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摘 要

矿井提升机是矿山的大型固定设备之一。主要升降人员、矸石、提升煤炭、下放物料和设备等，它连通矿井上、下的枢纽。提升机是否能正常工作，决定了生产运输正常进行和工作人员的生命安全。因此，矿井提升机配备良好的控制设备和保护装置是十分必要的。通过分析监控系统的特点及需求，采用西门子公司的S7-200系列的最高级型号CPU226 PLC作为系统的主控装置，还采用了与处理器配套的扩展模块。系统主要实现功能为：通过编码器进行行程与速度的监测；为提升机整个运行过程提供超速保护；提供过卷、松绳、提升错向等多个保护；可以实现误差校正；在安全制动时可以实现恒减速制动文中着重对综合后备保护装置的硬件和软件设计进行了分析和说明，其中软件设计是该装置的核心部分。该套基于PLC技术的矿井提升机综合后备保护方案经实验证明完全达到了设计的要求，且操作界面直观而友善，扩展性强，为矿井提升机的安全有效运行提供了可靠的保障。

关键字：矿井提升机,PLC,保护控制。

Abstract: Mine hoister is one of the big equipment．It mainly lifts coal mineral lifts people and puts matter and equipment．It connects the crossing of mine ．If it can work well ，It is importan t to the producing of coal and the safety of workers．So it asks good equipment and protecting equipment. The hard core of this equipment is the design of software．This paper first introduced the composition of the mine hoist and the requirements of the electric control system. Then we analyze the characteristics and needs of mine hoist monitoring system. Based on the requirements of the project we choose CPU226 PLC which is the most senior model of Siemens S7-200 series as the main system control device, and select the extended modules which support the processor"s expansion. Aiming at the deficiency of monitor strategy and protecting function of domestic monitoring devices, this system adds some new protection functions and creates a new method by changing the position of Speed-Reducing Point to control the hoisters speed. At the same time, combining the powerful functions of the processor as well as the convenience to directly collect field signal.This integrated backup protective equipment for PLC which is based on virtual instrument has been proved by experiment to achieve the requirement of design. The equipment, which has a clear and amicable interface and great expansibility, provides the operation of mine hoister with safeguard．

Keyword: mine hoist, programmable logic controller, protect and control

目 录

1 绪论 1

1.1 课题背景的探讨 1

1.2 课题研究目的和意义 1

1.3 课题研究内容 1

2 提升机控制系统的硬件组成 2

2.1 西门子S7-200 PLC的系统配置 2

2.2 提升机速度和当前位置的测量 5

2.3 提升机的调速 8

2.4 PLC对提升机制动液压油压力的监控 9

3 提升机控制系统的设计 9

3.1 PLC对提升机速度的计算和控制 9

3.2 PLC对电机的调速控制 12

3.3矿井提升机的制动系统 17

3.4 提升机控制程序主流程图 17

4 人机交互界面 19

4.1 触屏简介 19

4.2 触摸屏在矿井提升机控制系统中的应用 19

结论 20

参考文献 21

致谢 22

1 绪论

1.1 课题背景的探讨

矿井提升机是应具有很好的机械性、优良的控制系统和可靠的安全保护装置，矿山生产过程中的大型关键设备，担负着升降人员和设备、提升矿石以及下放材料的责任。矿井提升机的工作特点是以较高的速度重复运行在矿井口和矿井底之间，完成矿物、设备、人员等的提升或下放任务。因此，矿山提升设备应具有良好的机械特性、先进的控制设备和晚上的保护装置，其可靠性和性能直接关系到生产和员工的生命安全。现代话矿井的建设和对人生命的重视，人们对矿井提升机的安全可靠性提出了更高的要求。

在我国，矿井提升机及其控制技术的安全性问题，虽然一直被作为第一原则强调，然而在很长的时间内，由于在理论研究上的差距，许多方面缺乏具体的技术措施，因而安全性得不到根本性的保障。

1.2 课题研究目的和意义

矿井提升机是煤矿、有色金属矿生产过程中的重要设备，提升机的安全可靠及有效的高速运行直接关系到企业的生产状况和经济效益。随着矿井提升系统自动化，改善系统性能，提高提升设备的提升能力等的要求，对电气传动方式提出了更高的要求。

目前我国的大型矿井提升机的电气传动系统主要采用晶闸管变流器直流电动机传动系统及同步电机矢量控制变频传动系统。这两种系统大都采用数字控制方式实现高效率、高自动化、准确制动和定位、高可靠性，但造价昂贵。而中小型的矿井提升机则多采用TDK电控系统。这种系统设备简单，但速度控制性能差，能耗大、电路复杂、可靠性低，易影响生产效益。

将PLC与变频器结合应用于矿井提升机，可以改善其速度控制性能，消除串电阻器造成的能耗，简化控制电路，提高精度降低故障率。这也是矿井提升机电气传动系统的发展方向，前景十分广阔。

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