四象限變頻絞車電控系統(tǒng)配訓(xùn)

1、隔爆兼本安全數(shù)字礦井提升機(jī)隔爆兼本安全數(shù)字礦井提升機(jī)變頻調(diào)速電控設(shè)備變頻調(diào)速電控設(shè)備使用與維護(hù)使用與維護(hù)唐山開誠電控設(shè)備集團(tuán)有限責(zé)任公司唐山開誠電控設(shè)備集團(tuán)有限責(zé)任公司 一、目錄一、目錄電路圖識別系統(tǒng)組成設(shè)備安裝變頻器使用與維護(hù)PLC控制系統(tǒng)使用與維護(hù)提升信號系統(tǒng)使用與維護(hù)一、電路圖識別1 1 圖紙說明圖紙說明 電控系統(tǒng)電路圖是按照國家新的電氣制圖標(biāo)準(zhǔn)和IEC標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定繪制的。電路圖采用A4圖幅，一幅圖面反映一種功能，并盡可能多的提供相關(guān)的設(shè)計(jì)內(nèi)容，以便使用人員了解更多的信息。電控設(shè)備內(nèi)部接線圖和設(shè)備間外部接線圖都是以電路圖為依據(jù)設(shè)計(jì)的，因而調(diào)試和維修人員只要手持一本電路圖就能夠了解整個(gè)電

2、控系統(tǒng)的硬件功能和相關(guān)接口。2 2 功能代號功能代號 為了識別電路圖中元器件的去向，按照系統(tǒng)功能引入下列功能代號。 =DR：變頻調(diào)速系統(tǒng) =AK：控制與監(jiān)示系統(tǒng) =PLC：PLC控制系統(tǒng) 位置代號位置代號 位置代號反映了電控系統(tǒng)中元器件的安裝位置 以及與外圍信號的聯(lián)接 端子，一臺電控箱對應(yīng)一個(gè)位置代號，本系統(tǒng)主要的位置代號有： +VFD：變頻器防爆箱 +DS：PLC防爆箱 +PA：司機(jī)操作臺 + LM：提升信號箱4 4 舉例舉例 二、系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成 變頻絞車電控系統(tǒng)是由變頻調(diào)速系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)，信號系統(tǒng)三部份組成。 提升機(jī)電控系統(tǒng)框圖 變頻調(diào)速系統(tǒng)變頻調(diào)速系統(tǒng)是根據(jù)PLC控制系統(tǒng)發(fā)出的控

3、制指令，通過對絞車交流異步電動機(jī)轉(zhuǎn)矩和頻率的控制,來完成對絞車運(yùn)行速度的控制。交流異步電動機(jī)采用了矢量控制技術(shù)后, 使異步電機(jī)的調(diào)速性能可以與直流電機(jī)相媲美。表現(xiàn)在低頻輸出轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速平滑、調(diào)速范圍廣、精度高、節(jié)能明顯等。 PLC PLC控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)主要完成絞車從啟動、加速、等速、減速、爬行到停車的整個(gè)運(yùn)行過程的邏輯控制；行程測量、控制與指示；故障檢測、報(bào)警與保護(hù)；安全電路及液壓站工作制動與安全制動控制等。PLC控制系統(tǒng)極大地提高了控制系統(tǒng)本身的安全可靠性，使絞車控制性能和保護(hù)性能更加完善；使控制系統(tǒng)的硬件組成和線路更加簡化；操作和維護(hù)更加容易。PLC控制系統(tǒng)受信號系統(tǒng)控制與閉鎖。 信號系

4、統(tǒng)信號系統(tǒng)是根據(jù)上下井口和各個(gè)中段的生產(chǎn)情況,在具備開車條件后，由各水平信號工以打點(diǎn)的形式,通知司機(jī)按要求開車,同時(shí)與PLC控制系統(tǒng)之間有各種信號閉鎖,可避免因司機(jī)誤操作造成安全故障。信號系統(tǒng)內(nèi)部有嚴(yán)格的邏輯閉鎖和安全保護(hù)功能，并有信號顯示，聲光報(bào)警和通話功能。 變頻絞車電控設(shè)備在使用時(shí)應(yīng)注意變頻絞車電控設(shè)備在使用時(shí)應(yīng)注意: :1 變頻絞車電控設(shè)備主要由電力電子器件和半導(dǎo)體集成電路等組成,在運(yùn)輸及 安裝過程中,嚴(yán)禁水泡雨淋,要盡量避免強(qiáng)烈的震動,盡量垂直運(yùn)輸。長期不 用時(shí),應(yīng)存放在清潔干燥的地方。儲存與使用場所嚴(yán)禁有害氣體和濕度超標(biāo), 防止電子元器件及有關(guān)設(shè)備受腐蝕損壞。2 設(shè)備,在出廠前均已

5、按要求裝配調(diào)試合格,嚴(yán)禁用戶改動裝置殼體結(jié)構(gòu) 和電氣元件,以確保本產(chǎn)品的防爆性能和電氣性能。3 嚴(yán)禁對變頻器進(jìn)行耐壓和絕緣測試。4 嚴(yán)禁對現(xiàn)場調(diào)試好的設(shè)備的電氣參數(shù)和軟件私自隨意修改。5 嚴(yán)禁擅自改變設(shè)備使用電壓等級,更換使用對象和使用功率。6 設(shè)備安裝時(shí),應(yīng)嚴(yán)格按照廠方提供的圖紙施工。嚴(yán)禁在強(qiáng)磁場附近安放和使 用。變頻器供電電源要求采用獨(dú)立的變壓器就近供電變頻器供電電源要求采用獨(dú)立的變壓器就近供電; ;供電回路饋電開關(guān)供電回路饋電開關(guān), , 應(yīng)盡量采用電控廠家所推薦的開關(guān)應(yīng)盡量采用電控廠家所推薦的開關(guān); ;變頻器的輸入與輸出電纜應(yīng)采用屏蔽電變頻器的輸入與輸出電纜應(yīng)采用屏蔽電 纜纜, ,電纜屏

6、蔽層盡可能多處接地電纜屏蔽層盡可能多處接地, ,并且應(yīng)盡量避免與通訊線并且應(yīng)盡量避免與通訊線, ,瓦斯檢測裝置和瓦斯檢測裝置和 檢測線及一些電子儀器儀表等在同一巷道檢測線及一些電子儀器儀表等在同一巷道, ,同一地方相鄰。同一地方相鄰。 三、設(shè)備安裝三、設(shè)備安裝1開裝檢查：開裝檢查： 電控設(shè)備到達(dá)礦方后，應(yīng)有專人按照驗(yàn)貨清單核對設(shè)備數(shù)量、型號、證件和資料等；檢查外包裝及內(nèi)部箱體是否有缺損。檢驗(yàn)合格后，防爆設(shè)備應(yīng)作好下井運(yùn)輸?shù)臏?zhǔn)備。若暫時(shí)不用，應(yīng)存放在清潔干燥、無有害氣體的地方妥善保管。 防爆設(shè)備下井前有必要進(jìn)行開箱檢查,主要檢查經(jīng)長途運(yùn)輸后箱體內(nèi)元器件是否有損壞、脫落、缺件等情況。2 安裝前準(zhǔn)備

7、工作安裝前準(zhǔn)備工作 電控設(shè)備安裝前應(yīng)作好如下準(zhǔn)備工作： 1)、按照電控廠家或設(shè)計(jì)院提供的電纜表購買相應(yīng)規(guī)格型號和耐壓等級的電纜，如動力電纜，控制電纜等。煤礦井下電纜要求全部采用阻燃電纜，控制電纜要求采用多股軟銅線電纜。動力電纜（如6kV，660V，1140V）要求采用帶接地線和屏蔽層的銅芯電纜。 2)、安裝人員必須熟悉“絞車電控系統(tǒng)電路圖”和“絞車電控系統(tǒng)外部接線圖”。了解各個(gè)設(shè)備之間連接電纜的規(guī)格型號、耐壓等級和長度。 3)、準(zhǔn)備好電纜標(biāo)牌，導(dǎo)線套管，寫號筆和各種常用工具。3設(shè)備布置與接地設(shè)備布置與接地電控設(shè)備布置布置和接地接地如圖2所示。 電控設(shè)備應(yīng)安裝在干燥、通風(fēng)、無腐蝕性氣體的室內(nèi)。最

