矿井提升机电控系统升级的安全技术研究及应用

刘科斌

摘要： 本文将就矿井提升机电控系统升级的安全技术研究及应用进行一定的分析与探讨。

Abstract： This paper will perform some analysis and discussion for the safety technology research and application of mine hoist electric control system upgrades.

关键词： 矿井提升机；电控系统升级；安全技术研究

Key words： mine hoist；electric control system upgrades；safety technology research

中图分类号：TD63+3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）11-0053-02

0 引言

煤矿提升机在矿井的提升煤炭工作中有着重要的作用，其运行的安全水平将直接对矿井的正常生产产生影响。目前，我国的提升机电控系统仍然存在着安全技术差、技术水平低的特点，虽然近几年来我国的部分煤矿单位专门对其电控系统进行了一定的技术升级改造，但是升级效果往往较为有限，同时在升级的过程中还经常出现安全事故，为企业带来了较为严重的损失。如何能够以安全、高效的方式对矿井提升机的电控系统进行升级改造，则成为了目前煤炭行业中普遍关注的问题。

1 矿井提升机电控系统升级方案研究

1.1 电气传动方案研究 矿井提升机的工作任务就是在某一段距离之内，按照一个提升周期为基准来循环的进行煤矿提升任务，并在这个过程中需要进行较为频繁的速度变化。而这就需要其自身的调速系统有着良好的控制精度以及调速性能。而对于提升机的电控系统升级来说，还应当保证在升级之后新老线控系统之间的相互独立，并通过对相关控制节点的升级优化、对主、直流回路之间的合理切换，来对电气控制系统的备用系统进行良好的实现。

在对直流电机进行调速的工作中，双闭环直流调速方案是一种较为成熟的方案，在这个系统中，其以电流环、速度环共同进行控制，同时在系统中设置有不同的两个调节器，分别对电流以及转速进行独立调节，并以串联的方式对两者进行连接。但是如果想对电动机的可逆运行功能进行实现，就需要保证电动机能够较好的产生正、反方向的转矩。而如果想对电机转矩方向进行改变，则主要有改变电机电枢电压极性以及改变电动机磁电流方向这两种方式。同时由于电枢回路的电感较小，那么以电枢可逆实现的方式同励磁可逆方式相比则有着滞后之间较短的特点，需要在使用的过程较为频繁进行制动。而在晶闸管-直流电动机系统中，由于其有着单向导电的特点，那么当要求其能够进行快速的转换时，都会以两台晶闸管以直接反向并联的方式对工作线路进行组件。而这种方式则正是更符合提升机电控系统工作特点的方式，能够更好的对电动机的高频起、制动要求进行满足。

1.2 控制系统升级方案研究 提升机电控系统性能的好坏将直接关系到煤矿的生产效率。而通过计算机技术来对提升机的控制进行实现，则能够更好的对提升机的可维护性以及运行可靠性进行保证。目前，PLC是我国工业领域使用最广泛的控制器，在控制系统中，以PLC作为控制的主站，而将直接调速装置以及监控装置都作为从站。其中，上位机仅仅起到对参数进行设计以及监视的作用而不直接进行控制。整个系统的动作都以PLC为主控进行发出，而安装在传动轴中的编码器则能够将系统反馈信号直接输送到PLC之中，从而形成一种闭环控制系统。

2 矿井提升机电控系统升级的安全技术应用

对矿井电控系统升级是一项较为系统的工作，涉及到很多方面，而对其安全问题进行考虑则是升级中最重要的问题，如何能够在升级的过程中保证提升机能够可靠、安全的工作，最大程度的减少运行故障则成为了对提升机电控系统进行升级的首要目标。通过上文研究分析，我们以双控制器的方式对控制系统进行了配置，其中主控PLC负责对系统中的各类信号进行计算，以及发出各类动作指令等，而监控PLC则通过主控以及上位机之间保持良好的通信，来实现对系统的安全运行进行实时的监控。

2.1 PLC主控系统 我们对电控系统进行升级的主要目的就是使其能够真正的实现自动运行，所以在系统升级后应当保证提升机能够在无人的环境下正常运行，同时对其工作的运行情况以及安全情况进行实时的监视，并能够在问题出现的第一时间对其采取措施。

首先，系统在自动工作模式中，当装、卸信号发出之后，主控PLC则会在第一时间根据萁斗的目前位置而对进行提升还是下放动作进行选择，并使调速器能够判定出正确的电流方向。同时，在提升机运作时，主控PLC也会一直对提升机的目前位置以及行进速度进行精确的计算，并根据实际情况及时的发出减速命令，从而保证萁斗能够在自动减速之后在正确的水平位置停车。通过这种设计后的自动控制方式，能够有效的对以往司机凭经验加、减速以及停车的现象加以改变，从而能够在对司机压力减轻的同时保证提升机的良好提升能力。

