漳村矿辅助运输大功率长距离绳牵引变频调速卡轨车控制系统的研究
摘要
本文的研究内容是针对潞安矿业(集团)公司漳村煤矿1987年改造后的以行人斜井单轨吊运输为主，副斜井无级绳绞车运输为辅的混合形运输方式提出的。由于此运输系统存在诸多弊端，严重影响了矿井生产的顺利进行，设计了以可编程控制器(PLC)为控制单元，同时用变频器对电机进行调速的新型的绳牵引卡轨车辅助运输系统。
本文首先整体介绍了绳牵引卡轨车辅助运输系统的发展现状，阐明了研究该系统的重要性和必要性，提出了该控制系统的性能指标、控制原则和控制要求，制定了该控制系统的控制策略和方法。
从安全生产的要求出发，开发以PLC可编程控制器为核心的绳牵引卡轨车辅助运输系统的测控系统，研制能对基于矢量控制的大功率变频调速装置进行实时控制的整套程序。研究PLC与变频调速装置之间的通讯协议，实现对变频调速装置的在线监测监控。研制绳牵引卡轨车辅助运输系统的计算机实时在线监测监控系统，研究工业控制计算机与PLC之间的通信协议，开发他们的通讯软件，实现对全系统运行状态、运行参数、故障状态和故障参数的实时显示。
基于PLC控制的绳牵引卡轨车变频调速控制系统经过历时三个月的工业性试验全部按计划进行完毕，控制系统的各个环节运转基本正常，特别是在PLC控制下，采用基于矢量控制的大功率变频技术和计算机实时在线监测监控技术，解决了重负载、长运距下卡轨车无级调速的难题，先进技术的应用，大大提高了系统的运输能力，增加了系统运行的可靠性和连续性。同时该系统还装备了先进、可靠的跑车防
太原理工大学工程硕士学位论文
护装置，可有效保障运输系统的安全运行，经济效益与社会效益显著，
有着广阔的推广应用前景。
本文首先整体介绍了绳牵引卡轨车辅助运输系统的发展现状，阐明了研究该系统的重要性和必要性，提出了该控制系统的性能指标、控制原则和控制要求，制定了该控制系统的控制策略和方法。
从安全生产的要求出发，开发以PLC可编程控制器为核心的绳牵引卡轨车辅助运输系统的测控系统，研制能对基于矢量控制的大功率变频调速装置进行实时控制的整套程序。研究PLC与变频调速装置之间的通讯协议，实现对变频调速装置的在线监测监控。研制绳牵引卡轨车辅助运输系统的计算机实时在线监测监控系统，研究工业控制计算机与PLC之间的通信协议，开发他们的通讯软件，实现对全系统运行状态、运行参数、故障状态和故障参数的实时显示。
基于PLC控制的绳牵引卡轨车变频调速控制系统经过历时三个月的工业性试验全部按计划进行完毕，控制系统的各个环节运转基本正常，特别是在PLC控制下，采用基于矢量控制的大功率变频技术和计算机实时在线监测监控技术，解决了重负载、长运距下卡轨车无级调速的难题，先进技术的应用，大大提高了系统的运输能力，增加了系统运行的可靠性和连续性。同时该系统还装备了先进、可靠的跑车防
太原理工大学工程硕士学位论文
护装置，可有效保障运输系统的安全运行，经济效益与社会效益显著，
有着广阔的推广应用前景。
引文
1、我国煤矿辅助运输设备的研制动向 李殿民 陈焕英 白献波 中国煤炭杂志 2001／9
2、关于国内几种卡轨车系统的介绍 张建军 煤矿设计 1999／6
3、CK—66型防爆低污染柴油机胶套轮齿轨卡轨车在我矿的应用 李志远，何振华 煤 1994／5
4、机械传动式柴油机齿轨卡轨车在我矿的应用 郝中德，王志远 煤 1996／3
5、防爆柴油机胶套轮齿轨卡轨车的结构特点 汤镛 煤矿机电 1996／5
6、卡轨车安全耐用型制动闸瓦的研制 夏平 煤矿自动化 1996／3
7、一种新型卡轨车用轨道制动器 高文成 煤矿自动化 1996／4
8、国内几种卡轨车系统的浅析 张建军 矿山机械 1996／10
9、钢丝绳牵引卡轨车发展前景分析 许亚磊，常健 煤矿自动化 1999／3
10、我国煤矿辅助运输机械化现状及展望 陈焕瑛 中国煤炭 1998／6
11、CK-66型柴油机卡轨车车头制动车 高文成 煤矿自动化 1997／3
12、大倾角下运胶带输送机PLC微机电控装置的研制 胡显贵 煤矿自动化 1994／3
13、PLC在选煤厂集中控制系统中的应用 帅玉星 陕西煤炭 1994／1
14、一种节省PLC输出口的编码译码方法 于耀国，杨前明，金荧荧 机电工程 1994／4
15、工业PC和PLC通讯设计 孙强，许开君，李炳彦 西安理工大学学报
1994／2
16、PLC步进梯形指令的设计与应用 王虹，金朝阳 江汉大学学报 1994／6
17、PLC顺序控制编程方法及应用 董丽萍，霍亮生 新技术新工艺 1994／2
18、PLC输入点简易扩展技巧 王竞强 制造技术与机床 1994／5
19、关于PC-PLC构成的分布式微机控制系统的通信之探讨 万曼玲，李林红 烟草科技 1995／5
20、PLC程序控制设计新方法 高联辉 电子与自动化 1995／1
21、Control method of analogue in PLC control system for process of sulphonation Li, Wen-Bing Pei, Wei-Dong Ruan Jian Xue Bao/Journal of Software v 11, n 10, October, 2000
22、Smart I/O and PLC-based system protects, streamlines critical turbomachinery operations Heckel, Bruce Control Solutions v 75, n 3, March, 2002
23、Reliability optimization of PLC-integrated high-quality power supply protection systems Grasselli, Umberto; Parise, Giuseppe; Prudenzi, Alberto IEEE Conference Record of Industrial and Commercial Power Systems Technical Conference, Jun, 1992, p 10-14
24、Distributing PLC control Kouthon, T. Peraldi, M.A.; Decotignie, J.D. IECON Proceedings (Industrial Electronics Conference), v 2, 1995, p 1614-1619
25、Secure your PLC programs with PC management software Bergsten, John Control Engineering, v 41, n 4, Mid-Mar, 1994, p 41-42
26, PLC retrofit improves coal handling operations Muglach, Edward J. Instrumentation in the Power Industry, Proceedings, v 85, 1992, p 107-117