8、好能放在高出地面的水泥平臺或鋼支架上。設(shè)備后面要距墻面保持大約0.5-1m的距離，設(shè)備之間也要保持大約1.5m以上的距離,這樣便于散熱和走線。主回路設(shè)備和控制設(shè)備之間的距離應(yīng)盡可能遠(yuǎn)一些，避免產(chǎn)生干擾。 電控設(shè)備應(yīng)單獨(dú)建立一個(gè)接地極，接地電阻要求小于1歐姆。接地母線可以采用后度不小于4mm、截面積不小于100mm的鍍鋅鋼板或扁鐵。各個(gè)電控設(shè)備可以通過接地螺釘用截面積不小于25mm裸銅線直接連到接地母線上。接地母線應(yīng)在與主回路設(shè)備相連的一端與接地極相連，再由接地極與整個(gè)接地網(wǎng)相連。 變頻器要求采用單獨(dú)一臺變壓器變頻器要求采用單獨(dú)一臺變壓器(T)和饋電開關(guān)和饋電開關(guān)(Q)供電供電,并要求與變頻器并

9、要求與變頻器按圖所示的順序排放在一起。饋電開關(guān)應(yīng)盡可能選擇電控廠家指定的產(chǎn)品按圖所示的順序排放在一起。饋電開關(guān)應(yīng)盡可能選擇電控廠家指定的產(chǎn)品。在安裝變頻器的場所不允許裝設(shè)瓦斯檢測儀，瓦斯探頭和其它微電子儀。在安裝變頻器的場所不允許裝設(shè)瓦斯檢測儀，瓦斯探頭和其它微電子儀器儀表及通訊設(shè)備。器儀表及通訊設(shè)備。4 4 電纜敷設(shè)，接線電纜敷設(shè)，接線敷設(shè)電纜時(shí)必須遵循以下原則：敷設(shè)電纜時(shí)必須遵循以下原則： 1) 變頻器主回路電纜（變壓器副邊變壓器副邊-饋電開關(guān)饋電開關(guān)-輸入電抗器輸入電抗器-變頻器變頻器-電機(jī)電機(jī)）應(yīng)采用帶接地線和屏蔽層的動力電纜，接地線應(yīng)可靠接在所連設(shè)備的接地端子上，屏蔽層也應(yīng)在每個(gè)連接

10、處可靠接地。 2) 變頻器主回路電纜與系統(tǒng)中其它電纜平行敷設(shè)時(shí)應(yīng)保持0.5m以上的距離。嚴(yán)禁與通訊線，瓦斯檢測裝置和檢測線及一些電子儀器儀表等在同一巷道嚴(yán)禁與通訊線，瓦斯檢測裝置和檢測線及一些電子儀器儀表等在同一巷道，同一地方相鄰。，同一地方相鄰。 3) 系統(tǒng)中所有模擬量信號電纜均采用屏蔽電纜,電纜屏蔽層要求在信號接收端單端接地。軸編碼器的連接電纜要求采用屏蔽絞合電纜，電纜屏蔽層應(yīng)兩端接地，另外電纜從安裝處到電纜溝或電纜架之間要求穿鋼管過渡，防止電纜被損壞。 4) 設(shè)備之間連接電纜的兩端必須要掛電纜標(biāo)牌，在標(biāo)牌上要注明電纜編號編號、起點(diǎn)、終點(diǎn)、規(guī)格、起點(diǎn)、終點(diǎn)、規(guī)格(總芯數(shù)和已用芯數(shù))。 5)

11、 防爆設(shè)備電纜都是通過接線咀進(jìn)入箱體的,一定要選擇與電纜外徑相匹配的膠圈和線咀走線。接線時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)接線時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn): 1) 接動力電纜線時(shí),剝裸的線頭的長度與壓線板的寬度應(yīng)基本一致?？刂齐娎|的裸線頭的長度應(yīng)與所連端子板的寬度基本一致。 2) 每個(gè)端子上最多只能壓兩條線，若多于兩條時(shí)，應(yīng)通過空余端子轉(zhuǎn)接。 3) 兩條電纜接頭時(shí)必須要經(jīng)過防爆接線盒進(jìn)行連接。 4) 每個(gè)接線頭上都要求套白色塑料套管, 套管長度約2.5cm左右，套管上應(yīng)同時(shí)標(biāo)明本端和遠(yuǎn)端設(shè)備的端子號。如有條線一端接+DS箱X1的12號端，另一端接+PA X2的18號端，則在+DS箱內(nèi)應(yīng)標(biāo)為：X1:12/+PA X2:18；

12、在+PA箱內(nèi)應(yīng)標(biāo)為：X2:18/+DS X1:12。5軸編碼器的安裝位置及安裝軸編碼器的安裝位置及安裝 1)安裝位置:理想的安裝位置是滾筒軸端一個(gè)，電機(jī)軸端一個(gè)。但實(shí)際上由于所用機(jī)械設(shè)備不同，可能存在的安裝位置有：滾筒軸端,電機(jī)軸端,減速器高速軸端、低速軸端,機(jī)械式深度指示器軸端等。不管裝在哪個(gè)位置，應(yīng)能基本滿足1個(gè)脈沖對應(yīng)0.5cm1cm即可。 2) 安裝安裝:軸編碼器如果安裝不同心，不僅容易損壞,而且給PLC的脈沖信號也可能不準(zhǔn)確。絞車上所用的軸編碼器大部分都是在現(xiàn)場進(jìn)行安裝的，因而安裝的同心度很難保證,所以必須采用軟連接。比較理想的軟連接是用軟的電纜膠皮連接，但軸編碼器軸端與連接軸軸端必

13、須綁扎結(jié)實(shí)，否則容易打滑,造成計(jì)數(shù)誤差。電纜膠皮時(shí)間長了易老化，應(yīng)注意及時(shí)更換。 3) 軸編碼器接線軸編碼器接線:軸編碼器的連接電纜,應(yīng)采用屏蔽電纜,且電纜兩端屏蔽層應(yīng)該可靠接地。電纜線不允須與主回路電纜一同走線，若能單獨(dú)穿鋼管走線，可靠性更高。對于歐姆龍的軸編碼器,其接線為，棕色：電源正；藍(lán)色：電源負(fù)；黑色：A相；白色：B相；橘紅色：Z相（不用接）；屏蔽線。軸編碼器送電前，應(yīng)檢查其電源線是否正確。四、變頻器使用與維護(hù)變頻器使用與維護(hù)（一）基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識1 1 異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速: 異步電動機(jī)定子磁場的旋轉(zhuǎn)速度被稱為異步電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速。 由于當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速達(dá)到電動機(jī)的同

14、步轉(zhuǎn)速時(shí)其轉(zhuǎn)子繞組將不再切割定子旋轉(zhuǎn)磁場，因此轉(zhuǎn)子繞組中不再產(chǎn)生感應(yīng)電流，也不再產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。因此異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速總是小于其同步轉(zhuǎn)速。 異步電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速由電動機(jī)的極對數(shù)和電源頻率所決定。 同步轉(zhuǎn)速：ns = 60f / p 轉(zhuǎn)差率 ：s = ns - n / ns 電動機(jī)的轉(zhuǎn)速：n = ns ( 1 s ) = 60f / p ( 1 s ) 其中： n n 電動機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min； n ns同步轉(zhuǎn)速，r/min； f 電源頻率，Hz； p 電動機(jī)極對數(shù)； s 轉(zhuǎn)差率。2 2 三相異步電動機(jī)調(diào)速方法：三相異步電動機(jī)調(diào)速方法： 根據(jù)異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速表達(dá)式可知，異步電動機(jī)的調(diào)速通過改變極對數(shù)，改變

