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2015-04
電機(jī)異常判斷方法
電動(dòng)機(jī)異常判斷攻略 —— 看，聽(tīng)，聞，摸四種方法能及時(shí)預(yù)防和排除故障，保證電動(dòng)機(jī)的安全運(yùn)行。 一、 看 觀察電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中有無(wú)異常，主要表現(xiàn)為一下幾種情況 1. 定子繞組短路時(shí)，可能看到電動(dòng)機(jī)冒煙; 2. 電動(dòng)機(jī)嚴(yán)重過(guò)載或缺相運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速會(huì)變慢而且有較沉重的“嗡嗡”聲; 3. 電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，但突然停止時(shí)，會(huì)看到接線松脫處冒火花;保險(xiǎn)絲熔斷或某部件被卡住的現(xiàn)象; 4. 若電動(dòng)機(jī)劇烈振動(dòng)，則可能是傳動(dòng)裝置被卡住或電動(dòng)機(jī)固定不良; 5. 若電動(dòng)機(jī)內(nèi)接觸點(diǎn)和連接處有變色、燒痕和煙跡等，則說(shuō)明可能有局部過(guò)熱、導(dǎo)體連接處接觸不良或繞組燒毀等; 二、 聽(tīng) 電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)應(yīng)發(fā)出均勻且較輕的“嗡嗡”聲，無(wú)雜音和特別的聲音。若發(fā)出的噪聲太大，包括電磁噪聲，軸承雜音，通風(fēng)噪聲，機(jī)械摩擦聲扽個(gè)，均可能是故障先兆或故障現(xiàn)象。 1. 對(duì)于電磁噪聲，如果電動(dòng)機(jī)發(fā)出忽高忽低且沉重的聲音，則原因可能是一下幾種： (1) 定子和轉(zhuǎn)子間氣隙不均勻，此聲音忽高忽低且高低音間隙時(shí)間不變，這是軸承磨損從而使定子與轉(zhuǎn)子不同心所致; (2) 三項(xiàng)電流不平衡。這是三相繞組存在誤接地，短路和接觸不良等原因，若聲音很沉悶則說(shuō)明電動(dòng)機(jī)嚴(yán)重過(guò)載或缺相運(yùn)行; (3) 鐵芯松動(dòng)。電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中因振動(dòng)使鐵芯固定螺栓松松造成鐵芯硅鋼片松松，發(fā)出噪聲。 2. 對(duì)于軸承雜聲，應(yīng)在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中經(jīng)常監(jiān)聽(tīng)。監(jiān)聽(tīng)方法是：將螺絲刀一端頂在軸承安裝部位，另一端貼近耳朵，便可聽(tīng)到軸承運(yùn)轉(zhuǎn)聲。若聲音為連續(xù)而細(xì)小的“沙沙”聲，不會(huì)有忽高忽低的變化及金屬摩擦聲，則軸承是正常運(yùn)行，若出現(xiàn)一下幾種聲音則為不正常現(xiàn)象： (1)軸承運(yùn)行時(shí)有“吱吱”聲，這事金屬摩擦聲，一般為軸承缺油所致，應(yīng)拆開(kāi)軸承加注適量潤(rùn)滑脂; (2)若出現(xiàn)“唧哩”聲，這是滾珠轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)發(fā)出的聲音，一般為潤(rùn)滑脂干涸或缺油引起，可加注適量油脂; (3)若出現(xiàn)“喀喀”聲，或“喀吱”聲，則為軸承內(nèi)滾珠不規(guī)則運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的聲音，這是軸承內(nèi)滾珠損壞或電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期不用，潤(rùn)滑脂干涸所致。 3. 若傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和被傳動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)出連續(xù)而忽高忽低的聲音，可以分為一下幾種情況處理： (1)周期性“啪啪”聲，為皮帶接頭不平滑引起; (2)周期性“咚咚”聲，為聯(lián)軸器或皮帶輪與軸間松動(dòng)以及鍵或鍵槽磨損引起; (3)不均勻的碰撞聲，為風(fēng)葉碰撞風(fēng)扇罩引起。 三、 聞 通過(guò)聞電動(dòng)機(jī)的氣味也能判斷及預(yù)防電動(dòng)機(jī)的故障。若發(fā)現(xiàn)有人、特殊的油漆味，說(shuō)明電動(dòng)機(jī)內(nèi)部溫度過(guò)高，若發(fā)現(xiàn)有很重的糊味或焦臭味，則可能是絕緣層被擊穿或繞組已燒毀。 四、 摸 摸電動(dòng)機(jī)一些部位的溫度也可以判斷電動(dòng)機(jī)故障原因。為確保安全，用手模時(shí)應(yīng)用手背去碰觸電機(jī)外殼、軸承周圍部分，若發(fā)現(xiàn)溫度異常，其原因可能是一下幾種： 1. 通風(fēng)不良。如風(fēng)扇脫落。通風(fēng)道堵塞等; 2. 過(guò)載。致使電流過(guò)大而使定子繞組過(guò)熱; 3. 定子繞組匝間短路或三相電流不平衡; 4. 頻繁啟動(dòng)或制動(dòng); 5. 若軸承周圍溫度過(guò)高，則可能好似軸承損壞或缺油所致;
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2015-07
礦井提升機(jī)緊急停車的三種常見(jiàn)故障情況
礦井提升機(jī)緊急停車 礦井提升機(jī)緊急停車簡(jiǎn)稱I類故障，此類故障一旦發(fā)生，則斷開(kāi)交、直流回路并立即制動(dòng)停車。此類故障包括： (1)兩終端過(guò)卷?yè)P(yáng); (2)制動(dòng)系統(tǒng)液壓站電動(dòng)機(jī)故障; (3)礦井提升機(jī)錯(cuò)向運(yùn)行; (4)礦井提升機(jī)運(yùn)行過(guò)程中各水平搖臺(tái)穩(wěn)罐器動(dòng)作; (5)兩終端超速; (6)主電動(dòng)機(jī)失勵(lì)磁; (7)保護(hù)回路失電; (8)直流主回路過(guò)電流; (9)直流主回路過(guò)電壓; 礦井提升機(jī)事故停車 礦井提升機(jī)事故停車簡(jiǎn)稱為Ⅱ類故障，此類故障一旦發(fā)生，提升機(jī)將按照速度圖自動(dòng)減速，在達(dá)到低于2m/s時(shí)自動(dòng)制動(dòng)而停車。此類故障包括： (1)礦井提升機(jī)制動(dòng)輪變形; (2)尾繩故障; (3)緊停后未調(diào)零; (4)操作限位開(kāi)關(guān)失靈; (5)開(kāi)車時(shí)安全門打開(kāi); (6)礦井提升機(jī)調(diào)零電機(jī)故障; (7)兩終端之間超速。 礦井提升機(jī)信號(hào)預(yù)報(bào) 礦井提升機(jī)信號(hào)預(yù)報(bào)簡(jiǎn)稱為Ⅲ類故障，此類故障發(fā)生時(shí)，不制動(dòng)停車，只發(fā)生聲、光故障信號(hào)預(yù)報(bào)。此類故障包括： (1)礦井提升機(jī)直流主電機(jī)軸承過(guò)熱; (2)直流操作電流接地; (3)制動(dòng)閘瓦磨損; (4)潤(rùn)滑油壓異常; (5)礦井提升機(jī)通風(fēng)故障; (6)直流主回路接地。
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2012-10
全數(shù)字交流變頻電控調(diào)試報(bào)告模板
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2012-11
行星齒輪減速器外形尺寸圖
序號(hào) 型號(hào)規(guī)格 外形及中心高（mm) 軸伸（mm) 地角尺寸(mm) L B H H1 H0 L1 L2 L3 L4 L5 B1 B2 1 XL-560 1360 1100 990 70 450 130 280 500 383 660 900 1060 2 XL-630 1580 1260 1095 80 500 130 330 560 448 740 1040 1200 3 XL-710 1945 1366 1177 75 560 140 280 570 560 720 1150 1300 4 XL-30 1940 1642 1408 100 710 190 370 870 590 1030 1380 1570 5 XL-800 2193 2120 1880 115 800 185 400 950 641 1140 1570 1760 6 XP-1000 2253 2097 1644 110 800 180 320 810 623 1050 1640 1930 8 XL-1120 2772 2160 1896 125 900 180 400 930 727 1130 1870 2120 9 XL-1250 3004 2470 2060 165 1000 240 485 1020 841 1330 2120 2430 10 ZZDP-1400 3287 2940 2267 150 1100 260 670 1120 1042 1430 2300 2700
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2013-12
KHT100-JY煤礦地面提升機(jī)綜合后備
KHT100-JY煤礦地面提升機(jī)綜合后備保護(hù)裝置 說(shuō)明書 KHT100-JY煤礦地面提升機(jī)綜合后備保護(hù)裝置是嚴(yán)格按照煤礦安全規(guī)程的要求而研制生產(chǎn)的后備保護(hù)裝置，本裝置主要作用于礦山地面提升機(jī)安全后備保護(hù)，它采用先進(jìn)的PLC控制技術(shù)，具有運(yùn)行準(zhǔn)確，操作簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)，功能完備等特點(diǎn)，外接高速光電編碼器進(jìn)行速度和深度信號(hào)采集，顯示更精確，保護(hù)更可靠。 主要功能： 1 、超速保護(hù)：等速段速度連續(xù)超過(guò) 15% 時(shí)的制動(dòng)保護(hù)； 2 、自動(dòng)減速：達(dá)到減速點(diǎn)時(shí)的控制 3 、限速控制：近井口時(shí)的 2m/s 保護(hù)； 4 、深度指示器失效保護(hù)； 5 、過(guò)卷保護(hù)：超過(guò)正常停車位置 0.5 米時(shí)自動(dòng)保護(hù)； 6 、卡箕斗（罐）保護(hù)； 7 、松繩保護(hù)； 8 、滿倉(cāng)保護(hù)； 9 、閘間隙保護(hù)； 10 、方向（信號(hào)）閉鎖； 11 、位置（深度）顯示； 12 、瞬時(shí)速度顯示； 13 、當(dāng)次信號(hào)顯示； 14 、上次信號(hào)顯示； 15 、絞車運(yùn)行方向指示 16 、聲光顯示； 17 、自檢功能； 18 、復(fù)位功能； 19 、清零功能； 20 、緊急制動(dòng)報(bào)警聲解除功能； 21 、制動(dòng)時(shí)寄存顯示當(dāng)時(shí)的有關(guān)數(shù)值。 技術(shù)指標(biāo)： 1 、電源： AC220V ± 22V 2 、信號(hào)電壓： AC220V/127V 24VDC 3 、深度顯示范圍： 0 ～ 9999.99m 精度± 0.01m 4 、速度顯示范圍： 0 ～ 19.99m/s ，精度為± 0.01m/s KHT100-JY煤礦地面提升機(jī)綜合后備保護(hù)裝置安裝示意圖: 接線圖: 界面圖: 實(shí)物圖 洛陽(yáng)九億重工有限公司 2013年元月
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2012-10
SINAMICS S120 !!!!SIMPLE_HTML_DOM__VOKU__AMP!!!!
