关于煤矿提升机双电控系统的探索和研究

任保将

摘要

本文主要讲述了提升机双电控系统在煤矿提升系统中的探索和研究，通过在保留提升机原电控系统的前提下，增加一套直流调速系统与PLC控制系统，实现新旧调速系统和新旧PLC控制系统的互为备用、快速切换。

【关键词】提升机 双电控系统 快速切换

1 背景介绍

提升机作为煤矿大型固定设备，担负着矿井人员、设备、物料下井主要任务，是矿井安全生产的主要环节，提升机的安全运行是矿井机电设备管理的重中之重，而提升机电控系统决定着提升机是否能安全可靠的运行。

五阳煤矿南丰进风井提升系统装备一部型号为JKMD-3.5×4[Ⅲ]E型多绳摩擦式提升机，提升机主控系统采用SIEMENS公司SIMATICS7-400.通过对提升机的使用过程中，我们发现，提升机单一电控系统经常会出现各类故障，由于电控设备复杂，元器件多，给故障的排查带来了诸多不便，影响了人员和物料的提升，进而影响到了矿井正常生产。

2 研究论证

我矿机电工程技术人员通过查阅资料、文献，多方调研和考察，对提升机电控系统的运行方式进行了讨论和研究，提出了“提升机双电控系统”这一研究方向，其主要内容就是增加一套PLC主控系统以及直流调速系统，并且保留原电控系统和直流调速系统，且能实现新旧调速系统和新旧PLC控制系统的互为备用、快速切换。其优点是：在一套主控或者调速系统出现故障，无法快速恢复的情况下，可以迅速切换至备用系统，这样既不影响提升机运转，又有充足的时间来处理故障，从而确保提升系统安全可靠运转。但是由于存在两套电控系统，其系统比较复杂，检修工作量大，所以这种双电控系统运行方式对检修人员的素质和业务技能要求比较高。

要实现新旧调速系统和新旧PLC控制系统的互为备用、快速切换，必须满足以下条件：

（1）新旧控制系统和调速系统切换简单、快捷、可靠;

（2）新电控的关键信号不与旧电控混用，保证新电控的独立可靠性。

（3）所有更换的设备需与原电控系统兼容，能实现独立运行和互备控制。

3 提升机双电控系统实施方案

3.1 总体思路

针对目前提升机电控系统运行情况，增加一套PLC主控系统以及直流调速系统，并且保留原电控系统和直流调速系统，改造后的新旧两套电控系统均应满足安全提矸、提人、下放材料设备的要求。副井提升操作方式：应具有检修、验绳、手动、半自动、全自动、简易运行、长材、大件、提人、提物、保护试验等功能，具备自动化开车功能。且能实现新旧调速系统和新旧PLC控制系统的互为备用、快速切换，在一套主控或者调速系统出现故障，无法快速恢复的情况下，可以迅速切换至备用系统，从而确保提升系统安全可靠运转。

3.2 系统设备组成

（1）提升机双电控系统主要由共用部分、独立部分两部分组成，具体内容如下：

共用部分：①共用部分不需要切换的有：电机、高压供电、辅助变电器、整流变压器、快开、电抗器、操作台（包括速度手把、指示灯、深度指示器显示等）。②共用部分需要切换的有：信号系统、高压合分状态信号、井筒开关、轴编码器、快开信号、变压器温度巡检仪、右操作台的按钮及转换开关等信号，通过信号切换柜来实现切换。

独立部分：①新旧传动系统独立运行;②新旧提升机控制系统独立运行;

（2）需增加的设备及作用。实现双电控系统，需要增加的设备有：信号切换柜、PLC柜、主电枢整流柜、励磁整流柜、主回路切换柜。

其中主回路切换柜，能实现电枢变压器到新旧电枢整流柜，新旧电枢整流柜到直流快开的快速切换。这样就能实现主电机的新旧直流调速系统的切换。

信号切换柜设置信号分站，用于提升机关键信号的切换。信号系统、高压柜、快开、变压器温度巡检仪等共用信号接入信号切换柜，通过内置的转换开关分别分配给新旧系统。所有的切换信号有切换保护控制装置进行信号闭锁保护，新旧控制系统能自动识别状态及完成设备运行控制功能。

3.3 新旧切换系统简介

3.3.1 主回路调速系统切换方式

配置1台主回路切换柜，采用大电流刀闸快关对主回路进行切换，实现新传动系统与旧传动系统主回路的切换。主回路切换柜用于将电枢变压器出线分别引入新旧电枢整流柜处，新旧电枢整流柜通过主回路切换柜将出线引入主回路。采用本切换装置可实现快速切换，减少对生产的影响，方便对故障整流装置的维修。主回路转换柜配置4台三刀双置开关，主控对转换进行监视保护。

3.3.2 新旧信号系统切换方式

所有切换的信号为公共信号。公共信号包括：高压系统、信号系统、操作台等关键信号，新旧控制系统共用一套公共信号。

公共信号由现场实际信号起始点引出线，引至信号切换柜公共端输入端子，切换端输出端子分别接新、旧系统的两个通道，分别进入各自的PLC.配置转换开关，转换开关有旧电控通道和新电控通道两种状态，且设有闭锁，避免误操作。

3.4 操作台改造

为实现双电控系统的使用和操作，需要对现有操作台进行改造，加装相应的转换开关，按钮，用做新电控系统的控制输入点。

保留原操作台PLC作为分站与新系统主控PLC通讯，接收操作台按钮、指示灯和速度手把信号。

在操作台增加一套与原系统相同配置PLC作为其备用。

在操作台增加一套上位机系统，用于新电控系统的监控和操作。

3.5 新舊电控系统操作及切换流程

在当前提升机电控系统出现故障，无法快速排查出故障点，或者故障无法在短时间内处理好的情况下，我们就需要对电控系统进行切换，通过在主回路切换柜和信号切换柜进行简单操作，来实现新旧两套电控系统的互相切换作业。

4 预期效果和前景展望

通过对南丰提升机电控系统进行改造，采用互为切换备用的双电控系统，能在当前在用系统故障的情况下，迅速切换到备用系统，减小机电设备事故率，从而实现提升系统的安全可靠运转，从而保障矿井安全高效生产。具备一定的可行性，可在各煤矿提升系统中进行应用。

煤矿生产作为高危行业，其设备的稳定性和可靠性至关重要，因此，积极探索和改进煤矿装备，不断提高煤矿装备稳定性，缩短故障时间，确保煤矿安全高效生产，是我们常抓不懈的一项重点工作。