15、轉(zhuǎn)差率和改變頻率三種方式?，F(xiàn)歸納如下： 變極調(diào)速變極調(diào)速-僅適用于籠型異步電動機(jī) 變轉(zhuǎn)差率調(diào)速變轉(zhuǎn)差率調(diào)速a調(diào)節(jié)定子電壓 b 轉(zhuǎn)子串電阻-僅適用于繞線式電機(jī) c 串級調(diào)速-僅適用于繞線式電機(jī) 變頻調(diào)速變頻調(diào)速 a 交直交變頻 b 交交變頻 電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速 3 3 變頻調(diào)速變頻調(diào)速: 變頻調(diào)速是通過改變電動機(jī)定子供電頻率 f 來改變同步轉(zhuǎn)速 ns, 從而實(shí)現(xiàn)交流電動機(jī)的調(diào)速。4 4 交交直直交電壓型變頻器交電壓型變頻器: 先將工頻交流電通過整流器變成直流電，再經(jīng)過逆變器將直流電變換成可控頻率的交流電。由于中間直流環(huán)節(jié)采用大電容濾波，直流電壓波形比較平直，相當(dāng)于內(nèi)阻抗為零的恒

16、壓源，因此 這種變頻器屬于交-直-交電壓型變頻器。 5 IGBT5 IGBT（Isolated Gate Bipolar TransistorIsolated Gate Bipolar Transistor，隔離門極雙極型晶體管）：，隔離門極雙極型晶體管）： 是目前廣泛應(yīng)用于中小容量變頻器中的一種半導(dǎo)體開關(guān)器件。由于它集功率MOSFET和功率晶體管的優(yōu)點(diǎn)于一身，具有輸入阻抗高、開關(guān)速度快等特點(diǎn)。 6 IPM6 IPM（Intelligent Power ModuleIntelligent Power Module，智能功率模塊），智能功率模塊）： 是一種將功率開關(guān)器件及其驅(qū)動電路，保護(hù)電路和部

17、份檢測電路等集成在同一封裝內(nèi)的集成模塊。目前的IPM一般采用IGBT作為功率開關(guān)器件，通過接口電路對IGBT進(jìn)行驅(qū)動，并同時(shí)具有過流、短路保護(hù)，過溫保護(hù)等保護(hù)功能。其功率損耗小，發(fā)熱低，為解決防爆變頻調(diào)速裝置的散熱問題提供了有利的條件。7 PWM7 PWM（Pulse Width ModulationPulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制）控制，脈沖寬度調(diào)制）控制： 在逆變器中對半導(dǎo)體開關(guān)元器件按一定規(guī)律控制其導(dǎo)通與關(guān)斷，使輸出端獲得一系列寬度不等的矩行脈沖電壓波形。改變脈沖寬度可以控制逆變器輸出交流基波電壓的幅值，改變調(diào)制周期，可以控制其輸出頻率。如果所獲得的矩行脈沖電壓

18、是與正弦波等效的一系列等幅不等寬的矩行脈沖波形就叫做正弦脈寬調(diào)制波形（SPWM）。8 8 矢量控制矢量控制： 矢量控制的基本思想就是按照交流電動機(jī)產(chǎn)生與直流電動機(jī)磁場等效的原則，將交流電動機(jī)的定子電流分為產(chǎn)生磁場的勵(lì)磁電流分量和與其相垂直的產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩電流分量并分別加以控制。由于在這種控制方式中必須同時(shí)控制異步電動機(jī)定子電流的幅值和相位，即控制定子電流矢量，故這種控制方式被稱為矢量控制方式。 采用矢量控制方式后使交流電動機(jī)調(diào)速性能可以與直流電動機(jī)一樣好。9 9 發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)：發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)： 絞車在重物下放或重物上提的減速段，電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速小于實(shí)際轉(zhuǎn)速，這時(shí)電機(jī)中電磁轉(zhuǎn)矩方向和轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相

19、反，電機(jī)是處于發(fā)電制動狀態(tài)。10 10 動力制動動力制動( (直流制動直流制動) )： 在電機(jī)定子上施加直流電源，在定子內(nèi)形成一固定磁場，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)在轉(zhuǎn)子內(nèi)生成的感應(yīng)電流所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩方向與轉(zhuǎn)速方向相反，形成制動轉(zhuǎn)矩。11 11 能耗制動：能耗制動： 對于二象限交-直-交電壓型變頻器，電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)的再生能量通過逆變器進(jìn)入直流回路，使直流母線電壓升高，制動單元實(shí)時(shí)采樣直流母線電壓值，當(dāng)其值升到某一閾值時(shí)，制動單元接通制動電組將這部份能量消耗在電組上。12 12 回饋制動：回饋制動： 對于四象限交-直-交電壓型變頻器，電機(jī)的再生能量通過逆變器進(jìn)入直流回路后，可通過可控整流器回饋到電網(wǎng)中。 可

20、控整流器可采用整流整流/ /回饋單元回饋單元和AFEAFE回饋單元回饋單元兩種形式。 a a 整流整流/ /回饋單元：回饋單元： 整流/回饋單元是由兩組晶閘管三相全控橋反并聯(lián)構(gòu)成的，逆變橋是通過一臺自耦變壓器接到電網(wǎng)上。當(dāng)電機(jī)產(chǎn)生再生能量使直流母線電壓升高時(shí)，逆變橋可將這部份能量通過自耦變壓器回饋電網(wǎng)。 b AFEb AFE回饋單元回饋單元: : 整流器與逆變器具有相同的主回路結(jié)構(gòu)，是由IGBT模塊組成。其顯著特點(diǎn)是電源側(cè)電流波形為正弦波；功率因數(shù)可調(diào)；可工作在電動或發(fā)電狀態(tài)；有電壓提升功能可補(bǔ)償電網(wǎng)電壓降低的影響；在發(fā)電狀態(tài)時(shí)，當(dāng)電網(wǎng)電壓消失時(shí)不會造成逆變失敗。 （二）（二）ZJT-200Z

21、JT-200四象限隔爆型變頻器四象限隔爆型變頻器 ZJT-200隔爆兼本安智能變頻調(diào)速裝置是我公司在引進(jìn)國外先進(jìn)的變頻調(diào)速技術(shù)和主要元器件的基礎(chǔ)上開發(fā)的適用于煤礦井下有防爆要求的四象限變頻調(diào)速裝置。1 1 主要特點(diǎn)：主要特點(diǎn)： 1）采用全數(shù)字無速度傳感器矢量控制，使系統(tǒng)調(diào)速范圍寬，調(diào)速精度高，變頻器在低頻運(yùn)行時(shí)也保證有100%額定轉(zhuǎn)矩輸出。最大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的2倍，0.5Hz可達(dá)到1.7倍的起動轉(zhuǎn)矩。 2）采用AFE自換相技術(shù)，在絞車減速或重物下放時(shí)，能自動將電動機(jī)的再生能量反饋至電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)回饋制動，節(jié)能效果明顯。 3）網(wǎng)側(cè)變頻器采用單獨(dú)的CPU實(shí)行PID控制，對網(wǎng)側(cè)交流電流的大小和相位進(jìn)行實(shí)

22、時(shí)檢測和控制，使網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)接近于1。網(wǎng)側(cè)變頻器采用了PWM控制，使輸入電流波型為正弦波，大大減少了對電網(wǎng)的諧波污染，總諧波電流含量小于0.5%。 4）變頻器采用交-直-交電壓型主回路，整流器與逆變器結(jié)構(gòu)相同，功率器件采用SKiiP模塊（一種IPM模塊），散熱器采用高效能的熱管散熱器，因而使整個(gè)變頻器結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，節(jié)省了安裝面積。 5) 變頻器具有過流，短路，過壓，欠壓，過溫，缺相等保護(hù)，安全可靠性高。 2 2 設(shè)備組成：設(shè)備組成： ZJT-200型變頻調(diào)速裝置是由輸入電抗器箱（+VFD1）和變頻器箱（+VFD2）組成。變頻調(diào)速系統(tǒng)是由主回路和控制回路組成。 主回路是由旁路接觸器，充電電阻