其次，电控系统还能够对提升机的实时运行状况进行监视，并及时的对所发生的故障采取相应的措施。在电控系统升级的全过程中，都一直保持对安全问题的强烈重视。并在升级的过程中设计了以PLC为主控制系统、监控PLC系统以及安全回路等多重保护措施。而在这其中，作为主控PLC中的安全保护功能是最强大的，在提升机运行的过程中，当发现提升机遇到故障之后，将根据遇到故障类型的不同而适当的采取相应的应对方式对其进行处理，从而保证提升机的良好安全运行。

2.2 网络化的数字监控操作台 在本机电控系统设计过程中，将操作台的显示区以及操作区合并为了一体，并在其中设计了数字指示器、安全信号灯以及相关的转换开关等等设施。同时，在其中还设置了辅控PLC，以便其能够同主控PLC之间的控制、通讯功能进行连接。其中还设置了相应的网络通讯接口以及速度控制装置等等。具备了新电控系统操作台的绝大部分需求。

数字操作台是保证提升机同操作员之间进行良好交互的重要设备。首先，其能够对相应的广电编码信号进行良好的接受，及时的对提升机目前位置以及运行速度进行计算，并在提升机工作的整个过程对其进行速度保护。其次，其还能够将减速点、停车点等关键点输出到主控之中，并将安全回路控制点进行输出。再次，其还能够根据提升机目前的实时运行速度以及路线，对机器的运行速度以及指标进行检测。最后，在操作台中的触摸屏中还能够对提升机的各项重要参数进行设置。

2.3 安全回路 为了进一步对提升的安全性进行保证，我们还在系统中以双线制的方式对安全回路进行了构造，即通过继电器回路以及PLC回路之间良好配合的方式对其进行实现。当系统中出现需要立即进行制动的故障信号时，就会在第一时间接到继电器硬安全回路，从而保证当安全回路发生断开时，由制动系统实行跳闸工作。

3 结束语

总的来说，对于矿井提升机进行电控系统升级，一定要对其升级过程中的安全性进行控制。这就需要我们在实际升级的过程中，提前对相关安全技术有所了解，并切实的将其投入到使用中。从而以安全、高效的方式对矿井提升机的电控系统进行有效的升级，进而对矿区的高效开采做出保证。

参考文献：

[1]吴磊.阳煤三矿裕公井副井提升机变频调速控制技术的应用[J].科技情报开发与经济，2011（14）：207-209.

[2]李晓光.基于PLC技术的矿井提升机电控系统的若干思考与研究[J].科技与企业，2012（11）：98-99.

[3]高俊祥，高孝亮.矿井提升机控制系统的设计及应用探讨[J].低压电器，2011（22）：54-57.

[4]郑一帆，朱圣锋.煤矿提升机控制系统数字化改造与应用[J].无线互联科技，2011（06）：52-53.endprint

摘要： 本文将就矿井提升机电控系统升级的安全技术研究及应用进行一定的分析与探讨。

Abstract： This paper will perform some analysis and discussion for the safety technology research and application of mine hoist electric control system upgrades.

关键词： 矿井提升机；电控系统升级；安全技术研究

Key words： mine hoist；electric control system upgrades；safety technology research

中图分类号：TD63+3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）11-0053-02

0 引言

煤矿提升机在矿井的提升煤炭工作中有着重要的作用，其运行的安全水平将直接对矿井的正常生产产生影响。目前，我国的提升机电控系统仍然存在着安全技术差、技术水平低的特点，虽然近几年来我国的部分煤矿单位专门对其电控系统进行了一定的技术升级改造，但是升级效果往往较为有限，同时在升级的过程中还经常出现安全事故，为企业带来了较为严重的损失。如何能够以安全、高效的方式对矿井提升机的电控系统进行升级改造，则成为了目前煤炭行业中普遍关注的问题。

1 矿井提升机电控系统升级方案研究

1.1 电气传动方案研究 矿井提升机的工作任务就是在某一段距离之内，按照一个提升周期为基准来循环的进行煤矿提升任务，并在这个过程中需要进行较为频繁的速度变化。而这就需要其自身的调速系统有着良好的控制精度以及调速性能。而对于提升机的电控系统升级来说，还应当保证在升级之后新老线控系统之间的相互独立，并通过对相关控制节点的升级优化、对主、直流回路之间的合理切换，来对电气控制系统的备用系统进行良好的实现。