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2012-10
轉(zhuǎn)子串電阻電控調(diào)試報(bào)告模板
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2012-10
煤礦安全規(guī)程之提升裝置
第四節(jié) 提升裝置 第四百一十六條 除移動(dòng)式的或輔助性的絞車外，提升裝置的天輪、滾筒、摩擦輪、導(dǎo)向輪和導(dǎo)向滾等的***小直徑與鋼絲繩直徑之比值，應(yīng)符合下列要求： （一）落地式及有導(dǎo)向輪的塔式摩擦提升裝置的摩擦輪及導(dǎo)向輪（包括天輪），井上不得小于90，井下不得小于80；無(wú)導(dǎo)向輪的塔式摩擦提升裝置的摩擦輪，井上不得小于80，井下不得小于70。 （二）井上提升裝置的滾筒和圍抱角大于90°的天輪，不得小于80；圍抱角小于90°的天輪，不得小于60。 （三）井下提升絞車和鑿井提升絞車的滾筒、井下架空乘人裝置的主導(dǎo)輪和尾導(dǎo)輪、圍抱角大于90°的天輪，不得小于60；圍抱角小于90°的天輪不得小于40。 （四）矸石山絞車的滾筒和導(dǎo)向輪，不得小于50。 （五）在以上提升裝置中，如使用密封式提升鋼絲繩，應(yīng)將各相應(yīng)的比值增加20%。 （六）懸掛水泵、吊盤、管子用的滾筒和天輪，鑿井時(shí)運(yùn)輸物料的絞車滾筒和天輪，傾斜井巷提升絞車的游動(dòng)輪，矸石山絞車的壓繩輪以及無(wú)極繩運(yùn)輸?shù)膶?dǎo)向滾等，不得小于20。 第四百一十七條 立井的天輪、主動(dòng)摩擦輪、導(dǎo)向輪的直徑或滾筒上繞繩部分的***小直徑與鋼絲繩中***粗鋼絲的直徑之比值，必須符合下列要求： （一）井上的提升裝置，不小于1200。 （二）井下和鑿井用的提升裝置，不小于900。 （三）鑿井期間升降物料的絞車和懸掛水泵、吊盤用的提升裝置，不小于300。 第四百一十八條 天輪到滾筒上的鋼絲繩的***大內(nèi)、外偏角都不得超過(guò)1°30′。單層纏繞時(shí)，內(nèi)偏角應(yīng)保證不咬繩。 第四百一十九條 各種提升裝置的滾筒上纏繞的鋼絲繩層數(shù)嚴(yán)禁超過(guò)下列規(guī)定： （一）立井中升降人員或升降人員和升降物料的，1層；專為升降物料的，2層。 （二）傾斜井巷中升降人員或升降人員和物料的，2層；升降物料的，3層。 （三）建井期間升降人員和物料的，2層。 （四）現(xiàn)有生產(chǎn)礦井在用的絞車，如果在滾筒上裝設(shè)過(guò)渡繩楔，滾筒強(qiáng)度滿足要求且滾筒邊緣高度符合本規(guī)程第四百二十條規(guī)定，可按本條***款第（一）項(xiàng)、第（二）項(xiàng)所規(guī)定的層數(shù)增加1層。 移動(dòng)式的或輔助性的專為升降物料的（包括矸石山和向天橋上提升等）以及鑿井時(shí)期專為升降物料的，準(zhǔn)許多層纏繞。 第四百二十條 滾筒上纏繞2層或2層以上鋼絲繩時(shí)，必須符合下列要求： （一）滾筒邊緣高出***外1層鋼絲繩的高度，至少為鋼絲繩直徑的2.5倍。 （二）滾筒上必須設(shè)有帶繩槽的襯墊。 （三）鋼絲繩由下層轉(zhuǎn)到上層的臨界段（相當(dāng)于繩圈1/4長(zhǎng)的部分）必須經(jīng)常檢查，并應(yīng)在每季度將鋼絲繩移動(dòng)1/4繩圈的位置。 對(duì)現(xiàn)有不帶繩槽襯墊的在用絞車，只要在滾筒板上刻有繩槽或用1層鋼絲繩作底繩，可繼續(xù)使用。 第四百二十一條 鋼絲繩繩頭固定在滾筒上時(shí)，應(yīng)符合下列要求： （一）必須有特備的容繩或卡繩裝置，嚴(yán)禁系在滾筒軸上。 （二）繩孔不得有銳利的邊緣，鋼絲繩的彎曲不得形成銳角。 （三）滾筒上應(yīng)經(jīng)常纏留3圈繩，用以減輕固定處的張力，還必須留有作定期檢驗(yàn)用的補(bǔ)充繩。 第四百二十二條 通過(guò)天輪的鋼絲繩必須低于天輪的邊緣，其高差：提升用天輪不得小于鋼絲繩直徑的1.5倍；懸吊用天輪不得小于鋼絲繩直徑的1倍。天輪的各段襯墊磨損達(dá)到1根鋼絲繩直徑的深度時(shí)，或沿側(cè)面磨損達(dá)到鋼絲繩直徑的1/2時(shí)，必須更換。 第四百二十三條 摩擦提升裝置的繩槽襯墊磨損剩余厚度不得小于鋼絲繩直徑，繩槽磨損深度不得超過(guò)70mm，任一根提升鋼絲繩的張力與平均張力之差不得超過(guò)±10%。更換鋼絲繩時(shí)，必須同時(shí)更換全部鋼絲繩。 第四百二十四條 立井中用罐籠升降人員時(shí)的加速度和減速度，都不得超過(guò)0.75m/s2，其***大速度，不得超過(guò)用下列公式所求得的數(shù)值，且***大不得超過(guò)12m/s。 式中 v--***大提升速度，m/s； H--提升高度，m。 立井中用吊桶升降人員時(shí)的***大速度：在使用鋼絲繩罐道時(shí)，不得超過(guò)上述公式求得數(shù)值的1/2；無(wú)罐道時(shí)，不得超過(guò)1m/s。 第四百二十五條 立井升降物料時(shí)，提升容器的***大速度，不得超過(guò)用下列公式所求得的數(shù)值： 式中 v--***大提升速度，m/s； H--提升高度，m。 立井中用吊桶升降物料時(shí)的***大速度：在使用鋼絲繩罐道時(shí)，不得超過(guò)用上述公式求得數(shù)值的2/3；無(wú)罐道時(shí)，不得超過(guò)2m/s。 第四百二十六條 斜井提升容器的***大速度和***大加、減速度應(yīng)符合下列要求： （一）升降人員時(shí)的速度，不得超過(guò)5m/s，并不得超過(guò)人車設(shè)計(jì)的***大允許速度。升降人員時(shí)的加速度和減速度，不得超過(guò)0.5m/s2。 （二）用礦車升降物料時(shí)，速度不得超過(guò)5m/s。 （三）用箕斗升降物料時(shí)，速度不得超過(guò)7m/s；當(dāng)鋪設(shè)固定道床并采用大于或等于38kg/m鋼軌時(shí)，速度不得超過(guò)9m/s。 第四百二十七條 提升裝置必須裝設(shè)下列保險(xiǎn)裝置，并符合下列要求： （一）防止過(guò)卷裝置：當(dāng)提升容器超過(guò)正常終端停止位置（或出車平臺(tái)）0.5m時(shí)，必須能自動(dòng)斷電，并能使保險(xiǎn)閘發(fā)生制動(dòng)作用。 （二）防止過(guò)速裝置：當(dāng)提升速度超過(guò)***大速度15％時(shí)，必須能自動(dòng)斷電，并能使保險(xiǎn)閘發(fā)生作用。 （三）過(guò)負(fù)荷和欠電壓保護(hù)裝置。 （四）限速裝置：提升速度超過(guò)3m/s的提升絞車必須裝設(shè)限速裝置，以保證提升容器（或平衡錘）到達(dá)終端位置時(shí)的速度不超過(guò)2m/s。如果限速裝置為凸輪板，其在1個(gè)提升行程內(nèi)的旋轉(zhuǎn)角度應(yīng)不小于270°。 （五）深度指示器失效保護(hù)裝置：當(dāng)指示器失效時(shí)，能自動(dòng)斷電并使保險(xiǎn)閘發(fā)生作用。 （六）閘間隙保護(hù)裝置：當(dāng)閘間隙超過(guò)規(guī)定值時(shí)，能自動(dòng)報(bào)警或自動(dòng)斷電。 （七）松繩保護(hù)裝置：纏繞式提升絞車必須設(shè)置松繩保護(hù)裝置并接入安全回路和報(bào)警回路，在鋼絲繩松弛時(shí)能自動(dòng)斷電并報(bào)警。箕斗提升時(shí)，松繩保護(hù)裝置動(dòng)作后，嚴(yán)禁受煤倉(cāng)放煤。 （八）滿倉(cāng)保護(hù)裝置：箕斗提升的井口煤倉(cāng)倉(cāng)滿時(shí)能報(bào)警和自動(dòng)斷電。 （九）減速功能保護(hù)裝置：當(dāng)提升容器（或平衡錘）到達(dá)設(shè)計(jì)減速位置時(shí)，能示警并開(kāi)始減速。 防止過(guò)卷裝置、防止過(guò)速裝置、限速裝置和減速功能保護(hù)裝置應(yīng)設(shè)置為相互獨(dú)立的雙線型式。 立井、斜井纏繞式提升絞車應(yīng)加設(shè)定車裝置。 第四百二十八條 提升絞車必須裝設(shè)深度指示器、開(kāi)始減速時(shí)能自動(dòng)示警的警鈴與不離開(kāi)座位即能操縱的常用閘和保險(xiǎn)閘，保險(xiǎn)閘必須能自動(dòng)發(fā)生制動(dòng)作用。 