副井提升机电控升级改造在实际生产中的应用

郑现全

摘 要：矿井副井提升机担负着井下至地面的提矸、提人、下料、设备打运等提升任务，而电控系统是提升机的核心部件，它的安全性极其重要。

关键词：提升机；电控系统；监控模式；升级改造方案

中图分类号：TD63+3 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.15.129

1 电控系统概况

张集矿北区副井提升机为中信重工生产JKMD-4×4（III）型落地式多绳摩擦式提升机，它主要担负井下至地面的提矸、提人、下料、设备打运等提升任务。绞车电控系统设备老化、性能下降，故障呈多发态势，部分备件已停产，无法采购。

2 升级改造方案

2.1 整体方案

保留高、低压配电柜，动力变压器，风机变频柜，主电机；更换电控系统设备，包括电枢整流变压器、励磁整流变压器、快开、电抗器、PLC柜、继电器柜、电枢整流柜、励磁整流柜、电控系统低压辅助电源柜和操作台等。

提升机电枢回路采用串联12脉传动设计方案，增加了1台6脉/12脉切换柜，实现了单桥全载半速运行。同时，更换主控系统（包括过程控制、行程监控、继电器柜等）、监视系统、安全回路、人机接口、司机台、控制系统电源柜、轴编码器等。励磁部分设计为双系统，采用冗余控制，一用一备。另外，要增设主电机电枢、励磁绕组等在线绝缘监测装置。

2.2 技术方案

该技术方案主要包括以下几部分：①此次改造传动系统采用的是全数字直流控制系统，核心控制单元采用的是DCS800系列直流传动控制系统，功率单元可控硅器件采用的是ABB公司生产的器件。②电控系统采用PLC控制模式，PLC是由西门子S7-400PLC+FM458模块与ET200组合而成的，并且各PLC的软件功能设置应相互监视，各PLC之间的信息传输以总线通讯方式为主。③直流调速电枢部分采用2个6脉动变流器串联连接，以控制直流电动机的运行，实现电机电枢换向、12脉动四象限运行。另外，在一组整流桥出现故障时、单桥工作的情况下，系统能进行全载半速运行。同时，采用双励磁系统能够控制冗余，实现切换和闭锁。④提升电控装置能实现速度、电流闭环控制，其静态、动态性能指标必须满足提升机四象限运行的要求，以保证系统在各种运行方式下的运行速度图为最佳S形曲线。相关系统具备速度、减速点自动跟随功能和敞闸定车功能。⑤电控系统应具有位置控制功能。以罐笼在井口的位置为基准——有1台专用PLC用于位置控制，停车精度应为±1 cm，行程显示精度应为1 cm。电控系统应具有简单的开车功能，当电控系统发生故障时，在确保安全的前提下，它可实现提升机低速或轻载运行。⑥安全回路能分类处理各种故障——紧急停车、事故停车、不允许开车等，并采用软件和继电器电路2种方式并行控制。安全回路继电器采用可靠继电器，重要设备（比如编码器、井筒开关等）上级开关电源需带辅助触点，并接入PLC进行监控。⑦电控系统采用多PLC相互监控模式，各PLC的软件功能设置应部分重叠，重要的软件功能可以相互监控。各PLC之间的信息传输以总线通讯方式为主。PLC应有具备A/D、D/A接口和不少于总量15%的备用I/O接口。⑧电控柜调节、监视、控制等电路都采用电气模块插件，以便更换备件。电控柜内元器件采用进口或知名品牌。⑨电控系统要满足安全提矸、提人、下放材料设备的要求。副井提升操作方式应具备检修、验绳、手动、半自动、全自动、简易运行、长材、大件、提人和提物等功能，具备自动化开车功能。在任何运行方式下，司机都可以通过急停按钮紧急停车。⑩配置的计算机站具有人机对话功能和中文显示、打印功能。它可以清晰、直观地显示提升系统的工作状态、开车准备情况、控制系统的状态、报警和故障状态以及相关处理方法（重要的工作和故障状态还需有对应的光字牌显示）。计算机站可以存储最少一个月主要参数的历史数据，并动态显示其趋势画面，以便于诊断和排除系统故障。该系统要具备首发故障诊断，便于查找第一故障，工程师远程协助诊断，系统测试等功能。它可以在上位机的测试画面上直接进行软件过卷、PLC超速、传动超速、错向、限速点超速、编码器比较出错、过负荷、欠压等试验。

3 结束语

该系统运行可靠，维护工作量少。目前，张集煤矿副井提升机已投入使用，运行效果良好。

〔编辑：白洁〕