变频PLC一柜一台电控系统技术说明.docx
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变频PLC一柜一台电控系统技术说明
全数字交流低压变频电控技术说明
一、总体说明：
本提升机电控系统符合下列文件的规定和基本要求：
1）《煤矿安全规程》（2011版）。
2）《金属非金属地下矿山安全规程》（GB16424-1996）。
3）《矿井提升机和矿用提升绞车安全要求》（GB20181-2006）
4）《煤矿地面多绳摩擦式提升系统设计规范》（MT5021-1997）。
5）《直流传动矿井提升机电控设备第二部分晶闸管电控设备》（JB/T6754.2-93）
6）《工业过程测量和控制装置的电磁兼容性》（GB/T13926-92）
7）《低压配电设计规范》（GB50054-95）
8）《电气设备的抗干扰特性基本测量方法》（GB4859-84）。
9）（89）中煤总生机字第128号文件规定的各项保护及后备保护功能。
10）现行国家电工委员会及其它标准。
11）进口电气设备遵守国际电工委员会IEC标准。
12）《3-110KV高压配电装置设计规范》（GB50060-92）。
13）《电力装置的继电保护和自动装置的设计规范》（GB50062-92）。
14）《矿用一般型电气设备》（GB12173-90）。
15）《外壳防护等级的分类》（GB4208-84）。
16）《电能质量公用电网谐波》（GB/T14549-1993）
二、设计依据及使用环境：
1、设计依据：
提升机技术参数：
提升机型号：
JTP-1.2
提升斜长：
390m
提升速度：
m/s
主机交流电机：
55KW/380V
斜井坡度：
2、使用环境条件：
1）、环境温度不高于40℃，不低于-10℃。
2）、相对湿度不超过85%（+25℃）。
3）、没有导电尘埃及对金属和绝缘有破坏作用的气体。
4）、没有剧烈的振动和颠簸。
5）、不必防爆的地方。
6）、供电电压等级：
低压380V/220V
3、液压站：
十字弹簧液压站
三、电控系统技术说明：
3.1电控系统总体说明：
电控型号：
TKDG-BP-55KW/380V；
（型号含义：
单绳缠绕式式提升机PLC控制变频调速，电机额定功率55KW/额定电压380V，具有足够的过载倍数。
）
整个电控系统分为：
低压供电系统、全数字交流变频调速系统、操作控制系统、触摸屏监控系统。
低压供电系统采用双回路电源供电，装有断路器并具有欠压、过流等保护功能。
调速系统采用全数字交流变频器，实现无级调速，真正做到稳速运行；
操作控制系统采用西门子公司S7-200双PLC双线制控制，主PLC装于PLC主控柜辅PLC装于操纵台，主、辅PLC之间相互通讯及监视，操作控制过程实现双线控制。
触摸屏监控系统采用10.4寸进口彩色触摸屏，实现多画面实时监控，对各种运行数据及故障进行记录。
调速系统、操作控制系统、触摸屏监控系统之间通过进行系统通讯及信号交换进行连接，并预留与信号系统的接口。
该系统硬件配置整洁、功能强大、技术先进、安全可靠、高效节能。
3.2电控系统技术说明：
1）采用全数字交流变频器，高精度的直接力矩控制和矢量控制保证了提升机在任意速度下运行稳定可靠并保持较高的运行效率。
2）采用变频的矢量控制技术，实际速度紧跟预定速度变化，从等速段向减速段、减速段向爬行段过度的平滑性好，具有优良的调速性能,良好的节能效果，提高系统运行效率满足生产工艺要求。
3）操作和安全保护系统选用两套Siemens公司的S7-200系列PLC，主PLC装于PLC主控柜,辅PLC装于操纵台，主、辅PLC之间相互通讯及监视，操作过程实现双线控制方式，对提升机运行关键的信号（如速度、容器位置、安全、减速、过卷等等）均采用多重保护，互为监视，可以正常工作并满足《煤安规程》的九项保护；
