CN104876144B - 一种矿用运输绞车变频调速控制装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种矿用运输绞车变频调速控制装置及方法，该控制装置包括隔爆变频电动机、液压泵站隔爆电动机、隔爆变频电动机散热电动机、变频器散热隔爆电动机、隔爆变频调速装置、隔爆PLC可编程控制装置、隔爆显示器、隔爆电磁阀、隔爆压力传感器、隔爆温度传感器、调速手柄、正转开关、反转开关、停止开关和复位开关，通过调速控制方法依次进行参数的调整。本发明在有效提高工作效率的同时，使电动机与绞车传动系统功率匹配达到最佳，实现软启动、软停止、无级调速、降低噪音、安全保护性能高、操作舒适性好的目的。

Description

一种矿用运输绞车变频调速控制装置及方法
技术领域
本发明涉及一种运输绞车变频调速控制装置及方法，具体的说是涉及一种矿用运输绞车变频调速控制装置及方法。
背景技术
现有技术中，目前国内大多数矿山机械辅助运输设备制造主机厂家，其生产矿用运输绞车来说，其控制系统功能简单，安全性差、操作强度大。其动力系统一般采用煤矿井下隔爆三相异步电动机，控制采用矿用隔爆可逆电磁起动器控制电动机的起动、正传、反转、停止等动作，运行时使电动机输出额定转矩驱动绞车的传动系统，从而使绞车以额定的频率、电压、功率牵引负载进行作业，即作业速度为恒定值，在负载变化的条件下，没有相应变化的输出功率与之相匹配，安全制动采取电力液压制动器，调速采用机械调速机构，人力操作机械手柄操作，操作者工作强度大。所以，工作效率低、安全性能及操作舒适性较差。
针对国家对煤矿生产效率高、机电事故率低，对辅助运输环节提出的更高要求，保证高产高效工作面连续生产对材料、设备、人员的高效运输要求、快速安全的搬家，就成了非常重要而又急需解决的问题。因此，需求一种不同的矿用运输绞车变频调速控制装置及方法，使运输绞车的工作效率、安全性能及操作舒适性达到最佳。
发明内容
本发明的目的是提供一种矿用运输绞车变频调速控制装置及方法，解决运输绞车工作效率低、安全性能及操作舒适性较差的问题。
为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种矿用运输绞车变频调速控制装置，包括隔爆变频电动机、液压泵站隔爆电动机、隔爆变频电动机散热电动机、变频器散热隔爆电动机、隔爆变频调速装置、隔爆PLC可编程控制装置、隔爆显示器、隔爆电磁阀、隔爆压力传感器、隔爆温度传感器、调速手柄、正转开关、反转开关、停止开关、复位开关，隔爆变频调速装置输出端口分别与隔爆变频电动机、液压泵站隔爆电动机、隔爆变频电动机散热电动机和变频器散热隔爆电动机连接，隔爆PLC可编程控制装置的输出端口与隔爆变频调速装置输入端口连接，隔爆PLC可编程控制装置通过串口1与隔爆变频调速装置RS485端口连接，隔爆PLC可编程控制装置通过串口2与隔爆显示器RS485端口连接，隔爆PLC可编程控制装置模拟量输入口1、输入口2和输入口3，对应连接到隔爆压力传感器、隔爆温度传感器和调速手柄，数字量输入口4、输入口5、输入口6和输入口7，对应连接到正转开关、反转开关、停止开关和复位开关，隔爆PLC可编程控制装置输出端口连接至隔爆电磁阀。
进一步改进在于：隔爆PLC可编程控制装置分别与隔爆变频调速装置、隔爆显示器采用RS485通讯方式。
进一步改进在于：运输绞车变频调速控制装置用在煤矿上。
一种矿用运输绞车变频调速控制方法，包括下述步骤：
A.隔爆PLC可编程控制装置通过串口1端口、各输入端口读入开机后信号，并通过串口2端口将包括隔爆变频电动机、液压泵站隔爆电动机、压力、温度的工作状况数据传输到隔爆显示器进行显示；
B.隔爆PLC可编程控制装置分别采集到的电源及各电机参数信号，并判断各电机是否正常运行；
C．电源及各电机正常运行后，隔爆PLC可编程控制装置读入的压力、温度信号，并判断是否正常；
D．压力、温度在正常工作范围，输出隔爆电磁阀控制信号，使其得电，松开制动闸；
E．隔爆PLC可编程控制装置选择输出频率信号在0～50Hz范围时，通过串口1读入变频电机转速信号，输入端口读入调速手柄信号，并根据调速手柄信号大小，随着负载大小变化，进行恒扭矩控制，T=K（T：扭矩，K：恒定值），从而调整输出对应频率下的电流值，使变频电机转速变化；
