基于PLC的矿井提升机电控系统设计.pdf

在自动化和工业控制领域，矿井提升机作为重要的运输设备，其电控系统的准确性和可靠性对于矿井的安全生产至关重要。本文研究了基于PLC（可编程逻辑控制器）和变频器的矿井提升机电控系统的设计方法，旨在通过技术改进提升提升机的性能和安全性。 PLC是一种广泛应用于工业自动化的电子设备，其特点是可以通过编程实现逻辑控制、顺序控制、定时、计数和算术运算等功能，并且能根据外部输入信号进行控制，输出相应的控制指令。PLC控制器通常由中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出接口单元、通信接口等部分组成。在矿井提升机电控系统中，PLC的作用在于提供精确的控制逻辑，保障提升机的起动、运行和制动过程的平稳性和安全性。 变频器（也称为变频驱动器）是一种通过改变电机定子供电频率来控制电机速度的设备。在矿井提升机的应用中，变频器配合PLC控制器，可以实现宽幅平滑变速，提高调速性能和启动性能，进而改善提升机的整体性能。变频器不仅能够节约电能，还能减少电机启动时对电网的冲击。 文章中提到的电控系统硬件设计包括对PLC控制器和变频器的选择及其相关器件的要求。例如，变频器中断路器的容量应为矿井提升机电动机额定电流的1.3~1.4倍，而电动机整定值则为断路器额定值的3~4倍。带能量回馈的整流单元由两个反并联、脉动晶闸管桥组成，能够在两个方向上提供电能流过。此外，整流单元或整流/回馈单元用于向直流母线供电。 在软件设计方面，由于控制工艺比较复杂，利用顺序结构对主程序和子程序进行模块化编程。程序中内存地址被分成多个部分，包括参数的设定、上位机的控制指令等，以确保提升机运行状态的实时监控和控制。 矿井提升机的电控系统控制要求包括加减速度符合规定、调速性能表现优良、起动性能表现稳定、具有较硬的特性曲线以适应负载变化，并且支持多种运行方式的转换。通过新技术的采用和节能装备的利用，可以在实现自动化控制的同时，进一步提高系统的可靠性。 窦新宇在文中阐述了改进提升机电控系统的新思路，即通过结合PLC与变频器的方式，对矿井提升机电控系统进行改进设计，以实现对提升机运行速度的平稳控制，同时提高系统的稳定性、可靠性和操作性。作者窦新宇是唐山学院智能与信息工程学院的讲师及博士研究生，他的研究领域主要是自动化控制。 在文章中还提到了PLC调速控制的优点，具体包括调速过程平滑、调速范围大、调速精确度高、具备良好的动态品质以及易于实现电动机的反转换向。这些特点使PLC控制器成为矿井提升机电控系统设计的理想选择。 基于PLC的矿井提升机电控系统设计为矿井提升机的安全高效运行提供了重要的技术保障，通过引入先进的控制技术，提升了矿井生产过程中的自动化和智能化水平。这种设计思路不仅适用于矿井提升机，也对其他大型机电设备的控制系统设计提供了有益的参考。