常用閘和保險(xiǎn)閘共同使用1套閘瓦制動(dòng)時(shí)，操縱和控制機(jī)構(gòu)必須分開(kāi)。雙滾筒提升絞車的2套閘瓦的傳動(dòng)裝置必須分開(kāi)。 對(duì)具有2套閘瓦只有1套傳動(dòng)裝置的雙滾筒絞車，應(yīng)改為每個(gè)滾筒各自有其控制機(jī)構(gòu)的彈簧閘。 提升絞車除設(shè)有機(jī)械制動(dòng)閘外，還應(yīng)設(shè)有電氣制動(dòng)裝置。 嚴(yán)禁司機(jī)離開(kāi)工作崗位、擅自調(diào)整制動(dòng)閘。 第四百二十九條 保險(xiǎn)閘必須采用配重式或彈簧式的制動(dòng)裝置，除可由司機(jī)操縱外，還必須能自動(dòng)抱閘，并同時(shí)自動(dòng)切斷提升裝置電源。 常用閘必須采用可調(diào)節(jié)的機(jī)械制動(dòng)裝置。 對(duì)現(xiàn)用的使用手動(dòng)式常用閘的絞車，如設(shè)有可靠的保險(xiǎn)閘時(shí)，可繼續(xù)使用。 用于輔助物料運(yùn)輸?shù)臐L筒直徑在0.8m及其以下的絞車或提升重量在8t以下的鑿井用穩(wěn)車，可用手動(dòng)閘。 第四百三十條 開(kāi)鑿立井時(shí)，懸掛吊盤、水泵和其他設(shè)備的穩(wěn)車，必須裝設(shè)可靠的制動(dòng)裝置和防逆轉(zhuǎn)裝置，并設(shè)有電氣閉鎖。 第四百三十一條 保險(xiǎn)閘或保險(xiǎn)閘***級(jí)由保護(hù)回路斷電時(shí)起至閘瓦接觸到閘輪上的空動(dòng)時(shí)間：壓縮空氣驅(qū)動(dòng)閘瓦式制動(dòng)閘不得超過(guò)0.5s，儲(chǔ)能液壓驅(qū)動(dòng)閘瓦式制動(dòng)閘不得超過(guò)0.6s，盤式制動(dòng)閘不得超過(guò)0.3s。對(duì)斜井提升，為保證上提緊急制動(dòng)不發(fā)生松繩而必須延時(shí)制動(dòng)時(shí)，上提空動(dòng)時(shí)間不受此限。盤式制動(dòng)閘的閘瓦與制動(dòng)盤之間的間隙應(yīng)不大于2mm。保險(xiǎn)閘施閘時(shí)，杠桿和閘瓦不得發(fā)生顯著的彈性擺動(dòng)。 第四百三十二條 提升絞車的常用閘和保險(xiǎn)閘制動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生的力矩與實(shí)際提升***大靜荷重旋轉(zhuǎn)力矩之比K值不得小于3。對(duì)質(zhì)量模數(shù)較小的絞車，上提重載保險(xiǎn)閘的制動(dòng)減速度超過(guò)本規(guī)程第四百三十三條所規(guī)定的限值時(shí)，可將保險(xiǎn)閘的K值適當(dāng)降低，但不得小于2。鑿井時(shí)期，升降物料用的絞車K值不得小于2。 在調(diào)整雙滾筒絞車滾筒旋轉(zhuǎn)的相對(duì)位置時(shí)，制動(dòng)裝置在各滾筒閘輪上所發(fā)生的力矩，不得小于該滾筒所懸重量（鋼絲繩重量與提升容器重量之和）形成的旋轉(zhuǎn)力矩的1.2倍。 計(jì)算制動(dòng)力矩時(shí)，閘輪和閘瓦摩擦系數(shù)應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)確定，一般采用0.30～0.35；常用閘和保險(xiǎn)閘的力矩應(yīng)分別計(jì)算。 第四百三十三條 立井和傾斜井巷中使用的提升絞車的保險(xiǎn)閘發(fā)生作用時(shí)，全部機(jī)械的減速度必須符合表9的要求。 表9 全部機(jī)械的減速度規(guī)定值 * Ac = g(sinθ fcosθ) 式中 Ac—自然減速度，m/s2； g—重力加速度，m/s2； θ—井巷傾角，(°)； f—繩端載荷的運(yùn)行阻力系數(shù)，一般取0.010～0.015。 對(duì)摩擦輪式提升絞車常用閘和保險(xiǎn)閘的制動(dòng)，除必須符合本規(guī)程第四百三十一條和第四百三十二條的規(guī)定外，還必須滿足以下防滑要求： （一）各種載荷（滿載或空載）和各種提升狀態(tài)（上提或下放重物）下，保險(xiǎn)閘所能產(chǎn)生的制動(dòng)減速度的計(jì)算值，不能超過(guò)滑動(dòng)極限。鋼絲繩與摩擦輪間摩擦系數(shù)的取值不得大于0.25。由鋼絲繩自重所引起的不平衡重必須計(jì)入。 （二）在各種載荷及提升狀態(tài)下，保險(xiǎn)閘發(fā)生作用時(shí)，鋼絲繩都不出現(xiàn)滑動(dòng)。 嚴(yán)禁用常用閘進(jìn)行緊急制動(dòng)。 計(jì)算或驗(yàn)算，以本條第二款第（一）項(xiàng)為準(zhǔn)；在用設(shè)備，以本條第二款第（二）項(xiàng)為準(zhǔn)。 第四百三十四條 主要提升裝置必須配有正、副司機(jī)，在交***升降人員的時(shí)間內(nèi)，必須正司機(jī)操作，副司機(jī)監(jiān)護(hù)。 每班升降人員前，應(yīng)先開(kāi)１次空車，檢查絞車動(dòng)作情況；但連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，不受此限。 發(fā)生故障，必須立即向礦調(diào)度室報(bào)告。 第四百三十五條 新安裝的礦井主要提升裝置，必須經(jīng)驗(yàn)收合格后方可投入使用。投入運(yùn)行后的設(shè)備，必須每年進(jìn)行１次檢查，每３年進(jìn)行１次測(cè)試，認(rèn)定合格后方可繼續(xù)使用。 檢查驗(yàn)收和測(cè)試內(nèi)容，應(yīng)包括下列項(xiàng)目： （一）本規(guī)程第四百二十七條所規(guī)定的各保險(xiǎn)裝置。 （二）天輪的垂直和水平程度、有無(wú)輪緣變形和輪輻彎曲現(xiàn)象。 （三）電氣、機(jī)械傳動(dòng)裝置和控制系統(tǒng)的情況。 （四）各種調(diào)整和自動(dòng)記錄裝置以及深度指示器的動(dòng)作狀況和精密程度。 （五）檢查常用閘和保險(xiǎn)閘的各部間隙及連接、固定情況，并驗(yàn)算其制動(dòng)力矩和防滑條件。 （六）測(cè)試保險(xiǎn)閘空動(dòng)時(shí)間和制動(dòng)減速度。對(duì)于摩擦輪式絞車，要檢驗(yàn)在制動(dòng)過(guò)程中鋼絲繩是否打滑。 （七）測(cè)試盤形閘的貼閘壓力。 （八）井架的變形、損壞、銹蝕和震動(dòng)情況。 （九）井筒罐道的垂直度及固定情況。 檢查和測(cè)試結(jié)果必須寫成報(bào)告書，針對(duì)發(fā)現(xiàn)的缺陷，必須提出改進(jìn)措施，并限期解決。 第四百三十六條 主要提升裝置必須具備下列資料，并妥善保管： （一）絞車說(shuō)明書。 （二）絞車總裝配圖。 （三）制動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)圖和制動(dòng)系統(tǒng)圖。 （四）電氣系統(tǒng)圖。 （五）提升裝置（絞車、鋼絲繩、天輪、提升容器、防墜器和罐道等）的檢查記錄簿。 （六）鋼絲繩的檢驗(yàn)和更換記錄簿。 （七）安全保護(hù)裝置試驗(yàn)記錄簿。 （八）事故記錄簿。 （九）崗位責(zé)任制和設(shè)備完好標(biāo)準(zhǔn)。 （十）司機(jī)交***記錄簿。 （十一）操作規(guī)程。 制動(dòng)系統(tǒng)圖、電氣系統(tǒng)圖、提升裝置的技術(shù)特征和崗位責(zé)任制等必須懸掛在絞車房?jī)?nèi)。
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2012-10