23、，輸入電抗器，濾波電容器和6組SKiiP模塊組成。由6組SKiiP模塊組成二組三相全控整流電路，其中一組為整流器，另一組為逆變器。 控制回路是由隔離變壓器，控制電源板，主控板（整流器和逆變器各一塊），PIB板（整流器和逆變器各一塊），顯示屏（整流器和逆變器各一塊），PID板（只裝在逆變器上）組成。 充電接觸器，充電電阻，輸入電抗器等裝在輸入電抗器箱內(nèi)，其它器件裝在變頻器箱內(nèi)。3 3 設(shè)備功能：設(shè)備功能： 1 1）輸入電抗器箱）輸入電抗器箱: :箱體內(nèi)主要元器件及其功能如下: 輸入電抗器輸入電抗器: 輸入電抗器的電感量是按通入變頻器額定電流時(shí)其阻抗壓降 為電源相電壓的15%計(jì)算的。其主要功能為：

24、 * 作為儲能元件，使電感上的電壓與電源電壓的相量和高于電 源電壓， 從而可以提高變頻器直流母線電壓，為能量回饋制動作好準(zhǔn)備。 * 擬制由電源回路流入的浪涌電壓和電流； * 衰減由變頻器產(chǎn)生的或外電路流入的諧波電流；充電電阻充電電阻:用來限制電容器的充電電流。旁路接觸器旁路接觸器:當(dāng)直流母線電壓上升到一定值時(shí), 自動旁路充電電阻。變頻器控制回路變壓器變頻器控制回路變壓器:800VA,660V(1140V)/380V,為變頻器箱電源板提供三相380V電源。PLC控制回路變壓器控制回路變壓器:1200VA,660V(1140V)/110V,24V,為PLC控制箱提供電源。熔斷器熔斷器RU1、RU2

25、:用來保護(hù)PLC控制回路變壓器。制動油泵控制回路制動油泵控制回路:由斷路器Q1,接觸器K1,熱繼電器KH1,油泵選擇接觸器K2、K3組成。為液壓站制動油泵提供電源。潤滑油泵控制回路潤滑油泵控制回路:由斷路器Q2,接觸器K4,熱繼電器KH2,油泵選擇接觸器K5、K6組成。為潤滑站油泵提供電源。2 2）變頻器箱）變頻器箱: :變頻器所采用的功率器件和控制板件均為進(jìn)口產(chǎn)品, 其主要功能如下: 可控整流器可控整流器:由三組SKiiP模塊組成三相全控橋。由MSC2控制板通過接口板（PIB）對三相全控橋?qū)嵭蠵WM控制，可實(shí)現(xiàn)能量在電源側(cè)和直流側(cè)的雙向傳輸，同時(shí)系統(tǒng)可將電源側(cè)的功率因數(shù)調(diào)整到任何希望的數(shù)值，

26、且電源側(cè)的電流為近乎完美的正弦波。SKiiP模塊是一種集功率半導(dǎo)體器件，驅(qū)動電路，檢測電路，保護(hù)電路等為一體的智能功率模塊（即IPM模塊）?？煽卣髌鞯膮?shù)設(shè)置和運(yùn)行參數(shù)及故障參數(shù)顯示均在整流器上的顯示屏上完成。可控整流器的主要功能如下： * 能將電動機(jī)的發(fā)電制動能量回饋到電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)回饋制動； * 內(nèi)置的PID控制器動態(tài)調(diào)整輸入電流，使直流母線電壓穩(wěn)定在設(shè)定值 上，不受電網(wǎng)電壓的波動而變化； * 電源側(cè)功率因數(shù)為1； * 電源側(cè)電流接近正弦波，諧波含量小于5%； * 具有過壓、欠壓、短路、過流、過載、過溫等保護(hù)。 濾波電容器濾波電容器: :主要作為直流回路濾波和儲能用,能為電機(jī)提供所需的無功功

27、率。由于用作濾波的電解電容器的電容量有較大的離散性，使它們承受的電壓不相等，通過在每個(gè)電容器上并聯(lián)阻值相等的均壓電阻來均壓。 逆變器逆變器: : 由三組SKiiP模塊組成三相全控橋。由MSC3控制板通過接口板（PIB）對三相全控橋?qū)嵭蠵WM控制，可實(shí)現(xiàn)能量在電機(jī)側(cè)和直流側(cè)的雙向傳輸。由于采用了矢量控制技術(shù)，使交流異步電動機(jī)的調(diào)速性能與直流電動機(jī)的幾乎相同。逆變器的參數(shù)設(shè)置和運(yùn)行參數(shù)及故障參數(shù)顯示均在逆變器上的顯示屏上完成。加裝在逆變器主板上的兩塊PID板分別用來輸出電機(jī)的電流和頻率。逆變器的主要功能如下： * 最大輸出轉(zhuǎn)矩可達(dá)到變頻器額定輸出轉(zhuǎn)矩的2倍，并能持續(xù)一分鐘； * 低頻運(yùn)行時(shí)輸出轉(zhuǎn)距

28、能達(dá)到100%變頻器額定輸出轉(zhuǎn)矩； * 調(diào)速平滑，調(diào)速范圍廣（1：10），精度高（0.5%）； * 具有過壓、欠壓、短路、過流、過載、過溫等保護(hù)。4 4 使用與維護(hù)：使用與維護(hù)： 使用時(shí)應(yīng)注意：使用時(shí)應(yīng)注意：1) 變頻器隔爆外殼及本安控制盒的結(jié)構(gòu)和非本安及本安電路的電氣參數(shù)，在出廠前均已裝配調(diào)試合格，用戶嚴(yán)禁改動變頻調(diào)速裝置殼體的結(jié)構(gòu)和電氣參數(shù)，以確保本產(chǎn)品的防爆性能、電氣性能和本安性能。2) 設(shè)備在帶電情況下，嚴(yán)禁松動隔爆殼緊固件，在檢修或處理故障時(shí)，請注 意“斷電源后開蓋”。（注：本安接線腔不受此限制）3) 外殼應(yīng)可靠接地。4) 變頻器主回路輸入輸出線切忌接反。5) 在防爆主腔內(nèi)進(jìn)行操作時(shí)

29、，手上必須帶接地導(dǎo)線或靜電環(huán)。6) 裝置電源R、S、T停電以后5分鐘內(nèi)禁止對變頻器隔爆主腔內(nèi)的任意電路進(jìn)行操作，且必須用儀表確認(rèn)機(jī)內(nèi)電容已放電完畢，方可實(shí)施機(jī)內(nèi)作業(yè)。停電以后1分鐘內(nèi)禁止再次給電。7) 負(fù)載運(yùn)行過程中盡量減少瞬時(shí)停電次數(shù)。8) 禁止對變頻器主回路及控制回路進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，如對與變頻有電路聯(lián)系的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行耐壓試驗(yàn)之前應(yīng)將與變頻相關(guān)的電路切斷。9) 測量變頻器輸出電壓時(shí)必須使用整流式交流電壓表，使用其它非整流式電壓表測量高頻脈沖電壓時(shí)，容易產(chǎn)生誤操作或顯示不準(zhǔn)確。10) 變頻器安裝應(yīng)遠(yuǎn)離大容量變壓器及電動機(jī)（容量為變頻器的10倍以上）。 11) 該系統(tǒng)輸出端不允許加裝電容器或阻容吸

30、收裝置。12) 該系統(tǒng)變頻器箱與電抗器箱連接必須完全按照相關(guān)圖紙進(jìn)行，以保證電源電壓相序一致。13) 未經(jīng)唐山開誠電器有限責(zé)任公司許可，用戶不得隨意改動本系統(tǒng)安裝調(diào)試后設(shè)置的ZJT-MSC參數(shù)及ZJT-MSC2參數(shù)（尤其是不允許通過操作防爆主腔內(nèi)不允許通過操作防爆主腔內(nèi)部的鍵盤更改部的鍵盤更改ZJT-MSC2ZJT-MSC2參數(shù)參數(shù)）。 維護(hù)與保養(yǎng)維護(hù)與保養(yǎng)1) 1) 檢查與保養(yǎng)檢查與保養(yǎng) 變頻器在正常使用時(shí)，除日常檢查外尚需定期（如機(jī)器大修時(shí)或按規(guī)定且最多6個(gè)月）檢查，請參照下表實(shí)施，以防患于未然。 在檢查時(shí)，不可無故拆卸或搖動器件，更不能隨意拔掉接插件，否則將不能正常運(yùn)行或進(jìn)入故障顯示狀態(tài)

