完成全部方案设计： 周一、二：查、阅相关参考资料 周二至周五：方案设计 周六、日：设计的具体方案完善

  周一、二：完成设计说明书 周三、四：绘制 A1 设计图纸 周五：答辩考核

  说明：1、此表一式三份，系、学生各一份，报送院教务科一份。 2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。 电气工程学院 教务科

  基层教学单位：电气工程及自动化系 学号 设计题目 设 计 技 术 参 数 设 计 要 求 参 考 资 料 周次 应 完 成 内 容 指导教 师签字

  设计题目： 矿井提升机 PLC 控制管理系统设计 系 别： 应电一班 11 级电气工程及其自动化

  图 2-1 提升机运行曲线 提升机无论正转、反转其工作过程是相同的，都有起动、加速、稳定运行、减速、 低速运行、制动停车等五个阶段。以向下运动为例，进行说明。 1）在按下启动按钮后， 如果变频器没有故障时以中速启动， 在到达中苏前会经历一段加 速过程，如图 t0--t1 时间段，如果在此过程中提升机的速度超过设定速度后，提升机会 紧急制动并返回井底或井口，否则匀速前进如图 t1--t2。 2

  1) 根据控制要求，进行电气控制管理系统硬件电路设计，包括 PLC 硬件配置 电路。 2) 根据控制要求，编制 PLC 控制程序 3) 按要求编写设计说明书并绘制 A1 幅面图纸一张。

  1、 《PLC 电气控制技术》 漆汉宏主编 机械工业出版社 2008 2、图书馆各类期刊文献相关数据库 3、相关电气设计手册 第一周 第二周

  2.1 电动机满足四象限运行，变频器能轻松实现正反转控制。 2.2 调速要求

  矿井提升机调速系统要求平滑调速且调速精度较高。提升工艺技术要求提升机电气传动 系统一定要满足运送物料(达到额定速度)、运送人员(要求低于额定速度)、检查运行(0.3～ 1.0m/s)和低速爬行(0.1～0.5m/s)等各种要求，因此要求提升机电气传动系统可以在一定程度上完成平 滑调速。 对于调速精度，提升机一般要求静差率较小，这是为了使提升系统在不同负载下的 尽量缩短减速段距离。这样在提升机运行过程中的爬行距离就可以设计得尽可能短，于 是就可以大幅度降低爬行阶段的运行时间，缩短了整个提升系统的提升周期，从而能够在 保证准确和安全停车的前提下，提高提升系统的运行效率。

  2）依靠定时器功能， 定时时间到则变频器转至高速给定， 在到达匀速之前也要经历一段 加速阶段 t2--t3，之后进行高速匀速运动 t3--t4.此过程若出现超速现象，则也会紧急 制动然后低速返回井底或井口。 3）在高速运行中，若接触到下限位开关，则开始减速运行 t4--t5，而后进行低速匀速 运动 t5--t6. 4）当接触到下制动点时，系统开始制动 t6--t7 当到达下过卷处时还没有停下来，则通 过行程开关强制制动。

  摘要 在矿山生产中，矿井提升机可以说是占据了核心位置，肩负着矿石、物料、人员等 的运输责任。矿井提升机的电控系统通常来说有三种，传统的矿井提升机控制管理系统主要 采用继电器一接触器来控制 ,这类提升机通常在电动机转子回路中串接附加电阻进行 启动和调速这种控制管理系统存在可靠性差、操作复杂、故障率高、电能浪费大、效率低等 缺点因此对矿井提升机控制管理系统进行研究具有现实意义,也是国内外相关行业专家学者 的一个研究课题。 本文针对提升机控制管理系统中存在的以上问题 ,把可编程序控制器和变频器应用于提 升机控制管理系统上。 关键词:矿用提升机,变频器,可编程控制器