基于PLC的礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1 引言 目前， 我國(guó)絕大部分礦井提升機(jī)（超過(guò)70% ）采用傳統(tǒng)的交流提升機(jī)電控系統(tǒng)（tkd-a為代表）。tkd控制系統(tǒng)是由繼電器邏輯電路、大型空氣接觸器、測(cè)速發(fā)電機(jī)等組成的有觸點(diǎn)控制系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，tkd-a系列提升機(jī)電控系統(tǒng)雖然已經(jīng)形成了自己的特點(diǎn)，然而其不足之處也顯而易見(jiàn)，它的電氣線路過(guò)于復(fù)雜化，系統(tǒng)中間繼電器、電氣接點(diǎn)、電氣聯(lián)線多，造成提升機(jī)因電氣故障停車事故不斷發(fā)生。采用 plc技術(shù)的新型電控系統(tǒng)都已較成功的應(yīng)用于礦井提升實(shí)踐，并取得了較好的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，克服了傳統(tǒng)電控系統(tǒng)的缺陷，代表著交流礦井提升機(jī)電控技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。 2 總體設(shè)計(jì)方案 基于plc技術(shù)的礦井交流提升機(jī)電控系統(tǒng)控制電路組成結(jié)構(gòu)如圖1所示， 要由以下5部分組成：高壓主電路（包括高壓換向器、電動(dòng)機(jī)、啟動(dòng)柜、動(dòng)力制動(dòng)電源）、主控plc電路、提升行程檢測(cè)與顯示電路、提升速度檢測(cè)、提升信號(hào)電路，其中高壓主電路部分仍采用傳統(tǒng)的繼電器控制電路。 圖1 礦井交流提升機(jī)電控系統(tǒng)框圖 工作過(guò)程：當(dāng)井口或井底通過(guò)信號(hào)通信電路發(fā)出開(kāi)車信號(hào)后，開(kāi)車條件具備。司機(jī)將制動(dòng)手柄向前推離緊閘位置，主電動(dòng)機(jī)松閘。司機(jī)將主令控制器的操作手柄推向正向（或反向） 極端位置，主控plc通過(guò)程序控制高壓換向器首先得電，使高壓信號(hào)送入主電動(dòng)機(jī)定子繞組，主電動(dòng)機(jī)接入全部轉(zhuǎn)子電阻啟動(dòng)，然后依次切除8段電阻，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加速， ***后運(yùn)行在自然機(jī)械特性上。交流提升機(jī)運(yùn)行時(shí)， 旋轉(zhuǎn)編碼器跟隨主電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出2列a/b相脈沖，分別接到主控plc的高速計(jì)數(shù)器hsc0的a/b相脈沖輸入端，由主控plc根據(jù)a/b脈沖的相位關(guān)系，自動(dòng)確定hsc0的加、減計(jì)數(shù)方式。根據(jù)hsc0的計(jì)數(shù)值，就可以計(jì)算出提升行程并顯示。同時(shí)只根據(jù)旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的a相脈沖，主控plc進(jìn)行加計(jì)數(shù)。根據(jù)hsc1在恒定間隔時(shí)間內(nèi)的計(jì)數(shù)值，就可以計(jì)算出提升速度。 3 硬件設(shè)計(jì) 3.1 提升機(jī)主回路部分設(shè)計(jì) 主回路用于供給提升電動(dòng)機(jī)電源，實(shí)現(xiàn)失壓、過(guò)流保護(hù)，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向和調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。主回路由高壓開(kāi)關(guān)柜、高壓換向器的常開(kāi)觸頭、動(dòng)力制動(dòng)接觸器的常開(kāi)主觸頭、動(dòng)力制動(dòng)電源裝置、提升電動(dòng)機(jī)、電機(jī)轉(zhuǎn)子電阻、加速接觸器的常開(kāi)主觸頭（1jc～8jc）和裝在司機(jī)操作臺(tái)上的指示電流表和電壓表等組成。系統(tǒng)原理圖如圖2所示。 圖2 提升機(jī)主回路系統(tǒng)原理圖 主拖動(dòng)電機(jī)選擇：鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)盡管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、維護(hù)方便，但很難滿足提升機(jī)啟動(dòng)和調(diào)速性能的要求，因此，礦井提升機(jī)交流拖動(dòng)系統(tǒng)均選用繞線式異步電動(dòng)機(jī)作為主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)，繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻后能***啟動(dòng)電流和提高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，并能在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)速。地面變電所送來(lái)的二路6kv電源，一路工作，一路備用，經(jīng)tgg-6型高壓開(kāi)關(guān)柜的隔離開(kāi)關(guān)glk1、油開(kāi)關(guān)gyd、高壓換向器線路接觸器xlc的主觸頭、正向（或反向）接觸器zc（或fc）后到主電機(jī)的定子。在高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)還設(shè)有電壓互感器yh，失壓服扣線圈syq，電流互感器lh和過(guò)流脫扣線圈glq，用于失壓或過(guò)流保護(hù)。在syq線圈回路中還串聯(lián)接有緊急停車開(kāi)關(guān)jtk1和換向器室欄柵門閉鎖開(kāi)關(guān)lsk。 3.2 制動(dòng)回路設(shè)計(jì) 礦井提升機(jī)大多數(shù)采用繞線式異步電動(dòng)機(jī)來(lái)拖動(dòng)，且多數(shù)場(chǎng)合下采用有級(jí)切換轉(zhuǎn)子回路電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速。其制動(dòng)系統(tǒng)多采用可控硅動(dòng)力制動(dòng)和可調(diào)閘制動(dòng)系統(tǒng)。前者為電氣制動(dòng)，后者為機(jī)械制動(dòng)。提升機(jī)在減速段運(yùn)行中，當(dāng)速度在0～5%范圍內(nèi)，電氣制動(dòng)起作用，可調(diào)閘不起作用；當(dāng)超速在5%～10%范圍內(nèi)，電氣制動(dòng)限幅，并維持***大制動(dòng)功率，同時(shí)可調(diào)閘起作用，總制動(dòng)力矩增大；當(dāng)超速10%時(shí)，過(guò)速繼電器gsj1作用于安全回路，可調(diào)閘將提升機(jī)滾筒閘住。 晶閘管動(dòng)力電源裝置主要有兩部分組成，一部分為主回路，另一部分為觸發(fā)回路。本文設(shè)計(jì)中采用kzg型三相可控硅動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)。此系統(tǒng)為單閉環(huán)動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)，系統(tǒng)方框圖如圖3所示，從圖中可以看出速度偏差控制和腳踏控制是“或”的關(guān)系，哪個(gè)信號(hào)大，就允許哪個(gè)信號(hào)通過(guò)，亦即相應(yīng)的控制方式發(fā)揮作用。因此，單閉環(huán)控制時(shí)司機(jī)可以腳踏制動(dòng)進(jìn)行控制，而在腳踏控制時(shí)，如提升機(jī)超速，閉環(huán)系統(tǒng)又可起監(jiān)視保護(hù)作用。 圖3 單閉環(huán)動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)方框圖 3.3 速度給定回路 速度給定方式就是按行程原則產(chǎn)生速度給定信號(hào)。在礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)中，通常是采用凸輪板給定方法，即由凸輪板控制自整角機(jī)的輸出電壓。由于自整角機(jī)沒(méi)有可滑動(dòng)的觸點(diǎn)，因此電壓變化較平穩(wěn)，工作較可靠，維護(hù)量較小。原理圖如圖4所示。 圖4 速度給定電路 自整角機(jī)作為給定裝置應(yīng)用時(shí)是將激磁繞組通以單相110伏交流電，在三相同步繞組中任取兩相的輸出作為給定電壓的輸出。