矿井提升机直流调速拖动

栗宏沫

[摘 要]本论文以该煤矿主井提升机改造项目为基础，对矿井提升机拖动及电控系统改造设计提出了详尽的需求分析，在基于/上位计算机监控+下位多PLC控制+微处理器多数字调节+可控硅变流+拖动电机0的模式下，通过对现有矿井直流提升机控制系统！主井装卸载系统和提升信号系统的自动化改造，用PLC控制取代人工操车，实现提升机的各种安全保护。

[关键词]矿井提升机，直流调速，可编程逻辑控制器

中图分类号：TD633 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）09-0172-01

引言

本文论述的主井提升机全自动化控制系统实现了矿井提升机数字化调速，自动化控制和人机界面的管理，提高了主井的提升能力和生产效率，降低了能耗，维护工作量，故障率和相关费用，促进了矿山企业的科技进步和生产力的发展，为矿山企业的现代化建设增添了新的内容，为矿山企业的安全生产提供了有力保证。

1 主提升机自动化系统组成

主井提升机主要承担煤矿原煤的提升任务，它应能按照预定的力图和速度图，在四象限实现平稳启动，等速运行，减速运行，爬行和停车，而且在运行过程中要有极高的可靠性”根据主提升机上述工况要求设计了望峰岗矿新主井主提升机系统，提升机的整体拖动控制系统如图1所示。

2 主提升机全自动化系统的设计

主井提升机自动化的设计，主要需要利用可靠的外围传感设备，配合逻辑严密的pLC逻辑控制，将人工操作提升机改为依提升速度图，由计算机自动控制提升机的启动，加减速和停车，达到自动开车，自动加减速，自动停车，故障记忆及自动设置等功能“由于位势能负载转动惯量变化的复杂性和数字调节的局限性及安全考虑等因素，自动化提升主要研究的是全载状况下，而没有对检修查验状态下（速度小于ZM/S）进行技术研究”主控制系统选用由西门子57一300系列可编程序控制器（PLC）作为控制单元“自1969年美国研制出世界上第一台PLC以来，PLC己得到迅速发展，在工业控制颁域中占主导地位”目前PLC己经成为工业控制的标准设备，是自动化领域的三大技术支柱之一”。

2.1模块诊断功能

S7一300的点信号模块具有对信号进行监视（诊断）和过程中断的响应功能“通过诊断可以确定数字量模块获取的信号是否正确，或模拟量模块的处理是否正确”数字量输入/输出模块可以诊断出以下故障：无编码器电源，无外部辅助电压，无内部辅助电压，熔断器熔断！看门狗故障，EPROM故障，RAM故障！过程报警丢失等“模拟量输入模块可以诊断出无外部电压！共模故障！组态/参数错误！断线！测量范围上溢出或下溢出等故障”模拟量输出模块可以诊断出无外部电压！组态/参数错误！断线和对地短路等故障”。

2.2过程中断

通过过程中断，可以对过程信号进行监视和响应“根据设置的参数，可以选择数字量输入模块的每个通道组是否在信号的上升沿，下降沿产生过程中断，或在两个边沿都产生过程中断”信号模块可以对每个通道的一个中断进行暂存“模拟量输入模块通过上限值和下限值定义一个工作范围，模块将测量值与上，下限值进行比较”如果超限，则执行过程中断“执行过程中断时，CPU暂停执行用户程序，或暂停执行低优先级的中断程序，来处理相应的中断功能。

3、行程pLC硬件构成及双pLC比提升行程控制

提升行程控制器由PLC两个轴编码器和井筒开关等组成“其中一个轴编码器装在提升机的驱动轮上，另一个装在提升机的导向轮上；行程控制器所用井筒开关装在井筒中齐平位置（即井口停车位），同步位置（距齐平位10米左右）和限速位（距齐平位30米左右）三个地方。

两台轴编码器将提升机钢绳在线速度和行程位置转换成脉冲信号分别送入PLC中，PLC将部分操作信号，保护信号以及设定的一些行程参数与轴编码器信号结合起来进行逻辑运算处理，自动产生提升机所需的速度给定信号（即运行曲线），为了尽量减少起动，制动过程中的机械冲击，提高提升机控制精度，速度给定信号的加速！减速段为/S0型曲线，减速段行程通过PLC实际运算来调节减速度以保证其为一固定值，从而保证了停车点不变和停车点的精度"数字行程监控器的误差不大于2CM。

3.1双线制提升机安全保护回路

提升机由机械！液压和电气三部分构成，系统复杂“为保证提升机系统的安全可靠，必须采用双线制，即PLC安全回路和继电器安全回路相结合，来自提升机各部分的保护信号分为立即施闸！井口施闸，电气制动和报警4类”其中井口施闸！电气制动和报警类事故信号直接引入到PLC中，PLC将其处理后送监视器显示故障类型并控制声光报警系统报警并施闸，而立即施闸类事故信号除引入到PLC中处理，显示！报警外，还直接引入到安全直动回路，动作施闸系统施闸“系统的安全回路有两套，一套由PLC构成，另一套为继电器直动回路”。

3.2行程精度校正系统设计

矿井提升机的控制系统实质上是一种位置控制系统，特别是在减速，爬行和停车阶段，每一个位置都决定了提升机的运行速度，当到达停车点，发出停车施闸信号，这对自动化提升是至为关键的，因此，脉冲值"需根据实际行程值的判断，必须获得高精度的行程计数。

4 系统网络化的硬件设计

5 总结

矿井提升机全自动化控制的实现，给矿井提升机的技术进步带来无限的生机，使得矿井提升系统向着多功能化！数字化！网络化和机电一体化的方向发展，极大的提高了系统的安全可靠性！运行效率以及控制的精确性，实现了无人值守"它的实现与当今世界对传统机械进行数字化！自动化！网络化改造的潮流和时代的脉搏是相吻合的，对发展电力拖动学科与技术！推动现代科学技术在矿山的应用产生了一定的影响，为矿山企业走新型工业化道路提供了借鉴之路，开创了我国矿井提升新局面，值得进一步推广应用”。