在对直流电机进行调速的工作中，双闭环直流调速方案是一种较为成熟的方案，在这个系统中，其以电流环、速度环共同进行控制，同时在系统中设置有不同的两个调节器，分别对电流以及转速进行独立调节，并以串联的方式对两者进行连接。但是如果想对电动机的可逆运行功能进行实现，就需要保证电动机能够较好的产生正、反方向的转矩。而如果想对电机转矩方向进行改变，则主要有改变电机电枢电压极性以及改变电动机磁电流方向这两种方式。同时由于电枢回路的电感较小，那么以电枢可逆实现的方式同励磁可逆方式相比则有着滞后之间较短的特点，需要在使用的过程较为频繁进行制动。而在晶闸管-直流电动机系统中，由于其有着单向导电的特点，那么当要求其能够进行快速的转换时，都会以两台晶闸管以直接反向并联的方式对工作线路进行组件。而这种方式则正是更符合提升机电控系统工作特点的方式，能够更好的对电动机的高频起、制动要求进行满足。

1.2 控制系统升级方案研究 提升机电控系统性能的好坏将直接关系到煤矿的生产效率。而通过计算机技术来对提升机的控制进行实现，则能够更好的对提升机的可维护性以及运行可靠性进行保证。目前，PLC是我国工业领域使用最广泛的控制器，在控制系统中，以PLC作为控制的主站，而将直接调速装置以及监控装置都作为从站。其中，上位机仅仅起到对参数进行设计以及监视的作用而不直接进行控制。整个系统的动作都以PLC为主控进行发出，而安装在传动轴中的编码器则能够将系统反馈信号直接输送到PLC之中，从而形成一种闭环控制系统。

2 矿井提升机电控系统升级的安全技术应用

对矿井电控系统升级是一项较为系统的工作，涉及到很多方面，而对其安全问题进行考虑则是升级中最重要的问题，如何能够在升级的过程中保证提升机能够可靠、安全的工作，最大程度的减少运行故障则成为了对提升机电控系统进行升级的首要目标。通过上文研究分析，我们以双控制器的方式对控制系统进行了配置，其中主控PLC负责对系统中的各类信号进行计算，以及发出各类动作指令等，而监控PLC则通过主控以及上位机之间保持良好的通信，来实现对系统的安全运行进行实时的监控。

2.1 PLC主控系统 我们对电控系统进行升级的主要目的就是使其能够真正的实现自动运行，所以在系统升级后应当保证提升机能够在无人的环境下正常运行，同时对其工作的运行情况以及安全情况进行实时的监视，并能够在问题出现的第一时间对其采取措施。

首先，系统在自动工作模式中，当装、卸信号发出之后，主控PLC则会在第一时间根据萁斗的目前位置而对进行提升还是下放动作进行选择，并使调速器能够判定出正确的电流方向。同时，在提升机运作时，主控PLC也会一直对提升机的目前位置以及行进速度进行精确的计算，并根据实际情况及时的发出减速命令，从而保证萁斗能够在自动减速之后在正确的水平位置停车。通过这种设计后的自动控制方式，能够有效的对以往司机凭经验加、减速以及停车的现象加以改变，从而能够在对司机压力减轻的同时保证提升机的良好提升能力。

其次，电控系统还能够对提升机的实时运行状况进行监视，并及时的对所发生的故障采取相应的措施。在电控系统升级的全过程中，都一直保持对安全问题的强烈重视。并在升级的过程中设计了以PLC为主控制系统、监控PLC系统以及安全回路等多重保护措施。而在这其中，作为主控PLC中的安全保护功能是最强大的，在提升机运行的过程中，当发现提升机遇到故障之后，将根据遇到故障类型的不同而适当的采取相应的应对方式对其进行处理，从而保证提升机的良好安全运行。

2.2 网络化的数字监控操作台 在本机电控系统设计过程中，将操作台的显示区以及操作区合并为了一体，并在其中设计了数字指示器、安全信号灯以及相关的转换开关等等设施。同时，在其中还设置了辅控PLC，以便其能够同主控PLC之间的控制、通讯功能进行连接。其中还设置了相应的网络通讯接口以及速度控制装置等等。具备了新电控系统操作台的绝大部分需求。

数字操作台是保证提升机同操作员之间进行良好交互的重要设备。首先，其能够对相应的广电编码信号进行良好的接受，及时的对提升机目前位置以及运行速度进行计算，并在提升机工作的整个过程对其进行速度保护。其次，其还能够将减速点、停车点等关键点输出到主控之中，并将安全回路控制点进行输出。再次，其还能够根据提升机目前的实时运行速度以及路线，对机器的运行速度以及指标进行检测。最后，在操作台中的触摸屏中还能够对提升机的各项重要参数进行设置。

