NT型交流电控培训

洛阳源创电气有限公司第1页共25页NT型矿井提升机电控培训洛阳源创电气有限公司2009洛阳源创电气有限公司第2页共25页1、概述1.1用途及适用范围NT型提升机网络化集散控制系统适用于各种类型的提升机,“JKD/J-NT提升机网络化集散控制系统”适用于交流绕线式异步电动机转子串电阻调速方式的单绳缠绕式矿井提升机和多绳摩擦式矿井提升机；“JKD/BP-NT提升机网络化集散控制系统”适用于交流绕线式异步电动机定子变频调速的单绳缠绕式矿井提升机和多绳摩擦式矿井提升机；“JKD/SZ-NT提升机网络化集散控制系统”分别适用于直流电动机传动的单绳缠绕式矿井提升机和多绳摩擦式矿井提升机，可以与新安装的提升机配套，也适合于对提升机老电控的技术改造。（本培训资料按照交流传动编制，含交流电机转子串电阻调速、交流电机定子变频调速两类电控系统，不包含直流电机传动的电控设备系统）交流电控设备适用于以下使用场所：1)、海拔高度不超过1000米,如超过这个海拔高度，元器件在功率、容量方面应按海拔高度的增加，适当降容使用，并考虑一些元器件的安全爬电距离等的安全参数。2)、周围环境温度不高于40℃，不低于0℃；3)、相对湿度不超过85％；4)、没有导电尘埃及对金属和绝缘有破坏作用的气体；5)、没有剧烈振动和颠簸；6)、没有强磁场作用；7)、不需防爆的场所；8)、采取必要措施后能满足使用的场所；9）、特殊场所的应用必须非标订货，在技术协议中必须注明。1.2技术参数1）、电机型式及调速方式（对交流电机）：电机容量：单机1000kW及以下；双机2×1000kW及以下电机电压等级：高压6kV，10kV；低压380V，660V调速方式：电机转子串电阻调速、电机定子变频主回路：高压真空式或空气式、低压真空式或空气式、定子变频2）、适用范围：主井提升、付井提升，单水平、多水平，单层罐笼、双层罐笼塔式、落地，地面、盲井（非防爆）、井下（非防爆）过坝提升、升船提升、凿井提升、交通罐提升等1.3型号规格洛阳源创电气有限公司第3页共25页洛阳源创电气有限公司第4页共25页1.4电控柜结构电控柜采用型材柜壳结构，高度为2200mm；宽度为600mm、800mm、1000mm、1200mm、1400mm等几种；深度一般为800mm、1200mm。柜内配线采用线槽，板前走线。柜体上部装有吊环，下部有安装固定孔。大玻璃门、喷塑面板。1.5技术性能1.5.1控制功能1）根据提升工艺控制要求及信号系统发出的信号指示，控制提升机的启动、运行、减速、停车等过程，运行平稳可靠。2）实现提升机的半自动或手动运行，满足提升机控制工艺要求及各种安全联锁保护要求。3）实现提升机的行程监视和位置闭环控制，具有完善的深度、速度显示及控制功能。4）实现提升机主回路控制器件真空化、无触点化的要求，采用PLC控制，硬件配置简单，软件编程灵活，调试方便且维护量小。系统动静态性能好，具有良好的闭环性能。5）设计更加合理，机电配合更加协调，整机可靠性高。6）提高了矿井提升机运行的安全可靠性和控制技术水平，对降低设备故障率，提高生产效率，减轻操作人员的劳动强度发挥着重要作用。1.5.2安全保护及联锁功能安全回路闭锁了提升机的运行条件，只有当外部设备运行正常，具备开车条件后，才允许提升机运转；安全回路闭锁了提升机的全部重故障保护信号，故障一旦发生，提升机立即进行紧急制动；对于提升系统出现的轻故障，允许完成本次提升，待排除故障后，提升机方可继续运行。联锁和保护的基本项目符合JB4263-86、JB/T6754.2-93中的相关要求。1.5.3完善的综合后备保护功能1）利用双路光电编码器实现对提升机的运行速度及位置的数字化检测和控制，提高系统控制精度以及可靠性。2）安全回路双冗余，至少有一路软件安全回路，一路硬件安全回路。3）ＰＬＣ出现故障无法用ＰＬＣ开车的情况下，应能低速简易开车并具有必要的安全保护。