31、及導(dǎo)致元器件的故障甚至主開關(guān)器件模塊損壞。 在需要測量時(shí)，應(yīng)注意各種不同的儀表可能得出差別較大的測量結(jié)果。推薦用指針電壓表測量輸入電壓，用整流式電壓表測量輸出電壓，用鉗式電流表測量輸入輸出電流，用電動式瓦特表測量功率。2) 2) 必需定期更換的器件必需定期更換的器件 為保證變頻器可靠運(yùn)行，除定期保養(yǎng)、維護(hù)外，尚應(yīng)對機(jī)內(nèi)長期承受機(jī)械磨損的器件-所有冷卻用的風(fēng)扇和用于能量緩存與交換的主回路濾波電容器以及印刷電路板等進(jìn)行定期更換。一般連續(xù)使用時(shí)，可按下表之規(guī)定更換，尚應(yīng)視使用環(huán)境、負(fù)荷情況及變頻器現(xiàn)狀等具體情況而定。3) 3) 儲存與保管儲存與保管 變頻器購入后不立即使用，需暫時(shí)保管或長期儲存時(shí)，應(yīng)

32、做到下述各項(xiàng)： 應(yīng)放于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范所規(guī)定溫度范圍內(nèi)且無潮、無灰塵及無金屬粉塵，通風(fēng) 良好的場所。 如果超過一年仍未使用，則應(yīng)進(jìn)行充電試驗(yàn)，以使機(jī)內(nèi)主回路濾波電容 器的特性得以恢復(fù)。充電時(shí)，可使用調(diào)壓器慢慢升高變頻器的輸入電壓， 直至額定輸入電壓，通電時(shí)間要在1-2小時(shí)以上。上述試驗(yàn)至少每年一次。 不可隨意實(shí)施耐壓試驗(yàn)，它將導(dǎo)致變頻器壽命降低。4) 4) 測量與判斷測量與判斷 使用一般勾表測量電流時(shí)，在輸入端的電流會有不平衡的現(xiàn)象，一般差 異在30% 以內(nèi)屬於正常，若差異在50%時(shí)應(yīng)通知原廠更換整流橋，或檢查輸 入三相電壓是否偏差超過 5V。輸出三相電壓若采用一般萬用表測量時(shí)，因 載波頻率的干擾，所

33、讀的數(shù)據(jù)均不準(zhǔn)確，只作參考。輸出的電壓不會高于 輸入端電壓的有效值，若有超過表示電表被干擾，而非輸出不正常。5 5，常見故障處理：，常見故障處理： ZJT-200變頻器內(nèi)部的故障信號是通過逆變側(cè)主板上的一個(gè)DO端子輸出到一個(gè)繼電器上與外電路進(jìn)行閉鎖的。變頻器整流側(cè)與逆變側(cè)是通過整流器的“運(yùn)行信號” 進(jìn)行閉鎖的，如果整流側(cè)不運(yùn)行，逆變側(cè)不能工作。變頻器出現(xiàn)故障時(shí)，司機(jī)臺上“變頻器故障”指示燈就會亮，具體的故障信息在逆變側(cè)顯示屏上可以看到，如果顯示的的信息是“RLY OPEN”，說明故障發(fā)生在整流側(cè)，需要再看整流側(cè)顯示屏。整流側(cè)與逆變側(cè)常見故障處理分別見下表:整流側(cè)常見故障處理整流側(cè)常見故障處理逆

34、變側(cè)常見故障處理逆變側(cè)常見故障處理五、PLC控制系統(tǒng)使用與維護(hù)( (一一) ) 主要特點(diǎn)：主要特點(diǎn)： 1 1 雙線制雙線制: :PLC控制系統(tǒng)主要由兩套PLC系統(tǒng)組成。PLC1作為主控系統(tǒng)，PLC2作為監(jiān)控系統(tǒng)。每套PLC系統(tǒng)都帶有各自獨(dú)立的位置檢測元件（軸編碼器）。正常工作時(shí)，兩套PLC系統(tǒng)同時(shí)投入運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了絞車的“雙線制”控制與保護(hù)。為了確保兩套PLC系統(tǒng)能同步工作,在PLC1內(nèi)對兩套PLC系統(tǒng)的位置信號和速度信號進(jìn)行實(shí)時(shí)比較，一但偏差過大，就會立即報(bào)警。兩套PLC系統(tǒng)主要是以通訊的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換 2 2 應(yīng)急方式應(yīng)急方式: :如果有一套PLC出現(xiàn)故障或其位置檢測元件出現(xiàn)故障，則可在“

35、應(yīng)急1”或“應(yīng)急2”方式下，由單套PLC繼續(xù)工作。絞車在應(yīng)急方式下工作時(shí)，應(yīng)有的保護(hù)并沒有缺少，只是沒有了“雙線制”。但為了保證絞車運(yùn)行的安全可靠性，將運(yùn)行速度降為半速。如果兩套位置檢測元件出現(xiàn)故障，絞車只能以不超過0.5m/s的速度運(yùn)行。 3 3 雙路速度源：雙路速度源：控制系統(tǒng)中的實(shí)際速度來自變頻器和軸編碼器兩個(gè)不同的速度源,參與控制和超速保護(hù)的實(shí)際速度取自兩者的最大值。 4 4 位置控制位置控制: :PLC自動產(chǎn)生以行程為自變量的速度給定v(s)，對等速段以后的速度給定實(shí)行v(t)與v(s)雙重給定，在兩者不一致時(shí)，以行程給定v(s)為主。 5 5 試驗(yàn)方式試驗(yàn)方式: :可以在靜態(tài)時(shí)對系

36、統(tǒng)的一些關(guān)鍵故障進(jìn)行模擬測試。 6 6 半自動操作方式半自動操作方式: :與傳統(tǒng)意義上的半自動操作方式不同,是利用司機(jī)臺上的“速度選擇開關(guān)”來同時(shí)控制絞車的運(yùn)行速度與工作閘的開閉,特別適用于斜井絞車的運(yùn)行情況。( (二二) ) 設(shè)備組成與說明：設(shè)備組成與說明： PLC控制系統(tǒng)主要由PLCPLC控制箱控制箱(+DS),司機(jī)臺司機(jī)臺(+PA)和附件附件等組成。1 PLC1 PLC控制箱控制箱(+DS)(+DS) 主要由兩套PLC、供電電源、繼電器和接觸器、深度信號轉(zhuǎn)換板等組成。 PLC選用的是日本三菱公司的FX2N系列產(chǎn)品,PLC1(-A1)作為主控系,PLC2 (-A2)作為監(jiān)控系統(tǒng)。1) PL

37、C1) PLC系統(tǒng)系統(tǒng) PLC1由基本單元-A10(128MT)，模擬量輸入單元-A11(4AD)，模擬量輸出單 元-A12(4DA)組成；PLC2由基本單元-A20(64MT)，模擬量輸入單元-A21(4AD)，模擬量輸出單元-A22(4DA)組成。(1) PLC(1) PLC基本單元基本單元 主要由電源、CPU、鋰電池、RS485通訊、數(shù)字量輸入（其中:X0-X7為高速 計(jì)數(shù)器輸入端）、數(shù)字量輸出(晶體管輸出)等部分組成。A A 電源電源：額定輸入電壓:AC100240V。電壓允許范圍:AC85264V。本系統(tǒng)輸 入的電源電壓為AC110V。B CPUB CPU單元單元：CPU是PLC的核