2.3 安全回路 为了进一步对提升的安全性进行保证，我们还在系统中以双线制的方式对安全回路进行了构造，即通过继电器回路以及PLC回路之间良好配合的方式对其进行实现。当系统中出现需要立即进行制动的故障信号时，就会在第一时间接到继电器硬安全回路，从而保证当安全回路发生断开时，由制动系统实行跳闸工作。

3 结束语

总的来说，对于矿井提升机进行电控系统升级，一定要对其升级过程中的安全性进行控制。这就需要我们在实际升级的过程中，提前对相关安全技术有所了解，并切实的将其投入到使用中。从而以安全、高效的方式对矿井提升机的电控系统进行有效的升级，进而对矿区的高效开采做出保证。

参考文献：

[1]吴磊.阳煤三矿裕公井副井提升机变频调速控制技术的应用[J].科技情报开发与经济，2011（14）：207-209.

[2]李晓光.基于PLC技术的矿井提升机电控系统的若干思考与研究[J].科技与企业，2012（11）：98-99.

[3]高俊祥，高孝亮.矿井提升机控制系统的设计及应用探讨[J].低压电器，2011（22）：54-57.

[4]郑一帆，朱圣锋.煤矿提升机控制系统数字化改造与应用[J].无线互联科技，2011（06）：52-53.endprint

摘要： 本文将就矿井提升机电控系统升级的安全技术研究及应用进行一定的分析与探讨。

Abstract： This paper will perform some analysis and discussion for the safety technology research and application of mine hoist electric control system upgrades.

关键词： 矿井提升机；电控系统升级；安全技术研究

Key words： mine hoist；electric control system upgrades；safety technology research

中图分类号：TD63+3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）11-0053-02

0 引言

煤矿提升机在矿井的提升煤炭工作中有着重要的作用，其运行的安全水平将直接对矿井的正常生产产生影响。目前，我国的提升机电控系统仍然存在着安全技术差、技术水平低的特点，虽然近几年来我国的部分煤矿单位专门对其电控系统进行了一定的技术升级改造，但是升级效果往往较为有限，同时在升级的过程中还经常出现安全事故，为企业带来了较为严重的损失。如何能够以安全、高效的方式对矿井提升机的电控系统进行升级改造，则成为了目前煤炭行业中普遍关注的问题。

1 矿井提升机电控系统升级方案研究

1.1 电气传动方案研究 矿井提升机的工作任务就是在某一段距离之内，按照一个提升周期为基准来循环的进行煤矿提升任务，并在这个过程中需要进行较为频繁的速度变化。而这就需要其自身的调速系统有着良好的控制精度以及调速性能。而对于提升机的电控系统升级来说，还应当保证在升级之后新老线控系统之间的相互独立，并通过对相关控制节点的升级优化、对主、直流回路之间的合理切换，来对电气控制系统的备用系统进行良好的实现。

在对直流电机进行调速的工作中，双闭环直流调速方案是一种较为成熟的方案，在这个系统中，其以电流环、速度环共同进行控制，同时在系统中设置有不同的两个调节器，分别对电流以及转速进行独立调节，并以串联的方式对两者进行连接。但是如果想对电动机的可逆运行功能进行实现，就需要保证电动机能够较好的产生正、反方向的转矩。而如果想对电机转矩方向进行改变，则主要有改变电机电枢电压极性以及改变电动机磁电流方向这两种方式。同时由于电枢回路的电感较小，那么以电枢可逆实现的方式同励磁可逆方式相比则有着滞后之间较短的特点，需要在使用的过程较为频繁进行制动。而在晶闸管-直流电动机系统中，由于其有着单向导电的特点，那么当要求其能够进行快速的转换时，都会以两台晶闸管以直接反向并联的方式对工作线路进行组件。而这种方式则正是更符合提升机电控系统工作特点的方式，能够更好的对电动机的高频起、制动要求进行满足。

1.2 控制系统升级方案研究 提升机电控系统性能的好坏将直接关系到煤矿的生产效率。而通过计算机技术来对提升机的控制进行实现，则能够更好的对提升机的可维护性以及运行可靠性进行保证。目前，PLC是我国工业领域使用最广泛的控制器，在控制系统中，以PLC作为控制的主站，而将直接调速装置以及监控装置都作为从站。其中，上位机仅仅起到对参数进行设计以及监视的作用而不直接进行控制。整个系统的动作都以PLC为主控进行发出，而安装在传动轴中的编码器则能够将系统反馈信号直接输送到PLC之中，从而形成一种闭环控制系统。