其輸出電壓為交流，如需要直流則應(yīng)通過(guò)橋式整流輸出。 .4 動(dòng)力制動(dòng)回路 晶閘管整流器及其觸發(fā)裝置成套地裝在電源柜中，動(dòng)力制動(dòng)電源裝置輸出電壓的大小與觸發(fā)裝置輸入的控制信號(hào)電壓的高低有關(guān)。 圖5 動(dòng)力制動(dòng)電壓形成回路 控制信號(hào)電壓由兩個(gè)回路組成一個(gè)或門電路，如圖5所示。只要其中之一達(dá)到觸發(fā)要求時(shí)，即可使晶閘管觸發(fā)起制動(dòng)作用。這兩個(gè)回路，一個(gè)是由實(shí)際速度與給定速度形成的速度偏差值，自動(dòng)控制cf3磁放大器的輸出和動(dòng)力制動(dòng)輸出，另一條回路由司機(jī)控制自整角機(jī)cd2的輸出以實(shí)現(xiàn)人工調(diào)節(jié)。 在人工控制動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，由司機(jī)控制腳踏板帶動(dòng)自整角機(jī)cd2發(fā)生控制電壓。調(diào)整時(shí)應(yīng)使其與磁放大器cf3的輸出相配合。當(dāng)腳跟剛剛踩下，腳尖尚未下踏時(shí)，相當(dāng)于控制開(kāi)關(guān)閉和，使dzc得電吸合，晶閘管動(dòng)力制動(dòng)投入，但此時(shí)自整角機(jī)cd2輸出很小，動(dòng)力制動(dòng)電流***小。當(dāng)司機(jī)腳尖踏下后，自整角機(jī)cd2輸出***大。 在腳踏動(dòng)力制動(dòng)與cf3輸出回路中，分別由z1和z2兩個(gè)二極管組成一個(gè)或門電路，此兩種控制信號(hào)成并聯(lián)關(guān)系，互不影響。 3.5 行程檢測(cè)與顯示 利用旋轉(zhuǎn)編碼器將提升機(jī)的運(yùn)行位置轉(zhuǎn)化為脈沖，plc對(duì)此脈沖進(jìn)行高速計(jì)數(shù)，通過(guò)相應(yīng)的計(jì)算自動(dòng)生成提升機(jī)位置的相關(guān)數(shù)據(jù)，傳送到plc內(nèi)部高速計(jì)數(shù)器的存儲(chǔ)單元。為了提高計(jì)數(shù)器的脈沖精度，選用日本omron公司的e6c-cwsc型可逆旋轉(zhuǎn)編碼器，其脈沖準(zhǔn)確精度高，在低速時(shí)不會(huì)丟失脈沖。 為了便于提升機(jī)司機(jī)操作，提升機(jī)電控系統(tǒng)需設(shè)置可靠的行程顯示裝置（又稱深度指示器）用于顯示提升容器在井筒中的位置。本文設(shè)計(jì)根據(jù)編碼器所測(cè)的運(yùn)行距離（0～570m），采用3個(gè)led七段顯示器作為提升機(jī)位置的顯示。 圖6 plc數(shù)字顯示電路 圖6所示電路中，用具有鎖存，譯碼，驅(qū)動(dòng)功能的芯片cd4513驅(qū)動(dòng)共陰極led七段顯示器，三只cd45 -13的數(shù)據(jù)輸入端a～d共用可編程控制器的4個(gè)輸出端，其中a為***低位，d為***高位。le是鎖存使能輸入端，在le信號(hào)的上升沿將數(shù)據(jù)輸入端輸入的bcd數(shù)鎖存在片內(nèi)的寄存器中，并將該數(shù)譯碼后顯示出來(lái)。如果輸入的不是十進(jìn)制數(shù)，顯示器熄滅。le為高電平時(shí)，顯示的數(shù)不受數(shù)據(jù)輸入信號(hào)的影響。顯然，n個(gè)顯示器占用的輸出點(diǎn)數(shù)為：4 n。 3.6 輔助回路設(shè)計(jì) 輔助回路是用于對(duì)輔助設(shè)備進(jìn)行供電和控制的。輔助回路的電源電壓為交流380v，兩回路供電。輔助回路所帶負(fù)荷有：晶閘管動(dòng)力制動(dòng)電源裝置、制動(dòng)油泵電動(dòng)機(jī)、潤(rùn)滑油泵電動(dòng)機(jī)等。 4 提升機(jī)主電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電阻計(jì)算 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電阻的計(jì)算，對(duì)提升設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)有著重要的作用。進(jìn)行啟動(dòng)電阻計(jì)算時(shí)，首先應(yīng)確定預(yù)備級(jí)級(jí)數(shù)和加速級(jí)級(jí)數(shù)。因?yàn)樗x的級(jí)數(shù)直接影響到***大切換力矩的增大或減小及平均啟動(dòng)加速度的提高或降低，甚至由于過(guò)載能力不夠而需加大電動(dòng)機(jī)容量，故應(yīng)***考慮，選出經(jīng)濟(jì)合理的級(jí)數(shù)。一般情況下，預(yù)備級(jí)級(jí)數(shù)和加速級(jí)級(jí)數(shù)的選擇見(jiàn)附表所示。 三相平衡啟動(dòng)電阻的計(jì)算方法很多，但基本上可分為兩種類型：一類是按給定加速度來(lái)計(jì)算啟動(dòng)電阻，另一類是以充分利用電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力為出發(fā)點(diǎn)來(lái)計(jì)算。因***類方法計(jì)算簡(jiǎn)便準(zhǔn)確，故本文中采用此方法計(jì)算。 5 plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5.1 主控plc控制電路設(shè)計(jì) 根據(jù)提升機(jī)的運(yùn)行方式和煤礦企業(yè)的固有特點(diǎn)，國(guó)產(chǎn)礦井提升機(jī)電控制系統(tǒng)中應(yīng)用plc也發(fā)展很快。但從現(xiàn)場(chǎng)使用情況來(lái)看，目前，在國(guó)產(chǎn)煤礦提升機(jī)控制系統(tǒng)中，plc主要用于處理開(kāi)關(guān)量，以替代老式提升機(jī)控制系統(tǒng)中眾多的繼電器、接觸器、復(fù)雜的連線以及信號(hào)顯示系統(tǒng)，而涉及到提升機(jī)安全運(yùn)行的制動(dòng)系統(tǒng)中的模擬量和自動(dòng)調(diào)節(jié)過(guò)程，大多還是通過(guò)用半導(dǎo)體器件、運(yùn)算放大器等可調(diào)閘和可控硅動(dòng)力制動(dòng)的普通電子模式來(lái)處理。使用過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)零點(diǎn)漂移、電子元件損壞，并且存在維修及重新調(diào)試難、可靠性差等缺點(diǎn)，因而使提升機(jī)電控系統(tǒng)的可靠性降低。針對(duì)上述問(wèn)題，深入研究用plc控制煤礦提升機(jī)控制系統(tǒng)是非常必要的。 本文中主控單元可編程序控制器（plc）設(shè)計(jì)，由一個(gè)cpu226主機(jī)和兩片i/o擴(kuò)展模塊em223和em222組成，設(shè)計(jì)含有40個(gè)輸入點(diǎn)40個(gè)輸出點(diǎn)， 則具體i/o接線如圖7所示。 圖7 主控plc電路及擴(kuò)展i/o接線 5.2 plc控制軟件設(shè)計(jì) 圖8 主程序控制流程圖 plc控制軟件主程序流程圖如圖8所示。 （1） 初始化子程序用于對(duì)高速計(jì)數(shù)器hsc0和hsc1進(jìn)行以下操作：寫控制字， 定義工作模式，清零， 寫設(shè)定值， 設(shè)置定時(shí)中斷， 連接中斷， 啟動(dòng)計(jì)數(shù)。 （2） 制動(dòng)油泵、潤(rùn)滑油泵、動(dòng)力制動(dòng)電源、五通閥電磁鐵、四通閥電磁鐵和安全閥電磁鐵等的控制屬于交流提升機(jī)安全運(yùn)行所需輔助設(shè)備的控制。 （3） 制動(dòng)油過(guò)壓信號(hào)、制動(dòng)油過(guò)熱信號(hào)和潤(rùn)滑油過(guò)壓信號(hào)的顯示控制用于交流提升機(jī)工作狀態(tài)的顯示控制。 （4） 調(diào)繩閉鎖回路是在調(diào)繩過(guò)程中起安全保護(hù)作用。