F．隔爆PLC可编程控制装置选择输出频率信号在51Hz～90Hz范围时，通过串口1读入变频电机转速信号，输入端口读入调速手柄信号，并根据调速手柄信号大小，随着负载大小变化，进行恒功率控制，P=K（P：功率，K：恒定值），从而调整输出对应频率下的电流值，使变频电机转速变化；
G．隔爆PLC可编程控制装置输入端分别读入正转、反转、停机、复位的按钮信号，并对应分别输出信号控制变频电机按设定的频率下的转速进行正转、反转、停机、复位；其中，输出停机状态时，输出信号使隔爆电磁阀失电，制动闸制动，同时使隔爆变频电机停止运转，液压泵站电机停止运转；输出复位状态时，工作各参数恢复到初始化数据。
本发明的有益效果：本发明涉及一种矿用运输绞车变频调速控制装置及方法，采用串口通信传输技术，从而提高了整机的可靠性、可检测性、可维修性和智能化水平；根据工作负载的变化，在不同频率下，按照频率变化的范围，分别采用恒扭矩或恒功率控制，时时调节变频电机速度大小，使变频电机与传动系统功率匹配最佳，达到降低噪音、节能、高效率效果；采用串口通信技术，线路连接简单、高速传输、抗干扰能力强、可靠性高。
本发明在有效提高工作效率的同时，使电动机与绞车传动系统功率匹配达到最佳，实现软启动、软停止、无级调速、降低噪音、安全保护性能高、操作舒适性好的目的。
附图说明
图1是本发明一种矿用运输绞车变频调速控制装置的结构示意图。
图2是本发明的控制电路图。
图3和图4是本发明的控制流程图。
其中：1-隔爆变频电动机，2-液压泵站隔爆电动机，3-隔爆变频电动机散热电动机，4-变频器散热隔爆电动机，5-隔爆变频调速装置，6-隔爆PLC可编程控制装置，7-隔爆显示器，8-隔爆电磁阀，9-隔爆压力传感器，10-隔爆温度传感器，11-调速手柄，12-正转开关，13-反转开关，14-停止开关，15-复位开关。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述，本实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。
实施例如图1-2所示一种矿用运输绞车变频调速控制装置，包括隔爆变频电动机1、液压泵站隔爆电动机2、隔爆变频电动机散热电动机3、变频器散热隔爆电动机4、隔爆变频调速装置5、隔爆PLC可编程控制装置6、隔爆显示器7、隔爆电磁阀8、隔爆压力传感器9、隔爆温度传感器10、调速手柄11、正转开关12、反转开关13、停止开关14、复位开关15，所述隔爆变频调速装置5输出端口分别与隔爆变频电动机1、液压泵站隔爆电动机2、隔爆变频电动机散热电动机3和变频器散热隔爆电动机4连接，所述隔爆PLC可编程控制装置6的输出端口与所述隔爆变频调速装置5输入端口连接，所述隔爆PLC可编程控制装置6通过串口1与隔爆变频调速装置5RS485端口连接，所述隔爆PLC可编程控制装置6通过串口2与所述隔爆显示器7RS485端口连接，所述隔爆PLC可编程控制装置6模拟量输入口1、输入口2和输入口3，对应连接到隔爆压力传感器9、隔爆温度传感器10和调速手柄11，数字量输入口4、输入口5、输入口6和输入口7，对应连接到正转开关12、反转开关13、停止开关14和复位开关15，所述隔爆PLC可编程控制装置6输出端口连接至所述隔爆电磁阀8，所述运输绞车变频调速控制装置用在煤矿上。
如图3和图4所示一种矿用运输绞车变频调速控制方法，包括下述步骤：
A.隔爆PLC可编程控制装置通过串口1端口、各输入端口读入开机后信号，并通过串口2端口将包括隔爆变频电动机、液压泵站隔爆电动机、压力、温度的工作状况数据传输到隔爆显示器进行显示；
B.隔爆PLC可编程控制装置分别采集到的电源及各电机参数信号，并判断各电机是否正常运行；
C．电源及各电机正常运行后，隔爆PLC可编程控制装置读入的压力、温度信号，并判断是否正常；
D．压力、温度在正常工作范围，输出隔爆电磁阀控制信号，使其得电，松开制动闸；
E．隔爆PLC可编程控制装置选择输出频率信号在0～50Hz范围时，通过串口1读入变频电机转速信号，输入端口读入调速手柄信号，并根据调速手柄信号大小，随着负载大小变化，进行恒扭矩控制，T=K（T：扭矩，K：恒定值），从而调整输出对应频率下的电流值，使变频电机转速变化；
F．隔爆PLC可编程控制装置选择输出频率信号在51Hz～90Hz范围时，通过串口1读入变频电机转速信号，输入端口读入调速手柄信号，并根据调速手柄信号大小，随着负载大小变化，进行恒功率控制，P=K（P：功率，K：恒定值），从而调整输出对应频率下的电流值，使变频电机转速变化；