2 矿井提升机电控系统升级的安全技术应用

对矿井电控系统升级是一项较为系统的工作，涉及到很多方面，而对其安全问题进行考虑则是升级中最重要的问题，如何能够在升级的过程中保证提升机能够可靠、安全的工作，最大程度的减少运行故障则成为了对提升机电控系统进行升级的首要目标。通过上文研究分析，我们以双控制器的方式对控制系统进行了配置，其中主控PLC负责对系统中的各类信号进行计算，以及发出各类动作指令等，而监控PLC则通过主控以及上位机之间保持良好的通信，来实现对系统的安全运行进行实时的监控。

2.1 PLC主控系统 我们对电控系统进行升级的主要目的就是使其能够真正的实现自动运行，所以在系统升级后应当保证提升机能够在无人的环境下正常运行，同时对其工作的运行情况以及安全情况进行实时的监视，并能够在问题出现的第一时间对其采取措施。

首先，系统在自动工作模式中，当装、卸信号发出之后，主控PLC则会在第一时间根据萁斗的目前位置而对进行提升还是下放动作进行选择，并使调速器能够判定出正确的电流方向。同时，在提升机运作时，主控PLC也会一直对提升机的目前位置以及行进速度进行精确的计算，并根据实际情况及时的发出减速命令，从而保证萁斗能够在自动减速之后在正确的水平位置停车。通过这种设计后的自动控制方式，能够有效的对以往司机凭经验加、减速以及停车的现象加以改变，从而能够在对司机压力减轻的同时保证提升机的良好提升能力。

其次，电控系统还能够对提升机的实时运行状况进行监视，并及时的对所发生的故障采取相应的措施。在电控系统升级的全过程中，都一直保持对安全问题的强烈重视。并在升级的过程中设计了以PLC为主控制系统、监控PLC系统以及安全回路等多重保护措施。而在这其中，作为主控PLC中的安全保护功能是最强大的，在提升机运行的过程中，当发现提升机遇到故障之后，将根据遇到故障类型的不同而适当的采取相应的应对方式对其进行处理，从而保证提升机的良好安全运行。

2.2 网络化的数字监控操作台 在本机电控系统设计过程中，将操作台的显示区以及操作区合并为了一体，并在其中设计了数字指示器、安全信号灯以及相关的转换开关等等设施。同时，在其中还设置了辅控PLC，以便其能够同主控PLC之间的控制、通讯功能进行连接。其中还设置了相应的网络通讯接口以及速度控制装置等等。具备了新电控系统操作台的绝大部分需求。

数字操作台是保证提升机同操作员之间进行良好交互的重要设备。首先，其能够对相应的广电编码信号进行良好的接受，及时的对提升机目前位置以及运行速度进行计算，并在提升机工作的整个过程对其进行速度保护。其次，其还能够将减速点、停车点等关键点输出到主控之中，并将安全回路控制点进行输出。再次，其还能够根据提升机目前的实时运行速度以及路线，对机器的运行速度以及指标进行检测。最后，在操作台中的触摸屏中还能够对提升机的各项重要参数进行设置。

2.3 安全回路 为了进一步对提升的安全性进行保证，我们还在系统中以双线制的方式对安全回路进行了构造，即通过继电器回路以及PLC回路之间良好配合的方式对其进行实现。当系统中出现需要立即进行制动的故障信号时，就会在第一时间接到继电器硬安全回路，从而保证当安全回路发生断开时，由制动系统实行跳闸工作。

3 结束语

总的来说，对于矿井提升机进行电控系统升级，一定要对其升级过程中的安全性进行控制。这就需要我们在实际升级的过程中，提前对相关安全技术有所了解，并切实的将其投入到使用中。从而以安全、高效的方式对矿井提升机的电控系统进行有效的升级，进而对矿区的高效开采做出保证。

参考文献：

[1]吴磊.阳煤三矿裕公井副井提升机变频调速控制技术的应用[J].科技情报开发与经济，2011（14）：207-209.

[2]李晓光.基于PLC技术的矿井提升机电控系统的若干思考与研究[J].科技与企业，2012（11）：98-99.

[3]高俊祥，高孝亮.矿井提升机控制系统的设计及应用探讨[J].低压电器，2011（22）：54-57.

[4]郑一帆，朱圣锋.煤矿提升机控制系统数字化改造与应用[J].无线互联科技，2011（06）：52-53.endprint