雙卷簡(jiǎn)提升機(jī)換水平調(diào)繩時(shí)，調(diào)繩轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)1hk-3斷開(kāi)，使調(diào)繩連鎖環(huán)節(jié)串入安全回路。正常運(yùn)行時(shí)，lhk-3接通，調(diào)繩連鎖不起作用。 （5） 提升信號(hào)回路用于對(duì)交流提升電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)或減速作好準(zhǔn)備。 （6） 位置測(cè)量子程序用于測(cè)量提升機(jī)在礦井中的位置。 （7） 行程顯示子程序根據(jù)旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖個(gè)數(shù)來(lái)顯示當(dāng)前的行程位置。 （8） 減速信號(hào)回路和減速信號(hào)鈴用于減速控制并且發(fā)出鈴聲提示信號(hào)。 （9） 自動(dòng)換向工作回路和手動(dòng)正反轉(zhuǎn)工作回路分別用于自動(dòng)和手動(dòng)方式下對(duì)交 流提升電動(dòng)機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)控制。 （10） 安全回路用于防止和避免交流提升機(jī)發(fā)生意外事故。 （11） 定時(shí)器控制回路和轉(zhuǎn)子電阻通斷控制用于交流提升電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)或減速時(shí)的轉(zhuǎn)子電阻切換控制。 （12） 動(dòng)力制動(dòng)回路用于動(dòng)力制動(dòng)電源的投入與切除控制。 （13） 腳踏制動(dòng)聯(lián)鎖和工作閘繼電器用于交流提升電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制。 結(jié)束語(yǔ) 提升機(jī)的控制系統(tǒng)采用plc控制與tkd-a控制系統(tǒng)結(jié)合的方式， 具有可靠、安全、實(shí)現(xiàn)方便等優(yōu)點(diǎn)。采用plc實(shí)現(xiàn)提升機(jī)主要控制邏輯， 增加控制功能，實(shí)現(xiàn)***自動(dòng)化生產(chǎn)。其關(guān)鍵是充分發(fā)揮plc的優(yōu)勢(shì)， 利用其綜合測(cè)控機(jī)制， 解決好測(cè)速、保護(hù)等問(wèn)題， 實(shí)現(xiàn)與原系統(tǒng)的良好銜接， 提高系統(tǒng)的綜合性能， 達(dá)到低投入高產(chǎn)出。從系統(tǒng)的應(yīng)用情況看仍存在一些需進(jìn)一步完善的問(wèn)題如：網(wǎng)絡(luò)通信功能和先進(jìn)控制技術(shù)及策略如智能控制等，在現(xiàn)有plc技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)行功能擴(kuò)充，將會(huì)進(jìn)一步提高我國(guó)礦井提升電控系統(tǒng)的現(xiàn)代化水平。
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2012-10
中壓變頻高低高技術(shù)方案
中壓變頻高低高技術(shù)方案 1. 前言 交流變頻調(diào)速技術(shù)是現(xiàn)代化電氣傳動(dòng)的主要發(fā)展方向之一，它不僅調(diào)速性能優(yōu)越，而且節(jié)能效果良好。實(shí)踐證明，驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)、水泵的大、中型籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，采用交流變頻調(diào)速技術(shù)，節(jié)能效果顯著，控制水平也大為提高。 在中壓變頻傳動(dòng)產(chǎn)品中，ABB公司在小功率和高壓（6KV、10KV）應(yīng)用場(chǎng)合現(xiàn)階段以采用高－低－高方式為主。 高－低－高中壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的工作原理是采用降壓變壓器將電網(wǎng)電壓降低，經(jīng)由低壓變頻器，再經(jīng)過(guò)升壓變頻器控制中壓電機(jī)。 l 優(yōu)點(diǎn)： 1、 價(jià)格便宜，約為直接高壓變頻器的70%左右； 2、 可靠性高，由于ABB低壓（380，690V）變頻器技術(shù)已十分成熟，可靠性很高，而與它配套的變壓器等設(shè)備都是高可靠性設(shè)備，所以整個(gè)系統(tǒng)的可靠性就很高； 3、 對(duì)電機(jī)的絕緣要求低，原有的老電機(jī)、電纜不須更換； 4、 不受供電電壓和電機(jī)電壓等級(jí)的***，電壓等級(jí)從2～13.8KV AC均可。 l 容量范圍： 現(xiàn)在的ABB低壓（如690v）變頻器雖可做到3000kw以上，但用于高低高系統(tǒng)，考慮到接線方面的問(wèn)題，用于600kw以下較為適合。 2. 高低高系統(tǒng)方案說(shuō)明 在高低高方案中，交流傳動(dòng)系統(tǒng)采用ABB公司的ACS800 Step-up/Sine Filter 交流變 頻器裝置以及配套的降壓變壓器、升壓變壓器、電機(jī)、電纜組成。 本方案提供的ACS800 Step-up/Sine Filter交流變頻器裝置具有正弦波濾波器，且可以通過(guò)設(shè)置參數(shù)來(lái)選擇不同的操作方式和各種功能。PLC和工業(yè)PC機(jī)與變頻控制器之間可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線適配器進(jìn)行通訊，也可以用端子點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式進(jìn)行控制，這需要用戶根據(jù)實(shí)際的工藝控制要求和現(xiàn)場(chǎng)的情況來(lái)決定。 2.1 ACS800 Step-up的構(gòu)成及功能 ACS800 Step-up/Sine Filter Drive 是ABB公司ACS800系列中的一員。ACS800 Step-up 的主要概念是用低壓變頻器控制中壓電機(jī)，Step-up應(yīng)用系統(tǒng)包括變頻器、正弦波濾波器、 變壓器、電纜和電機(jī)，它的靈活配置適應(yīng)于泵、風(fēng)機(jī)和潛水油泵等工業(yè)領(lǐng)域。ACS800 Step-up所包含的變頻器是ACS800標(biāo)準(zhǔn)變頻器模塊，從140KW至2500KW所有功率范圍都是IGBT功率模塊，并且在變頻器內(nèi)部設(shè)置了進(jìn)線電抗器，從而有效地抑制了高次諧波對(duì)電網(wǎng)的影響； ACS800 Step-up具有正弦波濾波器裝置，該濾波器能夠有效地濾掉高頻部分，使其輸出的正 弦波達(dá)到***無(wú)諧波，從而降低了升壓變壓器的制造費(fèi)用，并且提高了變壓器和電機(jī)的使用壽命；ACS800 Step-up與降壓變壓器和升壓變壓器配合使用去滿足各種電機(jī)電壓的要求(2-13KV)。ABB公司在Step-up傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用中具有豐富的經(jīng)驗(yàn)，自1981年以來(lái)已經(jīng)交付和運(yùn)行了上百套Step-up傳動(dòng)系統(tǒng)。 2.1.1 ACS800 Step-up 傳動(dòng)的特點(diǎn) ACS800高低高系統(tǒng)的特點(diǎn)： · 對(duì)電機(jī)電壓的適應(yīng)性。用戶可以根據(jù)實(shí)際情況選擇電機(jī)電壓。 · 合理的費(fèi)用。變壓器容量比沒(méi)有正弦波濾波器傳動(dòng)的要小。 · 不要求特殊的電機(jī)線圈絕緣。由于有正弦濾波器和變壓器的隔離作用不會(huì)產(chǎn)生軸承電流。 · 低電機(jī)噪音。輸出的電壓和電流為正弦波形。 · 允許長(zhǎng)的電機(jī)電纜。 · 安裝在浮地電網(wǎng)中。 · 通過(guò)輸出變壓器補(bǔ)償因?yàn)V波器引起的10%的壓降。 · 先進(jìn)的控制模式。 在工業(yè)風(fēng)機(jī)和泵應(yīng)用中其特點(diǎn)： · ***經(jīng)濟(jì)的應(yīng)用方案，由于采用了高科技的正弦濾波器和標(biāo)準(zhǔn)的輸出變壓器。 · ***的改造方式，因?yàn)檎也ǖ碾妷狠敵觥?· 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為50%的額定轉(zhuǎn)矩。 · 一般電纜***長(zhǎng)為300米。 · 在要求高的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和更長(zhǎng)的電機(jī)電纜時(shí)，需用特殊的變壓器。 在潛水泵應(yīng)用中其特點(diǎn)： · 提高了泵的使用壽命。 · 通過(guò)使用升壓變壓器可以得到100%的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 · 電機(jī)電纜可以長(zhǎng)達(dá)幾千米,電纜上的壓降可以通過(guò)輸出變壓器來(lái)補(bǔ)償。 2.1.2 ACS800 Step-up 傳動(dòng)的優(yōu)越性能 · 電源斷電時(shí)的運(yùn)行—ACS800將利用正在旋轉(zhuǎn)著的電機(jī)的動(dòng)能繼續(xù)運(yùn)行，只要電機(jī)旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生能量供給 ACS800，使其繼續(xù)運(yùn)行。 · IR補(bǔ)償功能—用于滿足高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。電壓提升補(bǔ)償在電纜、升壓變壓器和電機(jī)上的電阻損失。由于在0Hz時(shí)，電壓不能送至變壓器，故在ACS800 Step-up應(yīng)用中，必須使用特殊的IR 補(bǔ)償方法 。所有的IR補(bǔ)償是在滑差頻率下起動(dòng)。 · 自動(dòng)跟蹤起動(dòng)功能-- ACS800的自動(dòng)起動(dòng)特性超過(guò)一般變頻器的飛升起動(dòng)和積分起動(dòng)的性能，它能在極短的時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到電機(jī)的狀態(tài)并實(shí)施跟蹤起動(dòng)。當(dāng)電機(jī)工作在5Hz以上時(shí)，ACS800 Step-up可以不帶編碼盤實(shí)施跟蹤起動(dòng)。跟蹤起動(dòng)功能通過(guò)軟件設(shè)置，不需要任何外圍硬件配置。 · 堵轉(zhuǎn)功能—當(dāng)轉(zhuǎn)矩低于設(shè)定的限幅，并且在一定的時(shí)間內(nèi)電流高于特定的限幅時(shí)，電機(jī)被認(rèn)為堵轉(zhuǎn)并發(fā)出故障或報(bào)警信號(hào)。 · 電機(jī)缺相保護(hù)功能—如果所濾波的三相相電流中的一相絕對(duì)值低于設(shè)定值，缺相保護(hù)功能就要發(fā)出故障或報(bào)警信號(hào)。 · 接地保護(hù)功能—當(dāng)變壓器原邊或變壓器電纜出現(xiàn)接地現(xiàn)象時(shí)，發(fā)出接地故障或報(bào)警信號(hào)。 · 過(guò)載保護(hù)和欠載保護(hù)。 · 短路保護(hù)。 2.1.3 ACS800 Step-up 柜體裝置 ACS800 Step-up Drives-MNS 柜體(IP22)安裝了一個(gè)鉸鏈連接的前門， 門上裝有主熔 斷隔離開(kāi)關(guān)的操縱手柄，控制盤安裝組件，和其它一些可選件。冷卻空氣的通風(fēng)窗靠柵格擋著，防止異物進(jìn)入柜體。 ACS800 Step-up柜體內(nèi)配置了電源輸入熔斷隔離開(kāi)關(guān)，含快速熔芯，具有電源開(kāi)關(guān)和短路保護(hù)雙重功能，正弦波濾波器也裝于MNS柜體內(nèi)。同時(shí)輸入接觸器和急停保護(hù)回路作為可選項(xiàng)，用戶可以根據(jù)實(shí)際需要選擇。 2.2.3 可編程模擬輸出 ACS800提供了兩個(gè)可編程的電流輸出口。模擬輸出信號(hào)可以取反和濾波。***小電流可以是0mA或4mA。根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置。 依靠參數(shù)選擇，模擬輸出信號(hào)可以與下列量成正比，電機(jī)轉(zhuǎn)速，過(guò)程轉(zhuǎn)速（成比例的電機(jī)轉(zhuǎn)速），輸出頻率，輸出電流，電機(jī)轉(zhuǎn)矩，輸出電壓，應(yīng)用塊輸出（PID調(diào)節(jié)器輸出），給定，或給定差值（在給定和PID調(diào)節(jié)器的實(shí)際值之間的差）。 還可以通過(guò)通訊模塊（例如現(xiàn)場(chǎng)總線模塊）控制模擬輸出信號(hào)。可編程系統(tǒng)控制輸入 可編程系統(tǒng)控制輸入包括： 運(yùn)行允許信號(hào) 故障復(fù)位信號(hào) 系統(tǒng)控制輸入信號(hào)可以通過(guò)數(shù)字輸入口輸入或控制盤輸入，而運(yùn)行允許信號(hào)不能從控制盤給出。 這些信號(hào)也可以通過(guò)總線接受上位機(jī)傳送的信號(hào)。 2.2.4 模擬輸入 ACS800有三個(gè)可編程模擬輸入口：一個(gè)電壓輸入口和兩個(gè)電流輸入口。每個(gè)模擬輸入口都可以通過(guò)調(diào)整信號(hào)的***大/***小極限，濾波時(shí)間常數(shù)，信號(hào)取反選擇來(lái)處理。 ***小/***大設(shè)定 可選的***小值是0V/mA,2V/4mA或輸入調(diào)節(jié)。輸入調(diào)節(jié)允許ACS800***大信號(hào)值。 濾波 模擬輸入信號(hào)濾波時(shí)間常數(shù)由用戶自己調(diào)整，從0.01s到10s。 取反功能：***小模擬輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)***大給定，***大模擬輸入對(duì)應(yīng)***小給定。 這些信號(hào)也可以通過(guò)總線接受上位機(jī)傳送的信號(hào)。 2.2.5 保護(hù)功能 ACS800提供了幾種編程的故障保護(hù)功能和幾種非用戶調(diào)整的已編程的保護(hù)功能。 2.2.6 可編程故障保護(hù)功能 2.2.6.1 控制盤信號(hào)丟失 控制盤信號(hào)丟失功能定義了當(dāng)控制盤選作控制區(qū)時(shí)，在ACS800通訊中斷的情況下ACS800的動(dòng)作。 2.2.6.2 外部故障功能 帶有外部故障功能，通過(guò)定義一個(gè)數(shù)字輸入口作為外部聯(lián)鎖信號(hào)輸入，可以監(jiān)視外部故障。 2.2.6.3 電機(jī)過(guò)熱保護(hù) 可以激活電機(jī)過(guò)熱保護(hù)功能并選擇一個(gè)電機(jī)過(guò)熱保護(hù)模式來(lái)保護(hù)電機(jī)防止過(guò)熱。 電機(jī)過(guò)熱保護(hù)模式一種是基于電機(jī)溫度熱模型，另一種基于電機(jī)溫度傳感器元件過(guò)溫指示。 電機(jī)溫度熱模型 ACS800使用下列假設(shè)來(lái)計(jì)算電機(jī)的溫度： 電機(jī)的環(huán)境溫度是30℃。 電機(jī)的溫度使用用戶自定義或自動(dòng)計(jì)算電機(jī)過(guò)熱時(shí)間和電機(jī)負(fù)載曲線。當(dāng)環(huán)境溫度高于30℃，負(fù)載曲線應(yīng)有所調(diào)整。 注意：用戶自定義模型可用于ACS800-07-0490-6及以上功率等級(jí)的單元。 熱模型通過(guò)設(shè)置電機(jī)過(guò)熱時(shí)間為350，700，1050秒提供了等價(jià)于標(biāo)準(zhǔn)10級(jí)，20級(jí)，30級(jí)的過(guò)熱繼電保護(hù)。 2.2.6.4 堵轉(zhuǎn)保護(hù)功能 ACS800在電機(jī)發(fā)生堵轉(zhuǎn)時(shí)保護(hù)電機(jī)。