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1目录第1章绪论1.1国内外矿井提升机发展现状...................................................................31.1.1我国矿井提升机电气控制系统的现状........................................................31.1.2国外提升机电气控制系统的现状..............................................................31.2课题研究的目的和意义...........................................................................41.3本论文承担的任务..................................................................................51.4小结.........................................................................................................6第2章矿井提升机调速控制系统分析2.1引言........................................................................................................62.2提升机工作原理及机械结构..................................................................62.3提升机调速控制方式及调速性能分析...................................................72.3.1提升机直流调速性能分析........................................................................72.3.2提升机交流调速性能分析........................................................................82.4提升机调速控制方案分析......................................................................92.4.1传统转子回路串电阻调速系统.................................................................102.4.2模糊控制调速系统.................................................................................112.4.3直接转矩控制系统................................................................................122.4.4矢量控制变频调速系统2.5小结......................................................................................................13第3章提升机调速控制系统硬件实现3.1引言.......................................................................................................143.2提升机电控系统总体结构.....................................................................143.3提升机电控系统变频器选择.................................................................153.4变频控制部分设计................................................................................163.4.1变频调速主系统设计.............................................................................163.4.2变频器外部电路设计.............................................................................1823.5PLC控制部分设计.................................................................................213.5.1基本控制功能.......................................................................................213.5.2位置检测电路.......................................................................................233.6硬件调速控制系统保护措施.................................................................253.7小结......................................................................................................28第4章提升机调速控制系统软件实现4.1引言......................................................................................................284.2矿井提升机中S型速度曲线建模及实现..............................................284.2.1速度曲线的选择及给定方法...................................................................284.2.2提升机理想S形速度曲线数学模型.........................................................304.2.3理想速度曲线的实现..........................................................................334.3调速控制系统软件流程.........................................................................354.4小结.......................................................................................................37第5章全文总结参考文献...................................................................................................393第1章绪论1.1国内外矿井提升机发展现状矿井提升机对安全性、可靠性和调速性能的特殊要求，使得提升机电控系统的技术水平在一定程度上代表一个厂或国家的传动控制技术水平，因此世界各大公司纷纷将新的、成熟的技术应用于提升机电控系统[1]。下面就国内外矿井提升机电控系统情况作一介绍。1.1.1我国矿井提升机电气控制系统的现状在煤矿生产中，矿井提升机起着非常重要的作用，它是矿山生产的关键设备。提升机电控装置的技术性能，既直接影响矿山生产的效率及安全，又代表着矿井提升机发展的整体水平。目前，矿井提升我国机90%以上是采用单机容量在1000KW以下传统的交流异步电机拖动，采用转子串、切电阻调速，由继电器—接触器构成逻辑控制装置。其中多半为电动机—发电机组(F-D机组)供电，采用晶闸管整流传动(SCR-D)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。目前多采取动力制动或低频拖动加制动的方式来完成减速、爬行和停车。目前在用的动力制动及低频电源大多数为采用模拟技术控制的晶闸管装置，仍存在调试困难、维护量大的问题。传统交流电控系统可靠性差的另一原因是安全保护、闭锁及监测系统不完善，均为单线系统，且与控制系统相混联，多数共用一套线路，互相影响。1986年以来，针对制约提升安全的主要环节，陆续增设了深度指示器、自动减速、限速等安全监测及后备保护功能，初步实现了对提升容器的定点位置监测及几项重要安全保护的双线制，使提升安全状况有所改善。在实施提升机电气控制系统技术改造时，即要有超前一步的意识紧盯国际先进水平，也要考虑我国国情，依靠自己的力量，加强与先进国家的合作，采取引进、消化吸收、合作生产、联合改造等多种形式，实现符合中国国情的煤矿提升4机电控系统现代化。1.1.2国外提升机电气控制系统的现状国外从70年代开始，随着微机技术的发展，微机控制技术己逐步应用于矿井提升机中。目前，国外己达到相当成熟的阶段，使整个拖动控制产生一次变革。其应用主要体现在以下几方面:（1）提升工艺过程微机控制在交流变频装置中，提升工艺过程大都采用微机控制。由于微机功能强，使用灵活，运算速度快，监视显示易于实现，并具有诊断功能，这是采用模拟控制无法实现的。（2）提升行程控制提升机的控制从本质上说是一个位置控制，要保证提升容器在预定地点准确停车，要求准确度高，目前的控制误差小于2cm。采用微机控制，可通过采集各种传感信号，如转角脉冲变换、钢丝绳打滑、滚筒及钢丝绳磨损等。将信号进行处理，可计算出容器准确的位置而施以控制和保护。在箕斗提升时可实现无爬行提升，大大提高了提升能力。如SIEMENS,ABB,AEG等公司己采用32位微机来构成行程给定器。除此之外还提供性能不尽相同的机械行程控制器。一般过程控制用微机作监视，行程控制也采用单独微机完成，从而提高了系统的可靠性。（3）提升过程监视由于近代提升机控制系统的设计特别强调安全可靠性，所以提升过程监视与安全回路一样，是现代提升机控制的重要环节。提升过程采用微机主要完成如下参数的监视：a、提升过程中各工况参数(如速度、电流)监视；b、各主要设备运行状态监视；c、各传感器(如井筒同步校正开关、停车开关)信号的监视。使各种故障在出现之前就得以处理，防止事故的发生，并对各被监视参数进行存储、保留或打印输出。甚至与上位机联网，应用于矿井监测系统中。(4)安全回路安全回路是指提升机在出现机械、电气故障时控制提升机进入安全保护状态，此环节极为重要。为确保人员和设备的安全，对不同故障一般采用不同的处理方法。安全回路是保护的最后环节之一，现在大多公司都采用两台PLC构成安全回路，使安全回路具有完善的故障监视功能，无论是提升机还是安全回路本身出现5故障时都能准确地实施安全制动。（5）全数字化系统调速控制德国AEG公司的