27, Improving time performances of distributed PLC applications Kouthon, T. Decotignie, J.-D. IEEE Symposium on Emerging Technologies & Factory Automation, ETFA, v 2, 1996, p 656-662
28, PLC technologies: Present and future Okamoto, K. Proceedings of SPIE-The International Society for Optical Engineering, v 4532, 2001, p 86-92
29, Recent developments and future trends in PLC programming languages and programming tools for real time control Peshek, Clifford J. Mellish, Michael T. IEEE Cement Industry Technical Conference (Paper), 1993, p 219-230
30 , Recent progress on large-scale and highly-functional PLC technologies Hibino, Y. ; Maruno, T. ; Okamoto, K. NTT R and D, v 50, n4, 2001, p 259-264
2、关于国内几种卡轨车系统的介绍 张建军 煤矿设计 1999／6
3、CK—66型防爆低污染柴油机胶套轮齿轨卡轨车在我矿的应用 李志远，何振华 煤 1994／5
4、机械传动式柴油机齿轨卡轨车在我矿的应用 郝中德，王志远 煤 1996／3
5、防爆柴油机胶套轮齿轨卡轨车的结构特点 汤镛 煤矿机电 1996／5
6、卡轨车安全耐用型制动闸瓦的研制 夏平 煤矿自动化 1996／3
7、一种新型卡轨车用轨道制动器 高文成 煤矿自动化 1996／4
8、国内几种卡轨车系统的浅析 张建军 矿山机械 1996／10
9、钢丝绳牵引卡轨车发展前景分析 许亚磊，常健 煤矿自动化 1999／3
10、我国煤矿辅助运输机械化现状及展望 陈焕瑛 中国煤炭 1998／6
11、CK-66型柴油机卡轨车车头制动车 高文成 煤矿自动化 1997／3
12、大倾角下运胶带输送机PLC微机电控装置的研制 胡显贵 煤矿自动化 1994／3
13、PLC在选煤厂集中控制系统中的应用 帅玉星 陕西煤炭 1994／1
14、一种节省PLC输出口的编码译码方法 于耀国，杨前明，金荧荧 机电工程 1994／4
15、工业PC和PLC通讯设计 孙强，许开君，李炳彦 西安理工大学学报
1994／2
16、PLC步进梯形指令的设计与应用 王虹，金朝阳 江汉大学学报 1994／6
17、PLC顺序控制编程方法及应用 董丽萍，霍亮生 新技术新工艺 1994／2
18、PLC输入点简易扩展技巧 王竞强 制造技术与机床 1994／5
19、关于PC-PLC构成的分布式微机控制系统的通信之探讨 万曼玲，李林红 烟草科技 1995／5
20、PLC程序控制设计新方法 高联辉 电子与自动化 1995／1
21、Control method of analogue in PLC control system for process of sulphonation Li, Wen-Bing Pei, Wei-Dong Ruan Jian Xue Bao/Journal of Software v 11, n 10, October, 2000
22、Smart I/O and PLC-based system protects, streamlines critical turbomachinery operations Heckel, Bruce Control Solutions v 75, n 3, March, 2002
23、Reliability optimization of PLC-integrated high-quality power supply protection systems Grasselli, Umberto; Parise, Giuseppe; Prudenzi, Alberto IEEE Conference Record of Industrial and Commercial Power Systems Technical Conference, Jun, 1992, p 10-14
24、Distributing PLC control Kouthon, T. Peraldi, M.A.; Decotignie, J.D. IECON Proceedings (Industrial Electronics Conference), v 2, 1995, p 1614-1619
25、Secure your PLC programs with PC management software Bergsten, John Control Engineering, v 41, n 4, Mid-Mar, 1994, p 41-42
26, PLC retrofit improves coal handling operations Muglach, Edward J. Instrumentation in the Power Industry, Proceedings, v 85, 1992, p 107-117
27, Improving time performances of distributed PLC applications Kouthon, T. Decotignie, J.-D. IEEE Symposium on Emerging Technologies & Factory Automation, ETFA, v 2, 1996, p 656-662
28, PLC technologies: Present and future Okamoto, K. Proceedings of SPIE-The International Society for Optical Engineering, v 4532, 2001, p 86-92
29, Recent developments and future trends in PLC programming languages and programming tools for real time control Peshek, Clifford J. Mellish, Michael T. IEEE Cement Industry Technical Conference (Paper), 1993, p 219-230
30 , Recent progress on large-scale and highly-functional PLC technologies Hibino, Y. ; Maruno, T. ; Okamoto, K. NTT R and D, v 50, n4, 2001, p 259-264