38、心，含有編程接口等。絞車的控制程序儲存在CPU 內(nèi)部的RAM存儲器中，電源中斷后，可由鋰電池保持。PLC上有內(nèi)置的 RUN/STOP”開關(guān)，由人工進(jìn)行操作。 CPU CPU工作方式工作方式: : “STOP”方式 不掃描程序 禁止輸出(信號狀態(tài)為“0”) 可對PLC 編程或修改程序。 “RUN”方式 循環(huán)進(jìn)行輸入刷新、執(zhí)行程序和輸出刷新 面板面板LEDLED指示燈主要有：指示燈主要有： 電源指示(POWER):亮?xí)r電源正常 運(yùn)行指示(RUN) :亮?xí)rPLC運(yùn)行正常 電池電壓指示(BATT.V) :亮?xí)r須在一個(gè)月內(nèi)更換鋰電池 出錯(cuò)指示(PROGE.E) :閃亮?xí)r可能程序有錯(cuò) I/O點(diǎn)狀態(tài)指示:

39、亮?xí)r有輸入或輸出信號 C C 鋰電池鋰電池:在PLC電源故障時(shí)，保存程序和程序中所有帶停電保持的軟元件的 內(nèi)容。D RS485D RS485通訊通訊:系統(tǒng)中兩套PLC通過RS485通訊交換數(shù)據(jù)。PLC1為主站，由M800-M899，D490-D499發(fā)送數(shù)據(jù)；由M900-M999，D500-D509接收數(shù)據(jù)。PLC2為分站，由M800-M899，D490-D499接收數(shù)據(jù)；由M900-M999，D500-D509發(fā)送數(shù)據(jù)。E E 數(shù)字量輸入數(shù)字量輸入 由現(xiàn)場過程來的數(shù)字量信號用24VDC電壓等級輸入。每個(gè)輸入均采用光電隔離。輸入信號狀態(tài)變化時(shí)，PLC上有對應(yīng)的燈光指示。數(shù)字量輸入地址采用的是8

40、進(jìn)制數(shù)。PLC輸入端子號與程序中表示的輸入信號相同。X0-X7可作為高速計(jì)數(shù)器輸入端，能直接接收軸編碼器A，B兩相脈沖信號，并能根據(jù)A，B兩相的相位進(jìn)行增減計(jì)數(shù)。F F 數(shù)字量輸出數(shù)字量輸出 PLC執(zhí)行完整個(gè)程序后,可將運(yùn)算結(jié)果通過輸出端子輸出。輸出信號狀態(tài)變化時(shí), PLC上有對應(yīng)的燈光指示。數(shù)字量輸出地址也采用的是8進(jìn)制數(shù)。PLC輸出端子號與程序中表示的輸出信號相同。(2) (2) 模擬量輸入單元模擬量輸入單元 模擬量輸入單元將現(xiàn)場過程來的模擬量信號（電壓或電流信號）采集進(jìn)來，轉(zhuǎn)化為PLC內(nèi)部的數(shù)字量，來參與程序控制。對于4AD，外部輸入10V，對應(yīng)PLC內(nèi)部2000數(shù)字量。系統(tǒng)中主要模擬量

41、輸入信號有：手動速度給定（8V對應(yīng)額定速度）；變頻器速度（8V對應(yīng)額定速度）；電機(jī)電流（10V對應(yīng)變頻器最大電流）；液壓站油壓信號。在程序中看到的都是經(jīng)過規(guī)格化的實(shí)際物理量。4AD輸入電壓超過15V時(shí)模塊就可能損壞。(3) (3) 模擬量輸出單元模擬量輸出單元 PLC將運(yùn)算結(jié)果（數(shù)字量）通過模擬量輸出單元轉(zhuǎn)化為模擬量信號（電壓或電流信號）。對于4DA，PLC內(nèi)部2000數(shù)字量，對應(yīng)外部10V輸出。系統(tǒng)中主要模擬量輸出信號有：變頻器速度給定（8V對應(yīng)額定速度）；變頻器速度指示（0-10V）；電機(jī)電流指示（0-10V）；液壓站油壓指示（0-10V）。 2) 2) 供電電源供電電源 +DS箱內(nèi)的進(jìn)線

42、電源來自+VFD1箱,有AC110V和AC24V。AC110VAC110V電源電源直接供給 開關(guān)電源V1和V2（兩開關(guān)電源都具有過載和短路保護(hù)功能）。 V1 (AC110V/DC5V）給司機(jī)臺數(shù)字深度指示器提供5V電源； V2（AC110V/DC24V）通過各路斷路器分別給PLC1數(shù)字量輸入輸出和模擬量 輸入輸出模塊提供DC24V電源（M1+，M0）；給PLC2數(shù)字量輸入輸出和模擬 量輸入輸出提供DC24V電源（M2+，M0）；給整個(gè)控制回路提供DC24V電源 （M+，M-）。AC110V電源還通過斷路器Q3供給PLC1基本單元；Q4供給PLC2基 本單元。 AC24V AC24V電源電源供給

43、單相整流橋變成直流后，給蓄電池進(jìn)行浮充，再經(jīng)過二級管 降壓后，可作為UPS電源給液壓站電磁閥提供DC24V電源。UPS電源可保證液 壓系統(tǒng)在整個(gè)電源斷電后，仍能正常進(jìn)行二級制動。3) 3) 繼電器、接觸器繼電器、接觸器 PLC控制系統(tǒng)所選用的繼電器繼電器HH54P-FL，DC24V是一種合資產(chǎn)品。共有4對 轉(zhuǎn)換接點(diǎn)，帶指示燈和過電壓吸收元件；體積小、可靠性高；采用導(dǎo)軌安 裝、易于更換。在控制系統(tǒng)中主要用作硬軟件信號轉(zhuǎn)換，邏輯閉鎖和保護(hù) 等。接觸器接觸器選用的是西門子3TH系列直流操作交流接觸器，主要用在安全電 路、液壓站控制、油泵控制等回路。4) 4) 深度信號轉(zhuǎn)換板深度信號轉(zhuǎn)換板 由于PLC

44、數(shù)字量輸出單元為漏型輸出,而數(shù)字深度指示器的輸入信號為正電平 觸發(fā),因而必須在兩者之間加深度信號轉(zhuǎn)換板深度信號轉(zhuǎn)換板進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。實(shí)際上就是由 三極管組成的倒向器。系統(tǒng)中共用了三塊即A101-A103。每塊上有16路倒向 器。2 2 司機(jī)臺司機(jī)臺(+PA)(+PA) 司機(jī)臺主要由主令手柄、制動手柄、轉(zhuǎn)換開關(guān)、按(旋)鈕、指示儀表、指示燈、數(shù)字深度指示器、信號顯示屏等組成。對礦用一般型和普通型系統(tǒng)還可配上位機(jī)。1) 1) 主令手柄主令手柄(-B1)(-B1) 主令手柄是一個(gè)獨(dú)立的機(jī)構(gòu)，是由手柄、高耐磨電位器、和轉(zhuǎn)換開關(guān)等組成。前后推動手柄時(shí)，可帶動電位器的中心頭滑動，按照一定的接線可連續(xù)的改變電

45、阻值的大小，同時(shí)手柄帶動轉(zhuǎn)換開關(guān)旋轉(zhuǎn)，在不同位置可接通相應(yīng)的接點(diǎn)。手動開車時(shí)手柄通過改變加在電位器上的電壓值，給出0-8V的電壓信號作為速度給定，還可給出“手柄零位”，“正向”，“反向”接點(diǎn)。2) 2) 制動手柄制動手柄(-B2)(-B2) 與主令手柄機(jī)構(gòu)相同,但作為工作閘給定時(shí)所要求的轉(zhuǎn)換開關(guān)接點(diǎn)接通的位置不同。手動開車時(shí)手柄通過改變加在電位器上的電壓值，給出0-12V的電壓信號加在閘控板的輸入端，經(jīng)閘控板放大后可對工作閘線圈提供相應(yīng)的驅(qū)動信號。制動手柄在零位時(shí)，可給出“零位”接點(diǎn)。3) 3) 轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換開關(guān) 主要有:“制動油泵選擇”,“潤滑油泵選擇”,“過卷旁路”,“水平選擇”,“操作方