4）操作控制系统能完成提升机手动、半自动、检修各种运行方式的控制要求。
控制系统能自动选取最大的运行速度，提高系统的运行效率。
手动：
司机根据信号系统情况，通过速度给定器件控制提升机在额定速度以下任意速度运行，自动减速、自动准确停车，同时要受到行程控制器的限制。
半自动（针对立井）：
在半自动运行逻辑具备条件时，司机根据系统情况通过按钮开车，让提升机完成一个提升循环，并具安全联锁；具有自动选择去向，确定运行速度等功能，自动加速、自动减速、自动准确停车。
检修：
检修速度：
0.3~0.5m/s。
检修时可手柄（0.3~0.5m/s）。
提升机电控设备：
在任何运行方式下，司机可通过脚踏开关或急停开关实施紧急安全制动操作。
5）具有两条安全保护回路，其中软件安全回路一条、硬件安全回路一条，关键环节采用三重或多重保护，比如过卷、超速等。
安全保护回路之间互相冗余，保证矿山设备的高效、安全运转。
轻重故障具有声、光报警。
6）触摸屏监控系统采用10.4寸进口彩色触摸屏，实现多画面实时监控，对各种运行数据及故障进行记录。
7）采取必要的硬件、软件的抗干扰措施（滤波、合理的结构及布线），确保整个系统不受电磁干扰、供电电源的干扰，并对其他设备不产生危害性的干扰；
8）经过优化设计，使设备的性能更加强大，硬件包括接线更加整洁，使继电器数目减少到最少的必要程度。
9）变频器装置的过载能力大于电动机的过载能力，确保任何负载下安全运行要求。
10）控制柜结构形式：
新型的电控柜结构、全密闭、喷塑面板、美观并且便于维修。
4、主要电控设备的主要特点：
4.1、变频电源柜：
采用隔离开关，可以实现双回路进线供电，装有断路器可以实现过电流、欠压等保护功能，主要完成对变频器、电动机主回路供电；变频器能实现无级调速，平稳运行；还提供提升机辅助设备制动泵电源。
4.2、变频器：
变频器是调速系统的核心中枢，是根据PLC模拟量输出信号来控制变频调速。
——含进线电抗，抑制电流冲击；
——输入电抗器能显著减少由变频器产生的谐波电流；
——采用变频器作为绞车的数字化调速装置，实现无级调速，真正做到稳速运行；
——高精度的直接力矩控制和矢量控制保证了精确的电机控制；
——取消了转子电阻，显著降低使用能耗，节约运营成本，也减少了占地面积；
——具有很强的抗干扰能力，环境适应性强，谐波分量小，对电网无公害；
——采用变频的矢量控制技术，实际速度紧跟预定速度变化，从等速段向减速段、减速段向爬行段过度的平滑性好，具有优良的调速性能；
——具有良好的堵转特性，堵转电流可以随意设定，并且实际电流值不会超过设定值。
4.3、制动电阻箱：
专用制动电阻器。
4.4、PC控制柜:
1）选用Siemens公司的S7-200PLC。
主控PLC应用软件能完成提升机手动、半自动、检修等运行方式的控制要求。
2）主PLC选用最新CPU模块CPU226（含高速计数），扩展模块由DI/DO模块EM223、DI模块EM221及AO模拟量模块EM232等组成。
模块EM223、EM221控制开关量信号，模块EM232两路输出信号为0~10V，一路作为工作闸功放模块的控制信号，一路作为变频器频率变化的控制信号。
3）完成提升机运行工艺要求的控制功能及各项安全保护。
4）实现对调速系统行程速度给定的控制，两道以上自动减速保护，停车时自动抱闸停车。
5）与信号系统之间的提升信号闭锁。
6）完善的保护功能:
