翻译基于PLC的矿井提升机变频调速系统设计.docVIP

基于PLC的矿井提升机变频调速系统设计 刘清扬，吴研祥，吴文杰 上海海洋大学工程学院 中国上海201306 普渡大学工程学院 美国W. Lafayette, IN,47906 关键词：矿井提升机、逆变器、PLC、变频调速系统、S型速度曲线 摘要：以武汉城超铁矿作为一个例子，这篇论文讨论了基于PLC的变频调速系统，S行速度给定曲线和PLC软件程序流程图，这个控制系统在操作中和系统行为证明是正确的，新型矿井提升系统，使用PLC作为控制单元和使用频率逆变器调节电机转速有一个非常广泛的应用前景。 简单介绍 目前，在中国在矿井提升机交流电气控制设备的调速仍然使用传统的方法广泛使提升机的运行状态和故障显示更直观、清晰，使操作更简单ABB acs800-01采用直接转矩控制，转矩响应快较高的控制精度。 图2 硬件配置网络结构图 S7-300PLC的主要成分是电源模块ps307 2a，CPU315-2DP，两di32xdc24v数字输入模块，模拟量输入模块ai8x12bit，数字输出模块do32xdc24v / 0.5A，模拟量输出模块ao8x12bit和计数器模块fm350。主要的组成S7-200 PLC CPU226，包括24点输入，16点输出，两个双向模拟输入模块和一个数字4输入/ 4输出模块。 变频器的硬件设计：主电路：ABB变频器是在系统中的应用的。提升机主电机功率为65kW，所以我们选择了ABB acs800-01 110kW变频器。部分输入和输出端子的ABB acs800-01inverter如下：x21-1，速度设置；通过PLC的x21-2 AO模块；X 22-1，启动/停止；x22-2，正向/反向；x27-1，逆变器x26-3，逆变器运行故障。 制动单元和制动电阻：这对于矿井提升机来讲就是潜在的负载，这就意味着在上升的时候消耗更多的能量，而在下降的时候释放出大量的热量。由于一般逆变器是单向整流器，如果电机制动或发电状态，回馈能量将达到直流链路通过反演的链接，这将导致增加的直流母线电压更多的制动单元和根据反馈的大小能获得的制动单元 图3 S型速度曲线设定图形 在图中，0 ~ t3是启动部分；t3~ t4是匀速段；t4~ t7是制动阶段，在超过t7的阶段是爬行区和停车区。为了在速度的转折点实现平稳的过渡，抛物曲线和折线转化成速度曲线，基本的的S形速度曲线的计算公式如下。 其中vm是矿井提升机的最大运行速度，am1是加速的过程中出现的最大加速度，am2是减速的过程中出现的最大减速度值，A1,A2,A3,A4是加速度变化率，vp是爬行速度。 实际的S型速度的矫正：速度设计公式中是建立在最大速度vm为常数的，然而在实际的过程中，由于种种发生的事情，主速度需要手动模式去处理，很难保证vm是一个固定的常数，当主速度发生变化的时候，实际的速度会发生以下的动态变化。例如，在加速阶段，一般有四例：主速度较小，但仍然远远大于目前的速度（加快整个弧过渡）。掌握速度较小，但只有大于当前速度（加速一半的过渡弧）。主速度变小，远低于目前的速度（慢整个过渡）；主速度降低，但只有小于当前速度（减速圆弧过渡的一半）。在程序中运用的方法是保持am1，A1,A2恒定，通过计算这四种情况的标准，然后选择适当的方法为动态通过与变异率比较放缓。 S型曲线参数的系统设计：设置，A1=A2=A3=A4=0.25m/s3，am1=am2=0.5m/s2，我们可以得到t0-1=t2-3===2s，矿井是多层次的，深度是500米，而设计的最大速度是vm=4m/s，爬行速度vp=0.5m/s，的距离是1m。 根据方程5，V5=3.5m/s; 使得v7=vp=0.5m/s,根据方程7，V6=1m/s;根据方程(6), t5-6=5s;根据方程(9) (10) (11) (12)，我们得到S4-5=23/3m,S5-6=11.25m, S6-7=4/3m。 根据以上计算，实际减速点可以得到如下，其中S0是的减速点的位移值。 STEP7编程实现S曲线基于以上分析，整体分为八个阶段。每个阶段的速度是由下面的公式计算V是在任何时候的速度，。该方法被用来计算在中断程序中的速度和加速度ob35，在程序中使用，其优点是通过循环时间的不同而引起的速度误差的消除当使用时间继电器在以前的程序计算速度，在任何时间保证了速度精度比较确定的实际速度因此，一个在相应阶段的值可以被确定。在减速段，A的值是由实际的减速比较点，爬行点和停车场 结论 该系统采用PLC和变频器实现变频调速对提升机的调节。提升机的控制系统实现了卓越的性能，用操作简单可靠，维护方便，节能。它体现在三个方面，系统可以提供控制信号和反馈信号的快速、可靠和操作