数控技术
与皮
基于PLC 和微能变频器的矿井提升系统设计
孙胜浩
(郑煤集团公司米村煤矿河南郑州452394)
摘要：针对现代煤矿产量提升、自动化程度增加的特点，分析了采用继电器和事电阻调速的传统矿并提升系统的一要缺点，根据煤矿、三菱PLC、微能变频器以及最新版的爆矿安全规程等一要技术资料，提出了采用三荒FX2N系列PLC和6kV微能高压变频器及一要辅助设备来设计矿并提升系统的方案，简单介绍了变频器及PLC的选取和矿并提升电动机的保护、控制流程等内容。该文有助于爆矿矿并提升系统的继续发展和进一步究等。
关键调：现代煤矿三菱PLC微能变频器矿并提升系统
中图分类号：TM571.61-4
文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2012)04-0018-02
矿井提升机是矿山生产的关键设备，主要用于沿井简提升矿石，升降人员，下放材料、工具和机械设备的工具。它是煤矿井下生产系统和地面作业相连接的枢纽，在煤矿生产的全过程中占有极其重要的地位。对矿井提升机的电气控制设备基本要求是：安全第-高度可靠、功能强大、使用方便。目前，我国绝大部分提升机采用传统的交流电控系统。这种电控系统起动和调速换档过程中电流冲击大；属于有极调速，调速的平滑性差，低速时机械特性较软，静差率较大，故障率高，节能效果差等。可缩程控制器是专为工业现场使用的计算机，由于其处理量大，多达上千个，只改变程序就可以完成控制系统的修改，省时、省力、缩程容易、操作简单，并且PLC体积小，功耗低，性价比高，可靠性高，抗干扰能力强，自动化、集成化程度高，能够完成复杂的逻辑运算。为了克服传统交流绕线式转子异步电动机串电阻调速系统的缺点，本文采用PLC与变频器结合的方法
来代替传统的交流电控系统。 1、设备选型
根据煤矿生产能力、上下井人数，最大提升物件重量结合最新《煤矿安全规程》要求及工程设计资料可以对矿井提升机系统主体物件进行选择，由于篇幅有限，这里只介绍PLC和变频器的选择。
1.1 PLC的选取
PLC的选取有以下原则：(1)跟据用户的编程习惯，控制系统要求可以选择三菱、西门子、欧姆龙等系列PLC;(2)根据被控制对象的特性即输出形式等要求可以选择R，S、T型，(3)根据控制过程所需要的1/O点数的要求可以选择16,32、48,64,80,128个输入输出点数的 PLC，(4)根据PLC内部有无扩展模块可以选择E、M等系列；
这里根据上述因素选择三菱FX2N-48MR型PLC。 1.2变频器的选取
变频器的选取是系统中最为麻烦的，变频器的选择如下：
1.2.1变频器容量的选择(1)连续工作下容量选择。
由于矿井提升机机械需要连续运行，必须在连续运行下进行容量选定：
变频器供给异步电动机的电流是脉动电流，其脉动电流值比工频供电时的电流要大。因此，必须将变频器的容量留有适当的余量，此时所选变频器必须同时满足以下3个条件：
xP. (α≥k×I, Pa≥u,,×10
P
xcos
公式(1)
(2)大惯性电机下的容量选择。
由于矿井提升电动机属于大功率电动机，具有很大的惯性，启动过程必定有较大的过载，这样的情况下，一般来说也应按如下式子选取变频器：
k × a
+G)式中Po—变频器容量，KVA公式(2)
SLE+n
Po≥
9550×)×cos
1.2.2其它选择园素
考虑到变频器容量及参数是针对一定的海拔高度和环境温
度而标出的，一般指海拨1000m以下，温度在40℃或25℃以下，这些条件所选变额器都满足，而且在电动机有瞬停再启动要求时，所选变频器也具备此项功能，满足瞬间来电再启动功能，不会引起过电压、过电流动作，造成故障停机。根据上述要求选择微能高压6kv变频器。
控制方案
2.
根据具体的提升要求和提升运动学的简单计算可以确定提升所需要的控制速度大小、加减速时间、标频器的接线等，提升机运行速度曲线图和变频器与系统的接线图如下：
+ v (m/s)
V.
t
图1提升机运行速度曲线图
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图2变频器与系统的接线图
根据提升机运行曲线图和控制要求，变频器与系统的接线图等
内容可以制定系统的控制流程，系统控制流程图如下所示： 3、提升系统部分保护
由于矿井提升系统中提升电动机是整个系统的核心部分，本文