大型矿井提升机计算机控制系统的研究及应用

论文摘要

本文以开滦（集团）公司唐山矿“新风井直流矿井提升机数字化改造”项目为背景。通过对计算机控制技术在矿井提升机中的应用和研究,阐述了新风井提升机计算机控制系统采用了当今最先进的PLC技术、由全数字晶闸管直流驱动系统组成的并联十二脉动整流技术和磁场换向技术,来改造传统的发电机—电动机（F—D）机组+继电器控制的提升机,从而使落后的F—D机组驱动的提升机改造成为具有国际先进水平的全数字直流驱动系统。本文分析了矿井提升机对电气控制系统的要求,针对提升机的高可靠性要求,采用双PLC技术,提出一种高可靠性的提升机操作保护系统。介绍了行程控制的基本原理,分析了速度给定方式,推导出S形速度给定曲线的数学模型,以及加/减速度、行程与时间之间的数学模型;并选取了合适的行程控制算法。根据现场实际的需求,设计了控制系统硬件配置和软件程序。使全数字矿井提升机具有S形速度曲线自动形成、预置速度给定值、自动减速功能、速度监视the way, deduce a S–type speed to settle curve of mathematical model, and mathematical expressions与控制功能,为矿井提升机安全可靠运行提供了有力的技术保障。本文研究的内容在唐山矿新风井直流矿井提升机调速和PLC操作保护系统中得到应用。运行结果表明,该系统工作可靠、性能稳定、控制精度高,完全可以满足现场生产的需要。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 计算机控制与网络技术
• 1.3 国外、国内研究现状
• 1.3.1 国外研究概况
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.4 本文研究内容
• 1.5 研究意义
• 2 矿井提升机计算机控制系统的设计
• 2.1 矿井提升机对电控系统的要求
• 2.1.1 动静态性能指标——提升机四象限运行要求
• 2.1.2 调速要求
• 2.1.3 调速给定装置
• 2.1.4 行程显示和行程控制器
• 2.1.5 故障监视装置
• 2.1.6 闸控电路的设置
• 2.2 行程控制的基本原理
• 2.3 速度给定方式分析
• 2.4 系统设计
• 2.5 小结
• 3 提升机行程控制的数学模型
• 3.1 S 形速度曲线
• 3.1.1 理想 S 形速度给定曲线
• 3.1.2 采用 S 形速度图提升的优点
• 3.2 实际行程控制算法分析
• 3.2.1 基本公式
• 3.2.2 行程控制算法
• 3.3 系统控制策略
• 3.4 小结
• 4 全数字直流调速系统
• 4.1 全数字直流调速装置简介
• 4.2 全数字直流调速系统基本控制原理及特点
• 4.3 全数字直流调速系统工程应用的原则及步骤
• 4.3.1 主回路设计
• 4.3.2 控制回路设计
• 4.3.3 其它部分的设计
• 4.4 小结
• 5 副井提升机的计算机控制系统
• 5.1 副井提升机计算机控制系统概述
• 5.2 控制系统组成
• 5.2.1 操作系统
• 5.2.1.1 操作台
• 5.2.1.2 位置控制
• 5.2.1.3 位置检测传感元件：光电编码器
• 5.2.1.4 位置校正信号：井筒磁开关
• 5.2.1.5 位置信号发送
• 5.2.1.6 安全保护
• 5.2.2 主控制系统
• 5.2.3 全数字直流调速系统
• 5.2.4 上位机监控系统
• 5.2.5 数字式副井提升信号系统
• 5.3 系统现场安装调试与运行结果
• 5.3.1 系统调试步骤
• 5.3.1.1 通电前的检查
• 5.3.1.2 传动系统的调试原则
• 5.3.1.3 PLC 系统调试和 PLC 在整个系统中的作用
• 5.3.1.4 电机带绳空载运行
• 5.3.1.5 电机带载运行
• 5.3.1.6 事故状态试验
• 5.3.2 全数字直流调速系统参数最优化的调整
• 5.3.3 系统现场安装调试的参数优化
• 5.3.4 调试总结
• 5.4 小结
• 6 总结与展望
• 6.1 本文总结
• 6.1.1 系统特点
• 6.1.2 系统应用
• 6.2 改进与展望
• 致谢
• 参考文献