毕业论文答辩

1、专业：机电一体化年级：机电一体化1101班姓名：指导教师：基于PLC和变频器控制的皮带传动系统前 言Page 2 安全生产是保障煤矿行业持续快速法阵的头等大事，在我国煤矿多为井下开采，作业环境恶劣，并伴有瓦斯突出、瓦斯爆炸以及水灾水患、矿山压力等自然灾害，大小事故时有发生。煤矿井下电气设备的使用存在很多的安全隐患，其中最为严重的是电气设备的保护功能不能发挥作用，因此井下防爆变频器的应用至关重要，防爆变频器适用于含有易燃性气体的煤矿井下，应用于大型提升机，皮带运输机鞥设备，具有显著的节能效果，实现安全经济运行。1.2型式1.1概述二、电控系统设计说明2.1系统组成目 录 ContentsPage

2、 3一.设计方案介绍2.4硬件连接图2.3变频器原理图2.5调速原理2.6变频器物理构成目 录 ContentsPage 42.2原理图概况2.8保护部分目 录 ContentsPage 52.7技术特点一、设计方案介绍Page 71.1概述 BPJ7系列矿用隔爆兼本质安全型交流变频器是一种集真空磁力起动器、数字式变频调速装置及相关的散热技术为一体的高新技术产品。该产品适用于交流50Hz、额定电压660V的异步电动机重负荷软起动、软停车和运行过程控制，具有起动电流小、起动速度平稳、起动性能可靠、对电网冲击小等优点，其起动曲线有“S”型和线性二种。该曲线可根据现场实际工况进行调整，从而减少起动时

3、对设备的动张力。此外，变频器具有在线控制功能，可根据电机的负荷变化，调整电机工作电源电压和频率，从而达到所需转矩。具有明显的节能效应，可实现经济运行。随着煤矿自动化程度的不断提高，变频器正以其节能、高效、安全、可靠的特点，逐渐成为今后煤矿电机设备调速控制的发展方向，并得以广泛的应用。Page 81.2、型式防爆型式：隔爆兼本质安全型ExdibI。恒转矩型的变频器分连续工作制和短期工作制，由用户根据控制对象调整、选择。变频器控制型式：恒转矩型、变转矩型、四象限矢量控制型。连续工作方式时，变频控制器在线工作；短期工作方式时，变频仅在起动和停止时工作。低频启动：自动转矩补偿，重载起动时低速满转矩，1

4、50%额定转矩。二、电控系统技术说明Page 9BPJ3系列矿用隔爆兼本质安全型交流变频器2.1、系统组成根据用户对井下绞车交流变频电控系统技术要求，本系统由调速、控制、保护及通讯等四大部分组成。操作台变频器触摸屏变频绞车电控箱盘型闸液压泵站润滑泵站深度指示器信号轴编码器2.2、原理图概况Page 11单击添加段落文字Page 122.3变频器原理图2.4硬件连接图频调速是电机调速的主要技术。交流电动机转速的表达式为： n= 60f（1-s）/p其中：f定子供电电源的频率 p电动机的极对数 s电动机的转差率。由上式可知，当平滑地改变f时，n也可得到平稳的改变。所以，变频调速技术的关键是如何获得

5、频率可变的大功率供电电源。Page 142.5、调速原理2.6、变频器物理构成核心部件集成模块综合装置输入电抗集成大模块，660V电压用IGBT耐压1700V，电流600A；输入加电抗器，以改善逆变输出波形，同时能抑制对周围其他设备的干扰信号 。EMC是一个综合装置，包括输入共模滤波器、电抗器、输出电抗器、正弦滤波器及抗高频干扰的磁环等（用户可根据实际需要选择配置）。Page 15核心部件是西门子工程型矢量控制的四象限变频器作为整流回馈单元；ABB原装进口的ACS800提升机专用变频器作为逆变单元。2.7、技术特点Page 16125346自动换向变频技术先进的机械制动应用技术先进的矢量控制技

