1、絞車調(diào)速電控系統(tǒng)的硬件設(shè)計分析
1.1主控制電路設(shè)計
絞車調(diào)速電控系統(tǒng)的硬件設(shè)計中主控制電路設(shè)計是一項非常重要的部分，其中包括了很多不同的組成部分，可以分為感應(yīng)型電動機、電路保護器、變頻器等等。其中主控制電路中的每個部分都是不可缺少的重要部分，而控制器的外部電路需要接受來自PLC的控制信號部分、聲光報警電路、制動控制等幾種電路，不同電路之間的結(jié)合也要相互協(xié)調(diào)。
1.1.1系統(tǒng)變頻器容量理論計算
系統(tǒng)變頻器容量理論計算需要按照具體的標準來進行，絞車在運行過程中，對速度的控制是以實際操作需求為基本標準的，因此在進行變頻器的容量設(shè)計時，就需要考慮到各種因素的影響。而系統(tǒng)變頻器容量理論的計算通常也有幾種不同的計算方法，一般情況下變頻器容量大小對于系統(tǒng)的影響會直觀的體現(xiàn)出來，并且通過不同的方式來進行計算才能夠保證科學(xué)性。
變頻器的容量大小對系統(tǒng)的影響較為直接，有必要計算出系統(tǒng)所需變頻器的容量大小。以某煤礦上山絞車為例，目前采用的電控系統(tǒng)是交流繞線式電機串電阻調(diào)速系統(tǒng)。詳細的系統(tǒng)參數(shù)如下：絞車為重型機械公司制造的絞車控制提升機，絞車卷筒直徑為1.8m，電動機轉(zhuǎn)速為790r/min，比速接近1：28;絞車的實驗場所在該礦的西翼09采區(qū)上山處，該上山斜坡道長度900m，坡度約為17°，電機功率455kW，供電電壓660V。
系統(tǒng)設(shè)計是在原有的絞車系統(tǒng)上改造，從節(jié)約設(shè)計成本的角度出發(fā)，原有的繞線電機繼續(xù)利用。在變頻器容量選擇上取容量系數(shù)為1.4，根據(jù)相關(guān)理論計算得到變頻器容量最小值為455×1.3=590kW。SAP500G系列變頻器采用電流矢量控制技術(shù)，能夠輸出200%的額定轉(zhuǎn)矩，并具備內(nèi)置PLC程序控制運行功能，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的相關(guān)操作和電路自保護的電氣功能，在礦井絞車電機的驅(qū)動應(yīng)用十分廣泛。根據(jù)變頻器所需容量，查賽普變頻器手冊:選擇賽普的SAP500G-450-T6-AA通用變頻器，其標稱參數(shù)為：三相660V，450kW。
1.1.2聲、光報警電路設(shè)計
聲、光報警部分，由故障報警燈JD、故障報警鈴JL、報警自鎖繼電器BJ線圈及其常開觸點和自鎖解除按鈕A6組成。由SAP500G變頻器內(nèi)部檢測電路及來自PLC的故障繼電器K3共同控制變頻器內(nèi)部故障繼電器輸出端子TC與TA的閉合與斷開來實現(xiàn)聲光報警。
1.1.3外接制動控制
外接制動控制設(shè)計需要在聲、光報警電路設(shè)計之后進行，其中設(shè)計的主要思路也要按照之前的內(nèi)容來加以承接和完善，并且保證設(shè)計的科學(xué)性和合理性。外接制動控制主要用于吸收變頻器中拖動的電動機在制動時回饋至變頻器直流母線上的能量，以防止變頻器過壓保護停機;另外，幫助電動機快速制動，以免大負載時蠕動現(xiàn)象造成危險后果。根據(jù)手冊選擇制動單元型號：SAP5U-500-AA6。
1.2絞車PLC調(diào)速控制電路設(shè)計
對于絞車PLC調(diào)速控制電路設(shè)計是一項非常重要的步驟，其設(shè)計質(zhì)量的好壞也決定著變頻技術(shù)在煤礦絞車電控系統(tǒng)中的應(yīng)用質(zhì)量，因此本文對于PLC控制電路的設(shè)計也進行了針對性的論述。PLC控制部分電路是礦井絞車電控系統(tǒng)的核心，主要控制部分電路也可以參考相應(yīng)的標準。主要由可編程邏輯控制器、繼電電路、操作臺、電壓電流檢測、旋轉(zhuǎn)編碼器和各種輸入控制按鈕組成。
其功能是對絞車的工作狀態(tài)進行實時監(jiān)控，控制絞車按照預(yù)定的力圖和速度圖，根據(jù)運行方式對變頻器實現(xiàn)S形速度曲線給定控制，完成絞車的啟動、減速、爬行、停車的自動運行，保障絞車的安全、經(jīng)濟、可靠運行?？紤]到煤礦井下的環(huán)境復(fù)雜多變，主控制器PLC選擇目前市場主流的S7-300系列的產(chǎn)品，S7-300由導(dǎo)軌、電源模塊、處理器模塊、信號接法收模塊和擴展槽等等模塊組成，不同模塊的選擇和結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場的各種控制需求。模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，讓現(xiàn)場技術(shù)人員，能夠快速準確的選擇自己所需要的控制命令，編制出自己需要的控制代碼。絞車PLC控制電路通過控制電源的頻率輸出控制，從而實現(xiàn)絞車在提升時，整個系統(tǒng)的啟動、加速、停止等絞車變頻調(diào)速動作。
2、絞車調(diào)速電控系統(tǒng)軟件設(shè)計
軟件設(shè)計主要是對PLC進行編程，以實現(xiàn)不同工況下的頻率輸出控制，控制程序流程要以具體的規(guī)范標準為準。當系統(tǒng)上電后，首先進行系統(tǒng)初始化，然后系統(tǒng)自檢，自檢通過后對開機信號進行檢測，接收到啟動信號后，進行運行方向判斷，系統(tǒng)開始加速段運行,到達工頻運行點后轉(zhuǎn)入工頻運行，到達減速點后減速運行，當?shù)竭_停車點時抱閘停車，等待下一個運行指令的下達。運行過程中如出現(xiàn)異常工作狀態(tài)，則進行系統(tǒng)保護并報警。在絞車調(diào)速電控系統(tǒng)軟件設(shè)計中不僅要對PLC進行編程，還要重視具體的執(zhí)行標準，其中系統(tǒng)自檢的方法要以實際的要求為基本前提，并且在絞車實際運行時還要進行相應(yīng)的測試，保證能夠達到標準使用要求后，才能夠?qū)υO(shè)計軟件的使用性能進行確定。
3、結(jié)束語
變頻器應(yīng)用在煤礦絞車電機李的使用，在未來的一段時間內(nèi)，大功率、小型化的相關(guān)器件的成功研發(fā)，前景將會十分的廣泛，現(xiàn)代化煤礦的建設(shè)也將有完善的變頻技術(shù)支撐。
