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1、全国矿井提升机使用技术与维护-直流电控,洛阳中重自动化广场有限责任公司,课程内容,全国矿井提升机使用技术与维护-直流电控,1、提升机全数字直流电控系统简介2、提升机全数字直流电控系统成套范围3、提升机全数字直流传动系统原理简介4、提升机全数字操作监控系统简介5、提升机装卸载、信号系统简介6、西门子S7-300 PLC的硬件和软件简介7、安装和维护,按系统分：功能结构图 按设备分：硬件结构图 高压供电系统 高压开关柜 低压配电系统 低压电源柜 操作监控系统 主控柜 传动系统 司机操作台 液压制动系统 全数字直流传动装置 信号/装卸载系统 信号设备/装卸载设备 计算机通讯系统 液压站 润滑站 上位
2、机,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,提升机全数字直流电控系统简介,功能结构图,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,硬件结构图,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,全数字传动控制包括以下两大类：1、直流传动控制：适用于中、大功率直流电机传动控制 2、交流传动：a、交-交变频传动控制：适用于大功率、低速交流电机传动控制 b、交-直-交变频传动控制：低压交-直-交变频传动控制适用于定子电压660
3、V 及以下，中、小功率交流电机传动控制；高压交-直-交变频传动控制适用于定子电压6KV 及以下，大功率交流电机传动控制,系统简介,直流传动系统原理简介,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,直流传动系统组成,1、传动系统组成：a、交流电源开关设备高压开关柜 b、可控硅变流装置及配套设备变流装置、整流变压器、电抗器、快开 c、调节装置 d、直流电动机,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,直流传动系统方案,1、直流传动系统中，可逆拖动方案一般可分为：电枢换向和磁场换
4、向 a、电枢换向可逆传动系统特点 b、磁场换向可逆传动系统特点2、直流传动系统中，主回路方案分为：6脉动、12脉动串联和并联,运行分析,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,磁场反向,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,电枢反向，12脉动并联,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,电枢反向，12脉动串联,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,
5、系统简介,电枢反向传动系统运行分析-四向限运行,1、第一象限：提升机正转，提升机出正力，电机处于电动状态。,2、第二象限：提升机正转，提升机出负力，电机处于发电制动状态。,3、第三象限：提升机反转，提升机出正力，电机处于电动状态。,4、第四象限：提升机反转，提升机出负力，电机处于发电制动状态。,提升方向、负载的大小、加、减速度的大小决定提升机运行在机械特性那个象限。,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,全数字直流提升机电控成套范围,1、主电机2、高压开关柜3、主整流变压器4、励磁变压器5、全数字直流传动装置 照片6、快开7、辅
6、助变压器（可选）8、低压电源柜9、主控柜 照片10、操作台（一体式、三体式、七体式）照片11、上位机12、装卸载设备/信号设备（可选）13、散件：编码器、磁开关、测速机等,示意图,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,操作台,七体式,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,一体式,主控柜,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,全数字直流传动装置,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装
7、卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,成套范围示意图,操作监控系统介绍,1、采用西门子公司S7-300/S7-400系列可编程序控制器(PLC)，采用双PLC工作，主PLC负责提升机的工艺控制和安全保护控制，从PLC构成电子行程监视及监控。整个系统有主有从，互有分工，互相监视,2、完成提升机运行工艺要求的控制功能：自动、手动、检修、故障开车等,3、监视提升机工作状态和设备运行状态,4、具有完善的保护功能,5、三类故障等级分别处理：紧急停车、减速停车-急停、允许一次提升,6、远程通讯及远程诊断,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件
8、,系统简介,启车过程,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,安全回路,1、安全回路(软件与硬件冗余）：主、从PLC内部安全回路和外部继电器安全回路共同构成双重安全保护。2、对于速度、位置、方向等关键保护环节在PLC内部也设置多重保护回路，以实现对各种故障的综合判断,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,速度保护,等速超速：测速机等速过速保护 两个编码器等速过速保护 a、速度保护 减速过速：两个编码器保络线保护 定点限速 速度偏差比较：两个编码器和测速 机之间互相比
9、较监视 注：两个编码器分别接至主、从PLC,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,位置保护,上/下过卷：井筒上/下过卷开关保护 两个编码器上/下过卷保护 位置同步：两个编码器上/下位置同步b、位置保护 位置偏差比较：两个编码器位置值比较 井筒开关位置监视,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,方向保护,给定方向与实际运行方向比较的保护c、方向保护（错向保护）给定方向与司机操作方向比较的保护,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S
10、7300硬件和软件,系统简介,装卸载系统,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,信号系统,1、闭锁功能2、声光指示3、急停、停车等信号直发功能4、上、下信号工之间呼叫功能5、扩音通讯功能6、PLC故障自监测,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,西门子S7-300系列PLC简介,SIMATIC S7系列PLCSIMATIC S7-300 PLC 介绍硬件和软件编程语言种类STEP 7 简介系统通讯简介,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系
11、统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,S7-300功能,S7-300 系统组成,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,S7-300功能,指令处理速度仅为0.10.6s/二进制指令内容丰富，功能强大的指令集多种CPU型号满足不同的性能要求强大的扩展能力 集中式配置可达1024DI/O,128AI/O 分布式配置可达16384DI/O,2048AI/O丰富的模块：从I/O到工业PC指令处理速度仅为0.10.6s/二进制指令通过网络和点到点连接进行通讯甚至可以用于极为恶劣的环境下面向未来，不断创新，节约成本的自动化解决方案,传动系