46、式選擇”,“應(yīng)急方式選擇”，“半自動速度給定”等轉(zhuǎn)換開關(guān)。4) 4) 按鈕、旋鈕按鈕、旋鈕 主要有:“報(bào)警解除”,“事故復(fù)位”,“急停”,“運(yùn)人” 和制動油泵和潤滑油泵起停等按鈕；“檢修”和各種試驗(yàn)用旋鈕。5) 5) 指示儀表指示儀表 有“電源電壓指示”,“電流指示”,“速度指示”,“工作閘電流指示”, “油壓指示”,“電機(jī)溫度指示”。6) 6) 指示燈指示燈 有24個(gè)故障指示燈和24個(gè)狀態(tài)指示燈。7) 7) 數(shù)字深度指示器數(shù)字深度指示器 可以對容器的位置進(jìn)行數(shù)碼管精指示和發(fā)光二級管粗指示。通常以主容器在上井口的停車位置作為系統(tǒng)的基準(zhǔn)點(diǎn)(矸石山絞車是以裝載站為基準(zhǔn)點(diǎn))，對應(yīng)數(shù)字深度指示器一邊的

47、精指示值為0m，粗指示在最上端。主容器在基準(zhǔn)點(diǎn)以下時(shí)精指示值變?yōu)樨?fù)值，以上時(shí)變?yōu)檎怠＞甘局档闹甘痉秶鸀椋?999.99m。數(shù)字深度指示器的驅(qū)動信號是由PLC高速計(jì)數(shù)器采集軸編碼器的脈沖信號，并在PLC內(nèi)轉(zhuǎn)換為位置信號，經(jīng)PLC輸出端輸出的。精指示值的增加與減少是由編碼器輸出的A，B兩相的相位決定的。8) 8) 信號顯示屏信號顯示屏 主要顯示打點(diǎn)信號打點(diǎn)信號，如“2”：快上、“3”：快下、“4”：慢上、 “5”：慢下。提升種類信號提升種類信號，如“提物”、“提人”、“檢修”。9) 9) 上位機(jī)上位機(jī) 由上位機(jī)組成的監(jiān)視系統(tǒng)，能以內(nèi)容豐富、畫面鮮明生動的動態(tài)形式，實(shí)時(shí)反映絞車的各種運(yùn)行狀態(tài)；能

48、自動生成速度和電流的實(shí)時(shí)趨勢曲線；能逼真的模仿提升容器在軌道上的運(yùn)行情況；硬軟件安全電路，真實(shí)的反映了所發(fā)生的故障及故障發(fā)生的原因、日期和時(shí)間。上位機(jī)監(jiān)視系統(tǒng)是通過與PLC控制系統(tǒng)通訊獲得數(shù)據(jù)的。3 3 附件附件: : 主要有軸編碼器軸編碼器,位置開關(guān)位置開關(guān)等。1) 1) 軸編碼器軸編碼器 軸編碼器是PLC控制系統(tǒng)中最關(guān)健的位置傳感器。軸編碼器的可靠性直接關(guān)系到PLC控制系統(tǒng)的安全可靠性。(1) (1) 軸編碼器選型軸編碼器選型: :不同廠家的軸編碼器其電氣性能存在一定的差別。從使用 的角度來衡量軸編碼器的電氣性能主要有以下幾點(diǎn)： * 抗干擾能力抗干擾能力:在復(fù)雜的電氣環(huán)境中,如在有變頻器工

49、作的現(xiàn)場，其輸出 的脈沖信號的相位和脈沖數(shù)都應(yīng)正常等。 * 精度精度:在高速旋轉(zhuǎn)過程中,用示波器看到的脈沖波形應(yīng)清晰整齊,上升沿 和下降沿陡度好,并不出現(xiàn)多脈沖或少脈沖現(xiàn)象。 * 靈敏度靈敏度:在轉(zhuǎn)速急速上升或下降時(shí),軸編碼器輸出脈沖要能及時(shí)跟隨變 化。 按照以上要求，并經(jīng)過現(xiàn)場使用比較，選用歐姆龍的軸編碼器，能夠滿足對變頻絞車的使用要求。(2) (2) 軸編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)的確定軸編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)的確定: :軸編碼器的脈沖數(shù)不宜過高或過低。過高 后，就會產(chǎn)生大量的運(yùn)算數(shù)據(jù)，占用PLC的程序執(zhí)行時(shí)間。當(dāng)然，如果所選 的脈沖數(shù)太低，則電控系統(tǒng)的控制精度也就降低了。通常按照1個(gè)脈沖對應(yīng) 0.5cm1

50、cm選擇。2),2),位置開關(guān)位置開關(guān) 在機(jī)械式深度指示器上還裝有過卷和減速開關(guān)，這些開關(guān)主要用作硬件后備保護(hù)。過卷位置和減速位置應(yīng)與PLC內(nèi)軟件設(shè)制的位置基本一致。 ( (三三) ) 主要控制功能：主要控制功能： 控制系統(tǒng)的控制功能主要由PLC軟件完成的。1 1 邏輯控制邏輯控制:1) 1) 方向選擇方向選擇 提升方向的選擇以主容器運(yùn)行方向?yàn)闇?zhǔn)，主容器向上運(yùn)行為正向，向下運(yùn)行為反向。雙滾筒絞車一般是以固定滾筒所掛的容器作為主容器。2) 2) 速度選擇速度選擇 根據(jù)提升種類不同和多水平提升中各運(yùn)輸區(qū)段距離不同，所選擇的最高運(yùn) 行速度也不同。本系統(tǒng)中的速度種類有以下幾種： (1) (1)全速全速

51、: :一般為運(yùn)物速度。 (2) (2)半速半速: : 一般為運(yùn)人方式和應(yīng)急方式下的速度。 (3) (3)檢修速度檢修速度: :為檢修方式下的速度0.3-1m/s。 (4) (4)爬行速度爬行速度: :爬行段的速度0.5m/s。 (5) (5)小于爬行速度小于爬行速度: : 檢修方式下的最低速度0.3m/s。 3) 3) 水平選擇水平選擇 在多水平提升中，根據(jù)信號系統(tǒng)顯示的水平信號，在司機(jī)臺上可以進(jìn)行水平選擇。水平選定后，控制系統(tǒng)會自動建立運(yùn)行方向，自動選擇運(yùn)行速度，運(yùn)行到所選水平后會自動減速和停車。 4) 4) 正反向開車正反向開車 （1 1）開車準(zhǔn)備）開車準(zhǔn)備 （2 2）運(yùn)行準(zhǔn)備好）運(yùn)行準(zhǔn)備

52、好 具備開車條件時(shí),若信號系統(tǒng)給了“允許開車” 信號,則“運(yùn)行準(zhǔn)備好” 指示燈閃亮,此時(shí)就可以開車了。 （3 3）開車）開車 在手動方式下同時(shí)操作主令手柄和制動手柄就可以進(jìn)行正反向開車，制動手柄要完全推到松閘位置，主令手柄用來控制速度大小。在半自動方式下通過操作“速度選擇開關(guān)” 進(jìn)行正反向開車，速度高低由“速度選擇開關(guān)”選擇，工作閘自動打開。有運(yùn)行指令后，延時(shí)0-0.5S打開工作閘，讓電機(jī)先建立力矩，防止倒轉(zhuǎn)。 5) 5) 減速減速 6) 6) 停車停車 2 2 位置控制位置控制: 容器在軌道上運(yùn)行時(shí),需要在不同的位置有不同的速度，對實(shí)際行程也有限制,不能發(fā)生過卷或過放現(xiàn)象，這些都離不開位置控

