试论矿井提升机电气控制方法

董占洋

（龙煤七台河矿业有限公司新铁煤矿，黑龙江七台河 154600）

矿井提升机电气控制方法，到目前为止，我国的矿井提升机电气控制系统主要是以交流电和直流电共存的方式，只有两种电流一直以来都被广泛应用在煤矿生产作业的全过程中，有向PLC电气控制系统发展的趋势。

1.矿井提升交流电电气控制方法

到目前为止，我国的大部分煤炭企业所使用的大功率交流电控制方式，主要是突变频控制，而在我国部分地区使用普通交流电控制，电器的异步机从而实现小型矿场的开采作业，其工作原理主要是依靠端子的转速转动以及其他设备的调试作用，进而实现电气控制，这样都有很多好处。比如，可以通过减少相关设备的转速功率以及选择比较适中的电子电阻，从而实现良好的电机操作，从目前的使用情况来看，这种电器的操作方式比较简便，并且制造成本以及使用成本低，相对于一些大型矿场开采作业而言，由于我国的相关技术发展比较落后，并且到目前为止仍然还不太成熟。所以不具备较为先进的技术水平以及强大的生产能力。所以这种矿井提升机一般都是通过国外进口的方式运输到国内，另外在低频制动已经逐步成为交流电控方式的主流方式的时候，通过接受PLC系统启动电机的控制方式以及切换转子电阻等形式也可以实现对矿井提升机的控制，对目前的情况而言，新型的PLC电气控制方式与传统的电气控制方法相结合，在一定程度上能够起到优势互补的作用。也比较适合市场的需求，因为这种控制方式一方面成本比较低，由于相关设备大多数是采取原装接口的方式转移到国内的，通过PLC电气控制方法，以及与传统的电气控制方法结合的方式，可以减少一部分产品的进口，进而减少相关控制设备的前期投入。[1]

2.直流电电气控制的操作方法

根据目前的形势来看，我国大型的直流电控制环境一般应用在大型广场开采作业过程中，该直流端的频段大概在900kW～3200kW，而在中小型矿场开工作业的时候，一般会选用800kW以下的直流电，我国的直流电控制方式主要是以直流电机为主进行调整转速的控制，为了满足第一转速频段的稳定工作，实现自动化控制，现阶段直流电气控制方法基本已经实现了模拟化全数字化的转变，在一定程度上体现了我国在该领域技术水平的提升。所谓的矿井提升机直流电控制方法，其实主要是通过GM系统以及SW系统这两种控制方法进行的。前者的控制方法主要包括调整转速以及主回路的电压，而第2种控制方法，主要是调整电机的转速以及电动器磁绕组供电等方式，达到对矿井计算机的直接控制，但是就目前的实际情况而言，后者的控制效果相对较弱。一方面由于在矿场实际环境之下，电流的强弱无法彻底掌控，甚至会出现突然断电的现象，因此，后一种方法的使用价值相对较低。

3.国外矿机提升机电控方法

在国外矿井提升机的控制方法的发展，具体分为3个阶段：在第1个阶段主要使用绕线式电流一部机主导；第2个阶段就是晶闸管提升机电控制阶段；第3个阶段是PLC电气控制阶段，在绕线式交流电异步机发展的阶段。国外电控方法的发展水平还相对较弱，因为该阶段处于20世纪的30、40年代，其控制方式主要是以直流电或者直流电与交流电交互运作的方式进行的。在20个世纪30、40年代，国外的生产力水平还不是十分发达，虽然比国内的生产力水平发展要快一些，但是仍然不能满足在矿产开发过程中所产生的大量的电力需求，因此这种耗资巨大以及应用场景并不是十分广泛的控制方式很快被第2种控制方式所取代。在第2种控制方式发展的过程中，虽然比第1种控制方式耗能明显减少，但是在实际使用的过程中，仍然会遇到一些麻烦。比如，智能化相对较弱，造成该电器控制系统在实际操作过程中会出现严重的问题，甚至会出现安全隐患，因此第2种控制方法虽然在能源消耗方面具有显著优势，但是在实际使用过程中的实际体验仍然不能满足矿场相关设备的日常工作，甚至由于矿场的客观条件等因素的限制，部分比较偏远的矿场由于时常发生停电的现象，这种电机设备仍然没有得到广泛的应用。在最后一个阶段，也就是20世纪80年代PLC技术诞生并投入生产，在PLC技术发展的过程中，对广泛应用在矿场开采的监控系统中，这也是因为PLC技术具有显著的智能化等特征，甚至还有安全警示系统，比如某些设备出现安全隐患甚至漏电的现象，将会通过警示灯的方式或者其他方式通知相关操作人员注意安全。由于PLC控制系统具有显著的智能化，因此在一定程度上可以实现自动控制，只需要通过电脑客户端输入简单的控制指令，就可以实现对整台设备的控制，如果该设备能够和计算机以及数字化技术相结合，那么在实现控制精度大幅度提升的同时，也能够实现远程操控，因为这样的操控方式才更加符合现代人类的生产和生活需求。[2]

4.矿井提升机电气控制方法的发展方向

虽然到目前为止，矿井提升机的电机控制水平已经初具智能化，但是仍然有许多需要完善的地方，比如说以下几个方面：（1）传动多样化。传动方式在一定程度上可以更好的实现相关设备的控制，并且传动多样化，也可以满足不同的设备的控制需求，同时为了更加符合用户的客观需求，因此应当实现传动多样化；（2）控制网络化。这种理念的基础是站在如今网络科技比较发达的前提之下，虽然网络科技比较发达，但是大多数的科技公司没有将控制系统作为科技应用场地，因为大多数的科技公司对于矿产行业的了解以及兴趣相对较少，所以，少部分科研人员对相关设备的电气控制方法的完善和提升没有兴趣；（3）监管智能化。随着5G技术的不断发展，以及网络科技的不断进步，对相关设备实行智能化监控是完全可以实现的，从客观方面来看，对相关设备实行智能化监控，在技术水平上几乎没有任何困难，但是由于在智能化监控设备普及以及安装的过程中，会产生大量的费用，因此相关工作人员以及相关企业的负责人对智能化监控设备的兴趣相对较低，但是由于智能化监控设备具有较大的实用价值，因此相关单位可以采取补贴的方式，对相关采矿作业场地进行智能化监控设备的安装，这样一方面能够提高电气控制的灵敏度，另一方面也能够起到保护相关工作人员安全的作用；（4）保护多态化。在这个方面应当提高对相关的控制设备的自动化操作水平，这样才更符合相关工作人员的工作需求，甚至可以减少一部分人工成本的投入。

5.结语

矿井提升机也作为一个矿井开采作业中不可或缺的一部分，同时也是核心部分为了保证相关电子设备的高效以及准确，需要相关科研人员不断探索优化使用体验。虽然国外的PLC控制系统在一定程度上已经能够满足相关工作人员的使用，但是随着科学技术的发展，以及人类对于矿产的需求量激增，因此大型的开采设备仍然在不断的设计以及运用，对控制设备的完善也应当提上日程。