6、术。变频器具有许多诊断和保护功能先进的IGBT功率模块，功率损耗小。具有PROFIBUS-DP通讯接口，便于和PLC及上位机通讯组网；技术特点Page 17s矢量控制技术将直流控制中的双闭环（速度环、电流环）调节控制通过一系列矢量变换后用于交流三相电机的控制，使交流三相异步电机的调速性能近似于直流电机，其调速精度高，性能好。先进的矢量控制技术。自动换向变频技术四象限运行，当电动机减速制动时，从逆变器返回的再生功率使变频控制装置内直流母线电压升高，变频控制装置内控制芯片发出指令，使输入电流相位与电源电压相位相反将电动机再生能量反馈到电网中，实现电动机的能量再生制动。Page 18先进的机械制动应

7、用技术变频器具有以下诊断和保护功能：在绞车控制系统中要求变频器在四个象限运行、200%力矩启动、启动次数频繁等苛刻条件下工作，变频器如果在没有力矩输出时就打开抱闸是很危险的，不符合煤矿提升绞车安全检验规范的要求。ABB的机械制动采用电流互感器检测输出电流，进行向量分解以检测电机定子磁场位置，经计算反馈给控制处理器CPU，经CPU运算后并通过专用ASIC电路发出控制信号，触发门极驱动器来控制IGBT桥的PWM调制电压、频率的。整个过程在极短时间内循环完成一次。当输出力矩足够大（大于150%）时打开抱闸，运行时电机出力将自动保持在能够克服的摩擦力和运行的加速度上。 失压检测与脱扣；过压检测与脱扣；

8、过流检测与脱扣；温度过高检测与脱扣；外部脱扣信号检测与脱扣；变频器输出端短路检测与脱扣；接地故障检测与脱扣；电动机失速保护；32条故障信息缓冲区；32条报警信息缓冲区；2.8保护部分安全回路冗余根据JB8516-1997安全回路设计应为双线冗余制的规定，系统采用双PLC加硬安全回路继电器真正实现“双线制”冗余控制和安全保护。对安全回路、恒速超速、减速超速、过卷等重大故障均采用软硬件冗余设计和多重保护。当系统出现重故障时，PLC程序中的安全回路被断开，作用于安全继电器并执行二级制动或紧急制动（一级制动）。 绞车位置的行程和速度检测系统满足行程和速度检测范围，检测精度不低于0.05m，并具有下列显

9、示形式：数字式显示表显示。人机界面数字、模拟图形（如棒图、状态图）显示。 自动减速功能系统能自动发送减速控制信号，并伴有声光信号，使绞车同时自动投入减速运行。这种声光信号应有别于故障状态时的声光报警信号的。自动控制速度设置 自动控制设置三种速度：下放人车和超长、超宽、超高、超重等物体时速度不超过1.7m/s；下放火药和其它爆炸物品时，下放速度不超过1m/s；正常的提放物料时，绞车运行速度不超过3.15m/s。加速度选择功能系统有两种加速度可供选择，因此在提人和提物时就有两种最高速度可供选择，如提物3米/秒则提人可设成2.5米/秒。正常提升物料必须与提升人员（或“四超设备”）分开，后者设置专用档

10、位。故障状态记忆功能安全制动（二级制动）或紧急制动（一级制动）停车时，在人机界面上能记忆并显示故障时绞车的位置和速度及故障发生的原因。断电记忆功能系统断电时，之前的设置参数和绞车的位置、状态等能被存储，以至于恢复供电时，所存储的内容能被自动恢复。开车方式选择功能绞车能分别在提矿、正常、检修方式下运行。a) 提矿方式。重载运行模式，该模式下系统运行最大速度为100%额定速度，绞车运行至特殊路段时，显示屏会进行提示加、减速操作。b) 正常方式。轻载运行模式，该模式下系统运行最大速度为50%额定速度，绞车运行至特殊路段时，显示屏会进行提示加、减速操作。转换开关默认位置为正常位置。c) 检修方式。该模式下系统低速运行，对系统辅助设备进行检修维护。 工作方式选择绞车提供三种运行方式：应急方式、正常模式、自检模式。 当绞车系统出现轻故障时，切换至应急方式，进行应急运行。绞车系统故障修复后或长时间未使用时，切换至自检模式，检测系统状态。系统默认运行方式为正常模式，故障修复或检修结束后，切换至正常位置。旁路选择绞车出现过