稳。

3、使用变频器后省去原先的换档接触器及调速电阻，即节省了维修费用，又减少了停机维修时间，从而提高了产量。同时改善了恶劣操作环境，使工人避免在夏季调速电阻发热告成的高温条件下工作。

4、在低速时节能效果十分明显。矿井深300多米，测量时用4/50的电度表，在相同耗电量的情况下，用工频可拉17勾，而使用变频可拉26勾，即变频比工频多拉9勾。经估算节电率约为20%。由于使用了变频器，设备基本上是满载运行。即使我们采用保守算法，把132KW的电机功率折扣为120KW，每天只使用20小时，每年工作360天，一年节电仍高达30.24万度（120*0.35*20*360=302400度)。若以每度电0.5元计算(当地电价0.6元),则每年可节电费15万多元(302400*0.5=151200元)。

结束语

绕线式电机转子串电阻调速，电阻上消耗大量的转差功率，速度越低，消耗的转差功率越大。使用变频调速，是一种不耗能的高效的调速方式。提升机绝大部分时间都处在电动状态，节能十分显著，经测算节能20%以上，取得了很好的经济效益。另外，提升机变频调速使系统运行的稳定性和安全性得到大大的提高，减少了运行故障和停工工时，节省了人力和物力，提高了运煤能力，间接的经济效益也很可观。

⑶ 矿用提升绞车都有哪几大保护

矿用提升绞车有8大保护

1. 防止过卷保护

   当提升容器超过正常终端停止位置（或出车平台）0.5米时，自动断电，并能使保险闸发生制动作用。

2. 防止过速保护

   当提升速度超过最大速度15%时，必须能自动断电，并能使保险闸发生作用。

3. 过负荷和欠电压保护

   过负荷和欠电压保护装置，也叫过流保护装置，用来保护提升电动机的过载和短路及其它设备的安全运行。欠电压保护装置是当电压高于允许值时，实现安全制动。

4. 限速保护

   提升限速保护是指提升容器运行至井口或井底、进入减速阶段时，对容器运行速度进行控制，使容器均匀减速，缓慢、安全地到达预定位置。

   这由限速器完成。限速器由限速圆盘、限速凸轮和限速自整秦机3部分组成，安设在提升机深度指示器上，并与深度指示器成为一体。

5. 断轴保护

   在轴承座下方安装一块直径较大的挂盘，同时在驱动轮上安装6至8个Z型钩，Z型钩上安装磁钢。当驱动轮正常运行时，Z型钩与挂盘之间存在间隙，不会影响驱动轮正常运转，传感器每隔一定的时间采集一次信号。当主轴断裂导致驱动轮掉落时，挡块会随着驱动轮掉落到挂盘上，阻止其继续下落。此时，传感器采集不到信号，系统自动停车。

6. 闸间隙保护

   闸瓦间隙保护是指提升机制动闸头的制动闸皮磨损后闸瓦间隙大于《煤矿安全规程》要求，会带来制动时间大、制动力下降等不利因数，其保护作用是在间隙过大（大于2mm）时使提升机断电停车。

7. 松绳保护

   就是运行中的绞车大绳突然和绞车分离，那么大绳必然从紧绷到松弛的一个状态，大绳从滚筒垮下来触动松绳保护装置（一般是在绞车滚筒下方，硬连接的机械结构，一个行程开关），动作断开绞车的安全回路。

8. 减速功能保护

   当提升机的提升容器到达设计减速位置时，该装置能示警并开始减速，最终保护提升机。

   如果箕斗提升，就还要加一个满仓保护

⑷ 绞车电控的主控系统有哪些

主控系统：主要用于完成提升机的控制功能和保护功能。
a）完成提升机手动、检修等运行方式的控制。
b）完成提升机逻辑控制与闭锁。
c）完成传动系统的运行控制与速度给定。
d）完成与提升信号系统的控制与相互闭锁。
e）完成提升机机械、液压、电气等方面的故障检测、报警、保护功能。对如过卷、等速超
速、减速超速等重大故障实行硬软件多重保护。
f）完成轴编码器之间的相互监控与断线保护。
g）形成硬件安全电路与软件安全电路，两者相互冗余，相互闭锁。
h）实现提升机液压制动系统中工作闸与安全闸的控制。
i）能对提升机的位置、运行速度进行测量和数字指示。
j）按照故障性质、提升系统故障分为三类：立即安全制动故障、先电气制动后安全制动故
障、完成本次开车后不允许再次开车故障。

⑸ 什么叫跑车防护装置

跑车防护装置用于煤矿、金属矿山、非金属矿山等所有倾斜度在30度以下的单轨或双轨提升运输斜巷中，全自动化控制、监测中.煤，可有效地防止矿山跑车事故发生。跑车防护装置有操作箱，电控箱，编码器，传感器，绞车挡车栏，吸能器组成。
跑车防护装置功能特点
跑车防护装置采用先进的PLC控制系统和红外传感器测速，提高了控制系统的准确度。声光报警系统与绞车联锁控制，确保提升运输安全zm.jt0.49。采用气缸（油缸）或收放绞车传动，实现斜井提升运输防跑车自动化控制。PLC控制系统还具有检测功能，通过检测位置传感器的工作情况，来控制挡车栏的启闭，避免了误动作。装置还具有常闭挡车功能、平稳缓冲功能。

⑹ 提升绞车及提升机的轴编码器的作用是什么

提来升绞车及提升机源的轴编码器的作用是监控提升机的位置和速度，与主控进行比较，对提升机起保护作用。
主轴编码器采用与主轴同步的光电脉冲发生器，通过中间轴上的齿轮1:1地同步传动。数控车床主轴的转动与进给运动之间，没有机械方面的直接联系，为了加工螺纹，就要求给定进给伺服电动机的脉冲数与主轴的转速应有相对应的关系，主轴脉冲发生器起到了对主轴转动与进给运动的联系作用。

⑺ 提升绞车的保护事项

减速功用维护：当提高容器抵达减速方位时，能示警开端减速。避免过卷设备：当提高容器
超越正常终端中止方位（或出车渠道）0.5米时，必能主动断电电，并能使稳妥闸发作制动
效果。
避免过速设备：当提高速度超越最大速度15百分之时，有必要能主动断电，并能使稳妥闸
发作制动效果。受检的煤矿在用提高绞车体系应能按《煤矿安全规程》的要求正常运转。提
高绞车应是具有契合JB8516安全要求的产品。
深度指示器失效维护设备：当指示器失效时，能主动断电并使稳妥闸发作效果。过负荷和欠
电压维护设备。过负荷继电器直接在主电路或电流互感器二次电路中，当电动机实践电流大
于整定电流时，欠电压维护装在电源开关柜内，电压低于答应值时，电源开关主动脱扣跳闸。
限速设备：提高速度超越3m/S的绞车有必要装设限速设备，以确保提高容器抵达终端方位
时的速度不超越2m/s.如果是限速设备为凸轮板，其在一个提高行程内的旋转视点应不小于
270度。查验项目及要求，机房照明设备完全，光线足够，光照度适合，且应有应急照明设
备。
松绳维护设备：环绕式提高绞车有必要设置松绳维护设备并接入安全回路和报警回路，在钢
丝绳松驰时能主动断电并报警。闸空隙维护设备：当闸空隙超越规则值时，能主动报警
或主动断电。