G．隔爆PLC可编程控制装置输入端分别读入正转、反转、停机、复位的按钮信号，并对应分别输出信号控制变频电机按设定的频率下的转速进行正转、反转、停机、复位；其中，输出停机状态时，输出信号使隔爆电磁阀失电，制动闸制动，同时使隔爆变频电机停止运转，液压泵站电机停止运转；输出复位状态时，工作各参数恢复到初始化数据。
本发明涉及一种矿用运输绞车变频调速控制装置及方法，采用串口通信传输技术，从而提高了整机的可靠性、可检测性、可维修性和智能化水平；根据工作负载的变化，在不同频率下，按照频率变化的范围，分别采用恒扭矩或恒功率控制，时时调节变频电机速度大小，使变频电机与传动系统功率匹配最佳，达到降低噪音、节能、高效率效果；采用串口通信技术，线路连接简单、高速传输、抗干扰能力强、可靠性高。
本发明在有效提高工作效率的同时，使电动机与绞车传动系统功率匹配达到最佳，实现软启动、软停止、无级调速、降低噪音、安全保护性能高、操作舒适性好的目的。

Claims (4)

1.一种矿用运输绞车变频调速控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
A. 隔爆PLC可编程控制装置通过串口1端口、各输入端口读入开机后信号，并通过串口2端口将包括隔爆变频电动机、液压泵站隔爆电动机、压力、温度的工作状况数据传输到隔爆显示器进行显示；
B. 隔爆PLC可编程控制装置分别采集到的电源及各电机参数信号，并判断各电机是否正常运行；
C．电源及各电机正常运行后，隔爆PLC可编程控制装置读入的压力、温度信号，并判断是否正常；
D．压力、温度在正常工作范围，输出隔爆电磁阀控制信号，使其得电，松开制动闸；
E．隔爆PLC可编程控制装置选择输出频率信号在0～50Hz范围时，通过串口1读入变频电机转速信号，输入端口读入调速手柄信号，并根据调速手柄信号大小，随着负载大小变化，进行恒扭矩控制，T=K，其中T：扭矩，K：恒定值，从而调整输出对应频率下的电流值，使变频电机转速变化；
F．隔爆PLC可编程控制装置选择输出频率信号在51Hz～90Hz范围时，通过串口1读入变频电机转速信号，输入端口读入调速手柄信号，并根据调速手柄信号大小，随着负载大小变化，进行恒功率控制，P=K，其中P：功率，K：恒定值，从而调整输出对应频率下的电流值，使变频电机转速变化；
G．隔爆PLC可编程控制装置输入端分别读入正转、反转、停机、复位的按钮信号，并对应分别输出信号控制变频电机按设定的频率下的转速进行正转、反转、停机、复位；其中，输出停机状态时，输出信号使隔爆电磁阀失电，制动闸制动，同时使隔爆变频电机停止运转，液压泵站电机停止运转；输出复位状态时，工作各参数恢复到初始化数据。
2.一种使用权利要求1的控制方法的矿用运输绞车变频调速控制装置，包括隔爆变频电动机（1）、液压泵站隔爆电动机（2）、隔爆变频电动机散热电动机（3）、变频器散热隔爆电动机（4）、隔爆变频调速装置（5）、隔爆PLC可编程控制装置（6）、隔爆显示器（7）、隔爆电磁阀（8）、隔爆压力传感器（9）、隔爆温度传感器（10）、调速手柄（11）、正转开关（12）、反转开关（13）、停止开关（14）、复位开关（15），其特征在于：所述隔爆变频调速装置（5）输出端口分别与隔爆变频电动机（1）、液压泵站隔爆电动机（2）、隔爆变频电动机散热电动机（3）和变频器散热隔爆电动机（4）连接，所述隔爆PLC可编程控制装置（6）的输出端口与所述隔爆变频调速装置（5）输入端口连接，所述隔爆PLC可编程控制装置（6）通过串口1与隔爆变频调速装置（5）端口连接，所述隔爆PLC可编程控制装置（6）通过串口2与所述隔爆显示器（7）端口连接，所述隔爆PLC可编程控制装置（6）模拟量输入口1、输入口2和输入口3，对应连接到隔爆压力传感器（9）、隔爆温度传感器（10）和调速手柄（11），数字量输入口4、输入口5、输入口6和输入口7，对应连接到正转开关（12）、反转开关（13）、停止开关（14）和复位开关（15），所述隔爆PLC可编程控制装置（6）输出端口连接至所述隔爆电磁阀（8）。
3.根据权利要求2所述的一种矿用运输绞车变频调速控制装置，其特征在于：所述隔爆PLC可编程控制装置（6）分别与隔爆变频调速装置（5）、隔爆显示器（7）采用RS485通讯方式。
4.根据权利要求2所述的一种矿用运输绞车变频调速控制装置，其特征在于：所述运输绞车变频调速控制装置用在煤矿上。
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