53、制。1) 1) 位置測量位置測量 提升容器的位置信號是由PLC高速計(jì)數(shù)器接收安裝在絞車機(jī)械軸上的軸編碼器的脈沖信號，并在PLC內(nèi)將累加的脈沖數(shù)按照一定的關(guān)系換算成位置信號。這個(gè)過程涉及以下幾個(gè)方面的內(nèi)容。 (1) PLC (1) PLC高速計(jì)數(shù)器高速計(jì)數(shù)器： X0-X7是FX2NPLC高速計(jì)數(shù)器的8路輸入端,本系統(tǒng)采用X0、X1兩路輸入端來接收編碼器A、B兩相脈沖信號，并選擇高速計(jì)數(shù)器C251來儲存脈沖數(shù)。 (2) (2) 軸編碼器軸編碼器:也叫旋轉(zhuǎn)編碼器或光電編碼器 本系統(tǒng)選用的是歐姆龍系列增量式軸編碼器，具有抗干擾能力強(qiáng)、精度和靈敏度高等特點(diǎn)。軸編碼器需要輸入一路DC24V電源,并輸出A、

54、B兩相脈沖信號。A、B兩相脈沖的相位決定了計(jì)數(shù)方向。在PLC中反映C251計(jì)數(shù)方向的信號為M8251，M8251“OFF”時(shí)為增計(jì)數(shù)，“ON”時(shí)為減計(jì)數(shù)，由此可以確定絞車的實(shí)際運(yùn)行方向。 (3) (3) 安裝位置安裝位置: 軸編碼器的安裝位置及安裝前面都已經(jīng)講過，這里要強(qiáng)調(diào)的是如果軸編碼器安裝處的速比不知道，則一定要準(zhǔn)確測量滾筒轉(zhuǎn)一圈時(shí)編碼器實(shí)際輸出的脈沖數(shù)，這樣才能準(zhǔn)確算出位置信號。 (4) (4) 脈沖脈沖- -位置換算位置換算: 由公式：C251*D/P可算出脈沖數(shù)所對應(yīng)的行程值（單位：cm）。D：滾筒直經(jīng)，P：滾筒轉(zhuǎn)一圈時(shí)編碼器實(shí)際輸出的脈沖數(shù)。 根據(jù)一定時(shí)間內(nèi)測得的行程差值S與該段時(shí)

55、間T之比ST就可算出編碼器所產(chǎn)生的速度信號。程序中用D162表示。2) 2) 位置同步校正位置同步校正 由于鋼絲繩存在拉長現(xiàn)象，時(shí)間一長就會造成提升容器位置偏差，但通過對PLC中高速計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值進(jìn)行校正，就可以消除這種位置誤差。通常由裝在軌道上的電感式接近開關(guān)或裝在機(jī)械式深度指示器上的接近開關(guān)來完成。 所謂同步校正，就是在開關(guān)動作時(shí)，將開關(guān)所在位置所對應(yīng)的脈沖數(shù)同步裝入高速計(jì)數(shù)器C251中，并在此基礎(chǔ)上繼續(xù)計(jì)數(shù)。 同步開關(guān)的安裝位置通常設(shè)置在減速點(diǎn)之前，保證容器能可靠減速。容器到達(dá)停車位置時(shí)，由停車開關(guān)再次進(jìn)行位置校正。沒有同步開關(guān)和停車開關(guān)時(shí)，還可由人進(jìn)行手動調(diào)零。3) 3) 位置信號位置

56、信號 在程序中，PLC將當(dāng)前行程值與設(shè)定值進(jìn)行比較，可以產(chǎn)生各種位置信號，如減速點(diǎn)、二級制動解除點(diǎn)、2m/s限速點(diǎn)、各水平停車點(diǎn)、過卷點(diǎn)等。這些軟開關(guān)點(diǎn)設(shè)置靈活方便，動作安全可靠，對絞車的安全運(yùn)行起著非常重要的作用。4) 4) 位置控制位置控制 這里所述的位置控制就是指對等速段以后的速度給定實(shí)行v(t)與v(s)雙重給定，在兩者不一致時(shí)，取兩者的最小值。v(s)是以行程為自變量的速度給定，是在PLC2內(nèi)按照有關(guān)參數(shù)（最高速度，爬行速度，減速度和減速距離）實(shí)時(shí)計(jì)算出來的。由位置信號位置信號參于的控制也屬于位置控制。5) 5) 行程指示行程指示 提升容器在軌道上的位置由司機(jī)臺“數(shù)字深度指示器”顯示

57、。3 3 工作閘控制工作閘控制: :1) 1) 帶電液比例調(diào)壓裝置的系統(tǒng)帶電液比例調(diào)壓裝置的系統(tǒng): : 在手動方式下，制動手柄通過改變與其相連的電位器上的電壓值給出電壓控制信號，該信號經(jīng)過閘控板A201放大，再與工作閘繼電器和安全電路繼電器閉鎖后，按照工作閘線圈的控制要求，對工作閘線圈提供相應(yīng)的驅(qū)動信號（有電流和電壓信號）。液壓站的工作油壓與驅(qū)動信號要基本成線性關(guān)系，這樣才能滿足變頻絞車的控制要求。 (1) 工作閘繼電器:當(dāng)控制系統(tǒng)有了運(yùn)行指令,并延時(shí)0-0.5秒時(shí), 工作閘繼電器“ON”,沒有運(yùn)行指令時(shí)“OFF”。變頻絞車松閘與緊閘是由工作閘繼電器來控制的，不允許司機(jī)在開車過程中施閘。 (2

58、) 工作閘線圈驅(qū)動信號,可在司機(jī)臺上用電壓表（量程：010V）指示。如 果工作閘線圈驅(qū)動信號為電壓信號,用電壓表可直接指示。如果驅(qū)動信號為電流信號，須把電壓表的表盤改為電流指示（10V對應(yīng)1A），電壓信號從+DS箱內(nèi)串聯(lián)在驅(qū)動信號回路中的電位器RP1（調(diào)整為10）上取。 (3) 在+PA內(nèi),調(diào)整電位器RP3,使制動手柄推到最大時(shí),給+DS內(nèi)閘控板A201的電壓控制信號為10V左右。 (4) 閘控板A201上,能提供的驅(qū)動信號有三種:10號端子可輸出01A;4號端子可輸出020mA；3號端子可輸出010V。選哪一種，取決于液壓站工作閘線圈的控制要求。 (5) 閘控板A201上,電位器RP1可調(diào)節(jié)

59、運(yùn)放N1的放大倍數(shù);RP2可調(diào)節(jié)半自動方式下閘控板的控制電壓;RP3可調(diào)節(jié)3號端子處的輸出電壓。若工作閘線圈的驅(qū)動信號為電壓信號，調(diào)整A201-RP3，使3號端輸出010V；若驅(qū)動信號為 420mA電流信號，調(diào)整A201-RP1和+PA內(nèi)的RP3，使4號端輸出020mA; 若驅(qū)動信號為01A電流信號，調(diào)整A201-RP1和+DS內(nèi)串聯(lián)在驅(qū)動信號回路中的電位器RP2及+PA內(nèi)的RP3，使10號端輸出01A，同時(shí)應(yīng)保證A201上最末級三極管V3的功耗小于5W，否則就很容易發(fā)熱。(6) 液壓站工作閘線圈共有兩個(gè),通常是一個(gè)工作,一個(gè)備用,由制動油泵選擇繼電器進(jìn)行選擇。如果工作閘線圈驅(qū)動信號接錯(cuò)了線圈

60、，或驅(qū)動信號的極性接反了，則即是有驅(qū)動信號，也不會有工作油壓。4 4 安全閥控制安全閥控制: : 絞車出現(xiàn)安全故障后最終控制的是液壓站安全閥，通過控制安全閥，釋放盤型制動器中的油壓，達(dá)到安全制動的目地。斜井絞車安全制動屬于二級制動。1) 二級制動是指當(dāng)絞車出現(xiàn)安全故障進(jìn)行緊急制動時(shí)，先釋放A管油壓，將系統(tǒng)油壓降到一級制動油壓，使盤形制動器產(chǎn)生的制動減速度維持在一定值，經(jīng)過延時(shí)后，再釋放B管油壓，這時(shí)盤形制動器將會以3倍的靜力矩施加在閘盤上。對于立井絞車，當(dāng)提升容器接近井口（或井底）某一位置時(shí)，若發(fā)生安全事故，絞車只能實(shí)行一級制動，使制動器的油壓迅速回到零，提升系統(tǒng)立即處于全制動狀態(tài)。2) 二級