该系统具有保护功能为上下过卷保护、过速保护、减速段限速保护、过负荷保护、欠电压保护、深度失效保护、闸瓦间隙保护、松绳保护、电机过载保护、制动油压过低保护、制动油压过高保护、油泵过载保护、错向保护、油堵保护、二级制动解除保护、PLC故障保护、闸瓦弹簧疲劳保护、油温过高保护等。
过卷保护、超速保护、限速保护、减速功能设置为独立的双线制保护、如，过卷行程开关一路信号送到PLC，经PLC逻辑处理后输出到安全回路，另一路信号串入硬件安全回路。
7）保护功能按下列两类设置：
◆立即施闸的紧急停车；
◆完成本次提升后，不允许再次开车。
8）软件和硬件冗余的安全回路。
9）利用PLC内部安全回路和外部硬件安全回路共同构成两重安全保护。
在PLC内部也可设置多重保护回路，以实现对各种故障的综合判断，具有所要求的各种保护。
4.5、操作台：
操纵台上需要从PLC输入、输出口进行接线的，均从辅控PLC就近接线，辅控PLC安装在操作台台体内，并与主控PLC进行网络通讯，各种信号线通过通讯电缆完成，实现网络化控制。
辅PLC选用最新CPU模块CPU226（含高速计数），扩展模块由DI/DO模块EM223、DI模块EM221等组成。
有独立的安全保护环节，与主PLC互相监视，协同工作。
操作台上装有10.4寸进口彩色触摸屏、指示灯、仪表、选择开关、按钮、音响设备；能实现提升机运行的各种控制工艺要求。
——触摸屏可实时监控运行过程中的深度、速度、勾数以及工作信号和故障报警信号。
——仪表主要显示的内容；主电压、主电流、工作闸电流、制动油压、控制电压、测速电压等。
——指示灯的内容包括：
提升机运行状态显示和安全状态指示两大类。
——选择开关及按钮包括：
运行方式选择开关、过卷复位开关、辅助开关、急停按钮等。
5、人性化设计：
我公司提升机电控系统在追求技术先进型的同时，更注重于电控设备人性化的设计。
下面是在我公司电控设备中已贯彻实施的部分人性化设计措施：
5.1造型美观大方：
我公司电控设备均采用全新的电控柜结构、喷塑面板、美观并且便于维修。
5.2全中文化标识：
所有指示、操作、执行等元件标识全部中文化，使操作维护人员无须查看图纸，任意元件的控制作用一目了然。
5.3出厂前连柜调试：
出厂前将成套控制设备，柜与柜、柜与操作台之间进行模拟现场使用工矿联机调试，这样在常规检验、试验的基础上又多了一道性能试验，确保产品质量。
6、技术资料：
提供完整的文件资料：
1）原理图、布置图、端子图、说明书、安装尺寸等。
2）其中在合同签订后一周内提交1份设备外形及安装尺寸图。
3）在合同生效后1周内提交原理图及端子图等。
4）其中随机图纸（含原理、布置、接线、说明书）一套。
7、调试：
用户安装条件具备后，我公司立即派人到现场负责现场指导安装、调试。
8、电控成套供货表
序号
名称
型号/规格
数量
备注
1
变频电源柜
DYG
1台
满足双电源供电，采用断路器具有过流、欠压等保护功能；采用国产全数字变频器75KW/380V
2
制动电阻箱
ZDG
1台
专用制动电阻器
3
PC控制柜
PCG
1台
主控PLC采用西门子S7-200系列
4
操作台
CZT
1台
辅控PLC采用西门子S7-200系列,配10.4寸彩色触摸屏，提升机专用操作手柄
5
UPS不间断电源
1KVA
1台
高精度、高可靠
6
轴编码器
E6B2或E6A2
2台
高精度、高可靠
7
深度指示器失效装置
SXZZ
1套
高精度、高可靠
8
压力传感器
NS-I7
1套
高精度、高可靠
9
牌坊式深度指示器
SZQ
1套
10
数字式闸间隙保护模块
CS-1194
2套
2个控制盒8个开关
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