4）一路速度及深度检测有问题而另一路正常的情况下，应能用ＰＬＣ进行限速开车。5）自动发送位置信号，如减速、停车、定点、过卷信号等，重要的点如减速、过卷等必须有两路以上共同起作用。6）须有深度指示器失效保护、运行方向错误保护、松绳保护或钢绳滑动保护、减速检测保护。7)包络线连续速度保护与定点速度保护，包络线连续速度保护必须有不同形式的两道保护。8）速度、深度必须有完全独立的两路，并进行相互比较，比较时间间隔不大于１秒，速度、深度值不正确的情况下应能采取必要的阻止事故扩散的措施。9）ＰＬＣ本身故障如“死机”应能可靠检测出来并采取相应的保护措施。10）集散控制系统中相对独立的部件如数字化动力制动电源、数字化低频制动电源装置出现故障的情况下提升机能够进行应急运行。1.5.4上位监控功能通过PLC与工控机之间的通讯实现监控目的。上位监控具备提升信号种类显示、综合后备保护、提升机运行过程及事故过程显示及记录、数据存储及查询等功能，为提升机故障原因及动态过程分析提供了依据。调试期间可在显示器上以梯形图形式显示PLC控制程序并监控各逻辑回路动作情况，调试及检修非常方便。上位监控系统具有多种静态和动态画面。1.6注意事项1）运输及使用过程中严防水泡雨淋和重物撞击。2）储存与使用场所严禁有害气体和湿度超标，防止电子元器件及有关设备受腐蚀损坏。3）严禁在强磁场附近安放及使用。洛阳源创电气有限公司第5页共25页4）不能自行改变使用电压等级。5）运输、储存、使用场所应预先排除能使本设备损坏的隐患。安装时应注意：①、PLC输入、输出线不要与动力线装在同一穿线导管内或捆扎在一起。②、为了增加抗噪声干扰，PLC输入/输出(I/O)接线长度一般不超过30米。③、确认PLC输入/输出(I/O)接口的电源等级和极性以及公共端无误。否则可能会造成PLC损坏。1.7订货须知1）订货时，需注明提升机型号、深度指示器型号，并提供提升主电机型号、规格、技术参数。2）按型号含义注明电控设备型号，对配套设备如操作台、交流提升机的动力制动电源柜、低频制动电源柜、真空换向柜，真空开关柜等重要设备的具体要求也应注明，最好能签订技术协议。3）非标订货时，双方签订有关技术协议并作为合同的附件。4）用户最好能提供速度图、力图，如果不提供速度图、力图，系统重要的参数配置只能按经验进行。2、提升机电控系统构成提升机电控系统可简单地划分为：控制系统（主控系统、辅控系统）、调速控制系统（调速系统、供电系统）、监控系统（上位机、操纵台），提升机电控系统构成如图2.1所示。主控系统主要是指完成提升机从加速、等速、减速、爬行到停车整个运行过程的开关量逻辑控制及其必要的保护并与其他子系统交换信号共同完成对提升机整机有效控制的系统。辅控系统是指各路供电电源、控制回路的接口以及辅机系统的控制等部分。对传统的继电器-接触器控制系统而言还包括可调闸速度闭环环节、动力(低频)制动速度闭环环节（对交流提升机电控而言）、包络线速度保护环节和测速环节等。调速系统是指根据控制系统的指令，作为执行机构最终对提升机的主拖动电动机进行起停、加速、减速、稳速运行控制的系统。深度限位供电系统测速机等司机操作台主控系统调速系统主电机辅控系统上位机液压站主机设备监控系统润滑站等图2.1提升机电控系统构成监控系统是指对电控系统关键部件，包括提升信号系统工作情况、提升机运行过程中关键参数、参量的曲线、以及司机操作的正确性进行监控和显示，并进行必要的记录以备需要查阅之需的系统。操纵台是电控系统的人机界面，担负着对提升机进行集中控制、监视、参量信号显示的重任。不管是交流还是直流电控系统，以上这几个子系统都不能缺少，不过是具体的提升机配置不同而已。最有技术含量即最重要的要数主控系统、调速系统、上位监控系统、操纵台。随着生产发展技术进步的需要，人们对电控系统的要求包括人机界面、人性化设计水平、智能化水平、结构形式等都提出了更高的要求，而这正是NT型提升机网络化集散控制系统的长处所在，也是其有别于其他系统的重要特点之一。