12、统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,S7-300系统组成,电源（PS）中央处理单元（CPU）接口模板（IM）I/O模板（SM）通讯（CP）功能模板（FM）软件、编程器、HMI设备附件：导轨、电池、存储卡、前连接器,接口模块IM 365介绍,I/O模板介绍,电源技术指标标外观,技术指标,通讯功能介绍,计数模块介绍,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,电源模块技术指标,PS 307-1K120/230 VAC24 V DC 10A30 W有200 125 120,型号输
13、入电压输出电压/电流功耗诊断功能外形尺寸(mm),PS 307-1B120/230 V24VDC 2A10 W有50 125 120,PS 307-1E120/230 VAC24 V DC 5A18 W有80 125 120,节能高效短路保护无需风扇,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,CPU模块技术指标1,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,CPU模块技术指标2,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系
14、统简介,接口模块IM153,一个IM 365 插在中央机架一个IM 365 插在扩展机架 扩展机架可插模块有限制扩展机架无需额外供电普通型、扩展温度范围型,IM365RECEIVE,IM365SEND,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,数字量输入模块SM321,标准模块 种类丰富，经济适用 具有中断和诊断功能的模块上升/下降沿中断诊断中断电源短路检测传感器短路检测参数设置错误检测RAM错误检测EPROM错误检测,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,数字量输出
15、模块SM322,标准模块种类丰富，经济适用 具有诊断功能的模块诊断中断断线检测短路或过载检测输出对电源短路检测参数设置错误检测RAM错误检测EPROM错误检测,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,模拟量输入模块SM331(1),标准模块种类丰富，经济适用 具有过程中断和诊断功能的模块过程中断诊断中断断线检测未插前连接器检测参数设置错误检测RAM错误检测EPROM错误检测,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,模拟量输入模块SM331(2),输入信号类型电压，电流
16、，电阻，热电阻，热电偶分辨率：9/12/14/15/16位(或加符号位)对热电阻/热电偶测量进行线性化2，4，8通道的模块可选高精度，高响应速度通过STEP 7进行配置，无需设置跳 线配置参数存在CPU中，模块更换方便普通型、扩展温度范围型、防爆型,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,模拟量输入表达方式（电压型）,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,模拟量输出模板SM332,输出信号类型电压，电流分辨率：11/15位，加符号位2，4通道的模块可选高精度，高转换
17、速度通过STEP 7进行配置，无需设置跳线配置参数存在CPU中，模块更换方便普通型、扩展温度范围型、防爆型,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,计数模板FM350-1,单纯计数任务的单通道计数模块计数范围：32或31位可连接的传感器RS422 增量编码器24V 增量编码器计数频率最大 500KHz可设定两个基准值的比较功能达到基准值、过零、超限产生中断 适用于包装、食品、纺织、橡塑，造纸等机械,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,传动系统原理,安装维护,成套范
18、围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,系统通讯示意图,硬件和软件,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,编程语言种类,梯形逻辑语句表功能图,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,STEP7 简介,STEP 7是用于SIMATIC可编程序控制器组态和编程的标准软件包包括以下几个组成部分：,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,STEP7 界面,传动系统原理,安装维护
19、,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,硬件组态,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,编址规则,S7-300模块的编址规则,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,数字量模块的编址规则,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,模拟量模块的编址规则,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,软件编程,
20、传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,程序结构,样式,样式,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,线性化编程,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,模块化编程,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,下载硬件组态和程序,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,程序执行过程,
21、安装、维护,设备布线注意事项：,1、要求强弱电分开走线，按照60V以下、60V以上至500V、500V1200V、1200V以上等级划分。当相邻电压等级电缆平行走线时，其垂直距离不小于300 mm。,2、模拟量控制信号线采用双绞屏蔽电缆布线，屏蔽层一般接在控制柜电子接地母排上。,3、码盘信号电缆采用4对双绞屏蔽电缆，全程穿钢管布线，屏蔽层接在控制柜电子接地母排上。钢管与电缆桥架相连。,4、通讯电缆采用2对双绞屏蔽电缆，全程穿钢管布线，屏蔽层接在控制柜电子接地母排上。钢管与电缆桥架相连。,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,维护
22、与保养,产品的维护和保养是合理使用产品的重要环节，根据不同产品的特点和要求，使用方需要周期性保养和定期日常维护。定期更换防尘网，清除柜内灰尘。及时备份PLC和上位监控计算机的应用软件。建议每年更换一次S7-300/400的备用电池。定期检查电控设备柜内接线和柜间接线是否紧固 定期检查按钮、开关、继电器等的动作是否正确,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,故障查找步骤,观察操作台和上位机初步分析故障原因,在线监视程序和数据进一步分析故障原因,查找故障点：由外到内,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,
23、西门子S7300硬件和软件,系统简介,常见故障及处理,.井筒开关误动作或不动作：检查井筒开关、永久 磁铁或井筒电缆是否被砸，更换损坏元件。.等速段测速值波动：检查测速机和编码器的安装是否松动，紧固螺丝，校正中心距。(3).继电器辅助触点接触不好和线圈断电时不释放：更换继电器。,传动系统原理,安装维护,成套范围,操作监控系统,信号/装卸载系统,西门子S7300硬件和软件,系统简介,课程重点,2004年全国矿井提升机使用技术与维护-直流电控,1、直流电控系统组成2、传动系统方案：磁场反向/电枢反向、6脉动/串联12脉动、并联12脉动3、操作监控系统的安全保护4、西门子S7-300 PLC的硬件和软件5、安装、维护、故障查找,谢谢大家！,2004年全国矿井提升机使用技术与维护-直流电控,
