选择制动电阻RB时应在Rmax和Rmin之间选择，即：
Rmax?RB?Rmin
② 制动电阻容量计算
制动电阻功率的选择取决于制动使用率 ED％。制动使用率主要是为了能让制动单元和制动电阻有充分的时间来耗散因制动而产生的热量；当制动电阻发热时，电阻值将会随温度的上升而变高，制动转矩亦随之减少。制动使用率由下式计算：
ED%?式中：T1为制动时间；T2为制动周期。
T1?100% T2由于在短时间内，制动电阻的温升不足以达到稳定温升，因此，决定制动电阻容量的原则是：在制动电阻的温升不超过其允许数值（即额定温升）的前提下，应尽量减小容量。
2UHPR????ED%
RB式中：PR为制动电阻容量；??1-RB-RmaxRmax为制动电阻功率降额系数。
3、制动单元设计
1）制动单元工作特性
制动单元是按照短时间间歇性工作设计的电子设备。随着制动单元内部元器件散热的不同，其允许通过的额定电流也会随之改变。允许通过电流与温度的关系如图3-7所示。当温度超过 75℃时，制动单元通过的电流会随之下降，因此，制动单元不允许长时间连续工作。
图3-7 制动单元电流与温度的关系
2）制动单元的参数计算和选择原则
① 制动电路的开限电压UH必须低于主电路电容器和功率器件的额定电压； ② 制动电路的开限电压UH必须高于变频器正常工作时直流母线电压；
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③ 制动单元动作结束时，为使系统能再次迅速电动运行，不应使变频器直流母线电压降的过低。
3）制动单元设计
根据上述选择原则，设计制动单元，制动单元内置电压检测和控制回路，如图3-8所示。制动电路的上限电压值UH、下限电压UL分别用电位器R1和R2调节。制动单元动作过程为：当UL 图3-8 电压检测与控制电路 4、直流制动单元 1) 直流制动原理： 直流制动一般指当变频器输出频率接近为零，电机转速降低到一定数值时，变频器改向异步电动机定子绕组中通入直流，形成静止磁场，此时电动机处于能耗制动状态，转动着转子切割该静止磁场而产生制动转矩，使电动机迅速停止。因为转子绕组切割磁力线的速度较大，所产生的制动转矩比较强烈，从而可缩短停机时间。此外，直流磁场本身具有吸住转子的作用，可以有效地消除转子的蠕动。能耗制动和直流制动配合使用能达到理想的制动效果。 2）直流制动功能预置 ① 直流制动的起始频率，通常直流制动都是和再生制动配合使用的。即：首先用再生制动方式将电动机的转速降至较低转速，然后再转换成直流制动，使电动机迅速停住。转换时对应的频率即为直流制动的起始频率。 ② 直流制动强度即预置在定子绕组上施加直流电压或直流电流的大小，它决定了直流制动的强度。 ③ 直流制动时间即施加直流制动时间的长短。制动时间不可能与实际制动时间正好一致，为保证制动效果，通常设定得略大一点。 22 3.4 提升机电控系统PLC硬件实现 3.4.1 双PLC操作保护系统硬件实现 1、PLC选型原则 为了使外部控制线路简化，增加可靠性，同时也便于维护保养和检查故障，PLC输入、输出信号确定的原则是：在不影响安全的前提下，各种控制信号尽量由PLC发出，反馈信号尽量输入PLC。 进行PLC控制系统设计时应遵循以下原则： 1）最大限度地满足被控对象的控制要求； 2）在满足控制要求的前提下，力求控制系统简单、经济，使用及维护方便； 3）保证控制系统的安全和可靠； 4）选择PLC容量时，为系统今后的扩展和改进留有一定余量。 西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能更强，可靠性更高。S7系列PLC产品可分为微型PLC（如S7-200），小规模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。S7-300是模块化小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用。其模块化结构设计使得各种单独的模块之间可进行广泛组合以用于扩展。从PLC的性能价格比指标考虑，本系统选用西门子S7-300 PLC作为提升机控制系统核心控制器。 2、双PLC硬件实现 根据提升机对其电气控制系统的要求，本控制系统采用双CPU双PLC软冗余控制系统。