洛阳源创电气有限公司第6页共25页3、PLC操作主控系统原理及应用3.1PLC硬件组成及原理可编程控制器（PLC）是一种数字运算、操作的电子系统，专为工业环境下的应用而设计。它采用可编程序控制的存储器，存储并执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，通过数字式和模拟式的输入和输出来控制各机械和生产过程。具有程序设计简单，通用性好，抗干扰能力强，可靠性高的技术特点。可编程控制器PLC主要由电源、CPU、通讯单元、高速计数单元、模拟量I/O单元、数字量I/O单元等硬件组成。下面对可编程控制器的各主要单元进行简介。3.1.1PLC系统组成主控PLC系统由电源、CPU、通讯单元、高速计数单元、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、高速计数单元、基本I/O单元等硬件组成，装在操作台内。3.1.2各单元基本特点1）电源单元：电源输入电压100～240VAC。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。3）面板指示灯主要有：－电源指示－运行指示－电池电压指示－出错指示-I/O单元及功能单元的工作状态指示4)CPU工作方式:①、“STOP”方式－不扫描程序－禁止输出(信号状态为“0”)－可对PLC编程或修改程序。②、“RUN”方式－循环处理程序－读进输入状态－允许输出(信号状态为“1”)5)数字量输入单元由现场过程来的数字量信号用24VDC电压等级输入。每个输入均采用光电隔离。输入信号状态变化时，PLC上有对应的灯光指示。数字量I/O单元将这些开关量信号转化为PLC能够处理的数字量，作为控制条件参与程序的运行。6）数字量输出单元来自过程的信号送入PLC后，PLC进行运算和控制并将运算结果通过输出接点送给过程执行器。输出信号状态变化时，PLC上有对应的灯光指示。输出形式有三种：继电器输出：用于交、直流负载，有触点输出；可控硅输出：用于交、直流负载，无触点输出；晶体管输出：用于直流负载，无触点输出。7）模拟量输入单元模拟量输入单元将现场过程来的模拟量信号（电压或电流信号）采集进来，转化为PLC能够处理的数字量，作为控制条件参与程序的运行。洛阳源创电气有限公司第7页共25页8）模拟量输出单元PLC将运算结果（数字量）通过模拟量输出单元转化为现场过程能够执行的模拟量信号（电压或电流信号）。9）高速计数单元：选用高速计数单元对来自过程的脉冲信号进行计数和监控，指示提升容器的实际位置，发送位置信号，对提升机进行行程监视和位置闭环控制。高速计数单元具有计数速度快(计数频率可达50KHz以上)和计数范围大(32位计数器)等优点。它可完成高速计数器和PLC基本单元之间的双向信息传递，CPU可以接收来自计数单元的计数值，也可以控制计数器的计数方式。在提升机主轴上安装和卷筒同步转动的光电编码器，将位置信号转换成两路相互交错９０°电角度的脉冲列信号送入高速计数模块。这两路脉冲信号可以防止运行过程中的误计数现象，提高了计数的精度和可靠性。PLC根据计数单元的计数值可以确定一些位置点，如减速点、精针投入点、二级制动解除点、停车点、过卷保护点等。这样，包括主机设备中的监控器发出的位置信号，井筒及井架开关发出的位置信号，电控系统具有了对位置信号的三重保护功能。10)通讯单元PLC通讯单元用于PLC多个CPU间的联网。多个CPU通过通讯单元构成各式各样的网络化系统。不仅可以使系统变得简洁，增强抗干扰性能，也可大幅降低施工成本，并且便于系统的管理。3.1.3PLC适用环境及使用注意事项1）环境温度：0～55℃2）环境湿度：35～89％(不结露)除非采取了适当的特殊措施，PLC绝对不能用于-可能受到高度致电离辐射影响的位置。-有导电尘埃积累的地方。-有腐蚀性蒸汽或气体的地方。3.2PLC软件结构及