学位论文-—基于三菱系列plc的煤矿皮带运输机控制系统.doc

目 录

摘 要 ..........................................................................1

第一章 绪论 ......................................................................3

第一节 平煤四矿钢缆皮带运输系统简介.............................................3

第二节 设计原则和标准...........................................................4

第二章 驱动系统的功率计算 ........................................................5

第一节 电动机选型...............................................................8

一、电动机起动功率验算 .......................................................8

二、电动机选型 ...............................................................9

第二节 变频器选型...............................................................9

一、变频器 ...................................................................9

二、变频调速的特点 ..........................................................10

三、调速方案的确定 ..........................................................12

四、变频系统组成 ............................................................13

五、变频系统的功能 ..........................................................13

第三节 IGBT 结构及工作原理 .....................................................14

四、CC-Link 网络配置 .........................................................23

第五节 液压系统................................................................24

一、机房盘型闸液压系统 ......................................................24

二、机尾钢丝绳液压张紧系统 ..................................................24

第四章 可编程控制器部分 .........................................................24

第一节 可编程控制器的特点......................................................26

第二节 可编程控制器的组成......................................................27

第三节 可编程控制器的工作原理..................................................32

第五章 钢缆皮带的 PLC 控制系统 ...................................................35

第一节 钢缆皮带运行过程........................................................35

第四节 PLC 外部接线图及控制装置构成 ............................................42

一、PLC 外部接线图 ...........................................................42

二、隔爆型控制箱 ............................................................42

三、本安型操纵台 ............................................................43

四、控制部分 ................................................................43

第五节 控制系统保护功能........................................................45

第六节 系统配置................................................................48

第七节 变频器的谐波治理的方法..................................................48

第六章 软件设计 .................................................................49

第七章 PLC 程序调试 .............................................................54

三、必须定期更换的器件 ......................................................57

四、变频器的储存与保管 ......................................................57

第二节 PLC 使用与保养 ..........................................................58

一、PLC 使用应注意的事项 .....................................................58

二、PLC 的维护与保养 .........................................................60

结束语 ..........................................................................61

摘 要

目前，国内仍有不少煤矿钢缆皮带的控制系统在使用传统的控制方式，这种

控制方式存在耗电量大，维护困难，动态特性差、故障率高、维护困难等缺点。

多数煤矿现在井下钢缆皮带使用的直流电机属非防爆设备，另外，由于采区变化，

养部分的设计，可编程控制器部分详细阐述了 PLC 的性能，设备选型部分完成了

系统工艺过程分析及具体硬件设计，钢缆皮带的 PLC 控制部分完成了控制系统的

I/O 点及地址分配、系统外围硬件连接图以及对梯形图的设计，部分通过了调试，

该系统基本上实现了对皮带运输机系统的控制和各种保护，提高生产效率、减少

现场操作人员、提高系统运行的安全性。

关键词：PLC；控制系统；运行原理；电气制动

Abstract

At present, there are still many domestic coal belt of the cable

control system in the use of the traditional control methods, such control

mode power consumption, maintenance difficulties, the dynamic

electrical control programme to transform. With PLC, explosion-proof

motor and inverter system consisting of control, can solve the traditional

cable belt control system of the existing problems and shortcomings,

improve coal mine level of automation equipment.The design of a major

research-based Mitsubishi series PLC in a coal mine belt transport control

system, including introduction, equipment selection, the PLC part of the

cable belt PLC control system and system maintenance and maintenance part

of the design, Programming controller elaborate on the part of the

performance of PLC, the cable belt PLC control the completion of the

control system of I / O addresses and points distribution, system hardware

四矿钢缆皮带于 1979 年 7 月安装投入运行，担负着一水平采区的运煤、运

人任务。原电控系统，主回路采用调压器和二极管整流给直流电动机供电，操作

回路为继电器控制。当时，直流调速系统比交流调速具有更优良的调速性能，因

而在大型的重要的设备中得到应用。

但是，在多年的运行中，直流模拟控制系统也表现出动态特性差、故障率高、

维护困难等缺点。而且，随着矿井的延深和瓦斯涌出量的增加，平煤四矿被定为

“瓦斯突出矿井”，《煤矿安全规程》规定，瓦斯矿井不得使用非防爆设备。现在

井下钢缆皮带使用的 2 台 400KW 直流电机属非防爆设备，另外，由于采区变化，

随着电力电子器件、微电子技术及计算机技术的发展，交流电动机变频调速

技术得到迅速发展，使得结构简单牢固、价格低廉、应用普及的异步电动机，有

了性能良好的调速手段。目前，鼠笼异步电动机变频调速技术已较为成熟，性价

比优越。国外变频器生产技术较为成熟的厂家有，德国的西门子、施耐德、日本

的三菱、安川、松下、芬兰 ABB 等公司，国内有深圳的华为、四川的森兰、南京

的耐特。国家经贸委《“九五”资源节能综合利用工作纲要》中，变频调速已被

列入重点组织实施的 10 项技术改造示范工程之一，目前在我国独资或合资生产

变频器的企业已逐渐形成规模，以后一定会取得大跨步的发展。

在电气控制方面，随着大规模集成电路和微处理器的发展和应用，出现了可