PLC从功能上分为：行程监控 PLC和操作保护 PLC。 行程监控PLC主要功能： 1) 实现对调速系统以行程为自变量的速度给定，完成绞车位置控制，自动生成位置－速度包络曲线，完成绞车速度监控； 2) 与操作保护PLC输出的位置信号和速度信号分别进行比较，当两者偏差过大时立即安全制动； 3) 形成软件安全电路，并与其他安全电路相互冗余与闭锁； 4) 在操作保护PLC故障时，能独立完成有关提升控制。 操作保护PLC主要功能： 1) 主令操作控制，对系统进行管理，实现指令传递，向提升系统发出相应的指令，并改变相应电控系统的工作状态； 2) 控制液压系统松闸或抱闸； 3) 执行操作程序，生成开车信号和方向； 4) 完成各种保护监视功能； 5) 形成软件安全电路，并与其他安全电路相互冗余与闭锁； 6) 在操作保护PLC故障时，能独立完成有关提升控制。 3、PLC硬件配置 23 图3-9 双PLC硬件和网络配置 本系统采用西门子SIMATIC S7-300 PLC,并通过MPI网与西门子触摸屏TP27构成网络,实时监视系统运行的状态。图3-9给出系统的硬件组态。其中操作保护PLC的MPI地址为2,行程控制PLC的MPI地址为6,触摸屏TP27的地址为1。 操作保护PLC的组成主要为电源模块PS307,CPU 314,两个输入模块DI323DC 24V,一个输出模块DO163Rel,两个计数器模块FM350。行程控制PLC的组成类似,但多一个8路模拟量输入模块AI8312bit和一个4路输出模块AO4312bit。 3.4.2 PLC控制部分设计 1、基本控制功能 PLC是本控制系统中关键的一环，其主要控制电路如图3-10所示，主要的控制功能有如下几项：主令操作控制、保护监视控制。 主令操作控制，对系统进行管理，实现提升机与操作台之间的指令传递，向提升系统发出相应的指令，并改变相应电控系统的工作状态，使提升机按照预定的力图和速度图安全运行，运行方式可分为启动、等速运行、减速、爬行、停车。PLC根据运行方式对变频器实现S形速度给定控制，实现箕斗运行速度的准S形曲线。 PLC还完成各种保护监视功能。监控内容主要包括：超速监视、过卷监视、实时速度监视、井筒过卷监视、变频器故障监视、矿车行程监视、过载监视、深度指示器监视等，以上监视内容出现故障时，通过报警回路报警或安全回路实现抱闸停车保护。 1）起动，停车 多数变频器不能适应上电运行功能，所以应对控制系统加入保护功能。当需要开机运行时，按下起动按钮SB1，其输出继电器KM1便吸合，置于电源与变频器之间的常开触点闭合，将三相AC380V动力电接入变频调速回路中；当减速停车，并实现机械抱闸制动后，可以将变频器与动力电源脱开，按下停止按钮SB2，使继电器KM1失电，其常开触点断开，变频器便与动力电源脱开。 2）上提升，下放 在控制回路中利用正转继电器K1的常闭触头控制反转继电器K2的线圈；利用反转继电器K2的常闭触头控制正转继电器K1的线圈。从而达到互锁作用。其动作过程如： 24 图3-10 PLC外部接线 当要下放矿车或送工人到井下时，按下下降按钮，继电器K2吸合，其常开触点闭合，常闭触点断开。此时变频器REV与CM端相连，电机反转下放重物。同时断开继电器K1回路，形成下降闭锁； 当按下上升按钮时，K2吸合，断开K1回路，形成上升闭锁。此时FWD与CM相连，电机正转上提煤车。 当按下停止按钮时，所有继电器常闭触头闭合，为下一次提升做准备。 3）工频与变频转换 工变频转换系统可使电机转速需在工频运行或变频出现故障时进行自由切换。正常工作状态，为变频调速运行。此时继电器KM2得电，KM3失电；置于变频器与电机之间的KM2常开触点闭合，跨过变频器，连接电机与三相动力电源的KM3常开触点断开。变频器接入调速回路，并接受操作台控制信号及PLC反馈信号，进行调速控制。当变频器出现故障或需要对电机进行点动调节时，按下工频按钮，使KM2断开，KM3闭合，电机进入工频状态。这样便于检修和故障排除。 4）保护及连锁功能 25 百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库矿井提升机的现状与发(5)在线全文阅读。
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