可以調(diào)整監(jiān)視極限（頻率，時(shí)間），選擇傳動(dòng)如何動(dòng)作（警告顯示/故障顯示和停止傳動(dòng)/不反應(yīng)）。 如果下列條件都滿足，堵轉(zhuǎn)保護(hù)功能將被激活： 1）ACS800輸出頻率低于用戶設(shè)定的堵轉(zhuǎn)頻率極限。 2）電機(jī)轉(zhuǎn)矩上升到由ACS800軟件計(jì)算得到是***大允許值。這個(gè)極限不斷地變化，這是由于變頻器軟件計(jì)算的電機(jī)溫度不斷變化。 3）條件1和2已經(jīng)超過(guò)了用戶設(shè)置的時(shí)間（堵轉(zhuǎn)時(shí)間極限）。 2.2.6.5 欠載保護(hù)功能 欠載可以作為故障指示出來(lái)。ACS800提供了一個(gè)欠載功能來(lái)保護(hù)機(jī)械設(shè)備，在負(fù)載丟失時(shí)發(fā)出信號(hào)。可選擇為：報(bào)警/報(bào)故障&停止傳動(dòng)/不反應(yīng)。 如果下列條件同時(shí)滿足，欠載保護(hù)功能將被激活： 1） 電機(jī)負(fù)載低于用戶選擇的欠載曲線（五個(gè)選項(xiàng)）。 2） 電機(jī)負(fù)載低于用戶選擇的欠載曲線的時(shí)間超過(guò)用戶設(shè)定時(shí)間（欠載時(shí)間）。 2.2.6.6 電機(jī)缺相保護(hù)功能 缺相功能監(jiān)視電機(jī)電纜的連接狀態(tài)。這個(gè)功能在電機(jī)起動(dòng)時(shí)特別有用。ACS800檢測(cè)是否電機(jī)任意一相沒(méi)有連接或是不起動(dòng)。缺相功能也在正常運(yùn)行下監(jiān)視電機(jī)連接狀態(tài)。 用戶可以定義在缺相時(shí)的傳動(dòng)動(dòng)作。選項(xiàng)是故障顯示，停止，或無(wú)反應(yīng)。 2.2.6.7 接地故障保護(hù) 接地故障保護(hù)監(jiān)視電機(jī)，電機(jī)電纜和變頻器的接地故障。接地故障判別是基于在變頻器的輸入端的電流互感器對(duì)接地保護(hù)泄漏電流的測(cè)量。發(fā)生接地故障時(shí)，該功能可以選擇為停止傳動(dòng)，給出故障顯示，傳動(dòng)繼續(xù)運(yùn)行或忽略接地故障。 2.2.6.8 通訊故障功能 通訊故障功能監(jiān)測(cè)ACS800與外部控制設(shè)備（例如現(xiàn)場(chǎng)總線適配器模塊）之間的通訊。 用戶可以定義當(dāng)通訊丟失時(shí)傳動(dòng)的動(dòng)作，以及設(shè)定動(dòng)作的延時(shí)。用戶還可以定義ACS800繼電器或模擬輸出口指示通訊連接的是否處于故障狀態(tài)。 2.2.7 已編程的保護(hù)功能 不能由用戶改變的ACS800的已編程保護(hù)功能： 2.2.7.1 過(guò)流 過(guò)流跳閘極限是3.5*I2hd ( I2hd 為額定輸出電流，重載使用)。 2.2.7.2 直流過(guò)壓 2.2.7.3 直流欠壓 2.2.7.4 過(guò)溫 ACS800監(jiān)視逆變器模塊的溫度。如果逆變器模塊溫度超過(guò)115℃，給出警告。過(guò)溫跳閘極限是125℃。 2.2.7.5 短路 ACS800具有獨(dú)立監(jiān)視電機(jī)電纜和逆變器短路保護(hù)的功能。如果短路發(fā)生，傳動(dòng)將不會(huì)起動(dòng)，并顯示故障。 2.2.7.6 過(guò)頻 如果ACS800輸出頻率超過(guò)預(yù)設(shè)值，傳動(dòng)停止，顯示故障。預(yù)設(shè)值是超過(guò)***大絕對(duì)轉(zhuǎn)速極限（在DTC模式下）或***大頻率極限。 2.2.7.7 I/O控制板內(nèi)部故障 如果應(yīng)用電機(jī)控制板（RAMC）不能與I/O控制板（RIOC）或擴(kuò)展I/O板（數(shù)字I/O擴(kuò)展板或模擬I/O擴(kuò)展板）通訊，傳動(dòng)停止，并顯示故障。 2.2.7.8 內(nèi)部故障 如果ACS800檢測(cè)到內(nèi)部故障，傳動(dòng)將停止，并顯示故障。 2.2.8 其它特性 有模擬和數(shù)字接口擴(kuò)展模板以及多種現(xiàn)場(chǎng)總線適配器可供選擇。內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器可以方便實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。 2.2.9 極限 ACS800可以設(shè)定轉(zhuǎn)速，電流（***大），轉(zhuǎn)矩（***大）和直流電壓的極限。 2.2.10 功率極限 ***大允許電機(jī)功率是1.5*Phd。如果超過(guò)了這個(gè)極限，電機(jī)轉(zhuǎn)矩自動(dòng)地受***。這個(gè)功能保護(hù)了ACS800的內(nèi)部整流橋防止過(guò)載。 2.2.11 自動(dòng)復(fù)位 ACS800可以在過(guò)流，過(guò)壓，欠壓和AI口為手動(dòng)復(fù)位。 2.2.12 參數(shù)鎖定 由參數(shù)16組完成參數(shù)鎖定設(shè)定工作。 2.3 降壓變壓器 降壓變壓器采用干式整流變壓器。考慮到系統(tǒng)的冷卻，變壓器與變頻器分開(kāi)布置。 變壓器電壓根據(jù)用戶不同的電源參數(shù)（6KV、10KV）定制。 變壓器電壓調(diào)整范圍：±2x2.5% 變壓器一次側(cè)額定頻率：50±5%Hz 絕緣等級(jí)：H級(jí) 防護(hù)等級(jí)：IP20（帶罩） 冷卻方式：自冷 連接方式：電纜進(jìn)線（下進(jìn)下出） 色標(biāo)：RAL7032 2.4 升壓變壓器 升壓變壓器在高-低-高變頻應(yīng)用配置中占據(jù)主要的環(huán)節(jié)。大多數(shù)品牌的變頻器在高-低-高應(yīng)用中，其輸出側(cè)不含有正弦波濾波器，因此對(duì)升壓變壓器的制造和性能提出了很高的要求，必須特殊設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，增加了投資成本。而ACS800 Step-up傳動(dòng)裝置含有正弦波濾波器，提高了升壓變壓器和電機(jī)使用壽命，并且降低了投資。由于正弦波濾波器在工作時(shí)會(huì)造成輸出電壓的下降，此損失的電壓要由升壓變壓器來(lái)補(bǔ)償。同時(shí)考慮變壓器到電機(jī)電纜阻抗壓降和電機(jī)內(nèi)的阻抗壓降，變壓器副邊電壓也要適當(dāng)提高。 升壓變壓器采用干式變壓器。考慮到系統(tǒng)的冷卻，變壓器與變頻器分開(kāi)布置。 變壓器電壓根據(jù)用戶不同的電機(jī)參數(shù)（6KV、10KV）定制。 變壓器電壓調(diào)整范圍：±2x2.5% , 變壓器一次側(cè)額定頻率：50±5%Hz 絕緣等級(jí)：H級(jí) 防護(hù)等級(jí)：IP20（帶罩） 冷卻方式：自冷 連接方式：電纜進(jìn)線（下進(jìn)下出） 色標(biāo)：RAL7032 3. 質(zhì)量保證及考核方法 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)： 以ABB公司提供的產(chǎn)品樣本中的技術(shù)數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。 供方提供的ABB設(shè)備符合IEC標(biāo)準(zhǔn)，外購(gòu)件符合國(guó)標(biāo)要求. 考核方法： 以供方提供的調(diào)試軟件所記錄的有關(guān)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的數(shù)據(jù)和有關(guān)圖形作為 考核依據(jù)， 需方進(jìn)行考核。 2.2 ACS800 Step-up變頻器技術(shù)參數(shù) 2.2.1 加速和減速積分 ACS800提供了兩個(gè)用戶選擇的加速和減速積分。可以調(diào)整加減速時(shí)間（0到1800S）和選擇積分類型。能夠通過(guò)控制一個(gè)數(shù)字輸入口，在兩個(gè)設(shè)定的積分時(shí)間之間進(jìn)行切換。 可選的積分類型是線性曲線和S形曲線： Linear