  矿井提升机的任务是提升或下放矿物和材料、升降工作人员和设备,它是煤矿生产的 关键设备之一,是运输井上和井下货物及人员的枢纽。 矿井提升系统的组成最重要的包含:提升 容器、辊筒、钢丝绳、减速器、井架、拖动电机、电控设备和制动装置等几个部分。 整个煤矿的生产能力和经济的效果与利益取决于提升机的电控系统是否安全可靠 ,因为它直接影 响到井下工作人员的生命安全。 由于我们国家的经济的加快速度进行发展,人们对矿山资源的需求也在日渐增长,所以对矿山生产的 技术方面的要求也就慢慢的升高。矿井提升机是矿井生产活动的重要设备之一,它随着数字化控制 技术的发展,对煤矿生产效率和工作安全有着重要的影响。 经过了几十年的发展,我国的矿 井提升机电控技术已然取得了长足进步,但是与美国、 德国等发达国家相比,依然存在着很 大差距。 目前,发达国家的矿井提升机电控技术已全面实现了全数字控制,而国内绝大多 数矿井提升机的电控系统还是采用效率低下、安全风险隐患多的继电器一接触器控制技术 , 极度影响着我国矿山产业的健康发展 ,所以要对矿井提升机进行大规模技术改造和更 新。 矿井提升机的特点如下 (1) 安全性 所谓安全性就不可以发生安全事故。由于矿井提升设备在矿山生产中所占的地位十 分重要,其运转的安全性,不仅直接影响整个矿井的生产,而且还涉及人员的生命安全。 因 此全国都对矿井提升设备提出了极严格的要求,在我国这些规定包括在 《煤矿安全》 中。 （2）可靠性 所谓可靠性，是指能可靠地长时间运行而不需在短期内检修。矿井提升设备担负的 任务十分艰巨,不仅每年要把数十万吨到数百万吨的煤炭和矿石从井下提升到地面,而且 还要完成其他辅助工作。 (3) 经济性 矿井提升设备是矿山大型设备之一 , 功率大 , 耗电多 , 大型矿井提升机的功率超过 1000KW。 因此矿井提升机的造价及其运转费用,也就成为影响矿井生产技术经济指标的重 要因素之一。

  矿井提升机是矿山生产的关键设备。提升机的电控装置技术性能如何，将直接影响 矿山生产的效率和安全。为了设计出满足有关规程规定要求的矿井提升机控制管理系统，必 须先来了解和分析提升机的工艺过程和特点，矿井提升机电控系统一定要满足的一些基本 要求，以及各种电气传动方案的特点。

  可 编 程 控 制 器 (Progr~ableConiroller) 缩 写 为 PC, 为 了 于 个 人 计 算 机 的 PC(personalComuter)相区别,有时在 pC 中人为地增加了 L(Logieal)而写成 PLC。 自 1969 年第一台可编程控制器问世以来,经历近 40 年的发展,可编程控制器已成为一 种最重要!最普及!应用场合最多的工业控制器,可以说只有可编程控制器才是真正的工业 控制计算机初期可编程控制器只是用于逻辑控制的场合,用于代替继电器控制盘,但是现 在可编程控制器已确定进入包括过程控制!位置控制等场合的所有控制领域现在可编程控 制器继续保留了原来逻辑控制器的所有优点,同时它吸收了其它控制设备(如过程仪表!计 算机!集散系统!分散系统等 )的优点,在许多场合只需可编程控制器即可构成包括逻辑控 制!工程控制!数据采集及控制!图形工作站的经济合算，体积小巧，设计调试方便的综合 控制管理系统 可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,它采用一类可编程的存储器,用于其 内部存储程序,执行逻辑运算!顺序控制!定时!计数和算数操作等面向用户的指令,并通过 数字式或输入输出控制各类型的机械或生产的全部过程可编程控制器及有关外部设备都按易 于与工业控制管理系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。可编程控制器作为“蓝 领计算机”有着别的工业控制设备很难具备的特性: （l）高可靠性 到目前为止没有一点一种工业控制设备能达到可编程控制器的可靠性 随着器件 水平的提高,可编程控制器的可靠性还在继续提高例如三菱 FXI!FXZ 系列平均无故障时 间可达 30 万小时事实上,如果某种控制装置能连续运行 20 年以上不出问题,当前技术 更新瞬息万变的世界上,则可以认为是永远都不可能坏的装置了在可编程控制器使用中发生 的故障,大部分是由可编程控制器外部的开关，传感器!执行器引起的,而不是可编程控制 器本身发生的故障。 （2）编程方便,易于使用 可编程控制器采用与实际电路接线图非常接近的梯形图 这种图形编程方式易.懂易 编。 3