淺談礦井提升機集中智能化控制系統(tǒng)的設計

1、<p>　　淺談礦井提升機集中智能化控制系統(tǒng)的設計</p><p>　　[摘 要]礦井提升機是礦山生產的關鍵設備，其運行的 安全性和可靠性對礦山生產起著至關重要的作用。 傳統(tǒng)的礦井提 升機系統(tǒng)控制精度不高、調速性能較差、安全保護和監(jiān)測環(huán)節(jié)都 不夠完善。本文主要闡述了國內提升機研究現(xiàn)狀，并分析了PLC 控制提升機交流電控系統(tǒng)組成、功能、原理。 </p><p>　　[關鍵詞]礦井；

2、提升機；現(xiàn)狀；原理；構造 </p><p>　　中圖分類號：TP11 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）23-0250-01 </p><p>　　一、當前國內提升機的現(xiàn)狀 </p><p>　　礦井提升機是礦山最重要的設備，肩負著礦石、物料、人員等的運輸責任。傳統(tǒng)的礦井提升機控制系統(tǒng)主要采用繼電器-接觸器進行控制，這類提升機通常在電動機轉子回

3、路中串接附加電阻進行啟動和調速。這種控制系統(tǒng)存在可靠性差、操作復雜、故障率高、電能浪費大、效率低等缺點。因此對礦井提升機控制系統(tǒng)進行研究具有現(xiàn)實意義，也是國內相關行業(yè)專家學者的一個研究課題。在國外科學技術突飛猛進發(fā)展的時候，由于文化大革命的影響，我國沒有掌握世界上的技術發(fā)展動向，國內有些很有作為的技術人員花許多精力在研究金屬水冷電阻之類的技術上，以至國內這段時間在提升機電控技術方面沒有多少進展，我國提升機電控系統(tǒng)很長時間都處于落后的狀況

4、。改革開放以來，由于某些工程的急需，我國曾以很昂貴的價格從國外引進一些提升機電控設備，這些引進的提升機電控設備，有的是晶閘管數(shù)字直流調速系統(tǒng)，有的是交一交變頻的現(xiàn)代交流調速系統(tǒng)。但使用這些國外先進技術的礦井提升機電控系統(tǒng)畢競是少數(shù)，直到目前為止，我國正在服務的礦井提升機電控系統(tǒng)大多數(shù)還是轉子回路串金屬電阻的交流調速系統(tǒng)，只有少數(shù)是電動機一發(fā)電機或晶閘管直流調速系統(tǒng)。即使后者就其控制技術而言，也依然是陳舊的，</p><

5、;p>　　近年來交流變頻調速技術迅速發(fā)展起來，調速方式的不斷進步使得運用于提升機系統(tǒng)的交流調速技術不僅僅局限于傳統(tǒng)的轉子串電阻方式，變頻調速技術也越來越多地在提升機控制系統(tǒng)中廣泛應用，充分發(fā)揮出交流調速的優(yōu)勢。 </p><p>　　二、提升機在礦井中的應用及原理 </p><p>　　礦井提升機是礦井井下和地面的工作機械，是一種大型絞車。用鋼絲繩帶動容器（罐籠或箕斗）在井筒中升降，

6、完成輸送物料和人員的任務。礦井提升機是由原始的提水工具逐步發(fā)展演變而來?，F(xiàn)代的礦井提升機提升量大，速度高，已發(fā)展成為電子計算機控制的全自動重型礦山機械。 </p><p>　　礦井提升機主要由電動機、減速器、卷筒（或摩擦輪）、制動系統(tǒng)、深度指示系統(tǒng)、測速限速系統(tǒng)和操縱系統(tǒng)等組成，采用交流或直流電機驅動。按提升鋼絲繩的工作原理分纏繞式礦井提升機和摩擦式礦井提升機。纏繞式礦井提升機有單卷筒和雙卷筒兩種，鋼絲繩在卷筒上

7、的纏繞方式與一般絞車類似。單筒大多只有一根鋼絲繩，連接一個容器。雙筒的每個卷筒各配一根鋼絲繩，連接兩個容器，運轉時一個容器上升，另一個容器下降。纏繞式礦井提升機大多用于年產量在120萬噸以下、井深小于400米的礦井中。摩擦式礦井提升機的提升繩搭掛在摩擦輪上，利用與摩擦輪襯墊的摩擦力使容器上升。提升繩的兩端各連接一個容器，或一端連接容器，另一端連接平衡重。摩擦式礦井提升機根據(jù)布置方式分為塔式摩擦式礦井提升機（機房設在井筒頂部塔架上）和落地

8、摩擦式礦井提升機（機房直接設在地面上）兩種。按提升繩的數(shù)量又分為單繩摩擦式礦井提升機和多繩摩擦式礦井提升機。后者的優(yōu)點是：可采用較細的鋼絲繩和直徑較小的摩擦輪，從而機組尺寸小，便于制造；速度高、提升能力大、安全性好。年產120萬噸以上、井深小于2100米的豎井大多采用這種提升機。 </p><p>　　三、當前礦井提升機電控系統(tǒng)的分類 </p><p>　　傳統(tǒng)的礦井提升機的電控系統(tǒng)主要有

9、以下幾種方案：轉子回路串電阻 的交流調速系統(tǒng)、直流發(fā)電機與直流電動機組成的 G-M 直流調速系統(tǒng)和 晶閘管整流裝置供電的 V-M 直流調速系統(tǒng)等。 礦井提升機電控系統(tǒng)分為礦井提升機直流電控系統(tǒng)和礦井提升機交流 電控系統(tǒng)。交流提升機電控系統(tǒng)的類型很多，目前國產用于單繩交流提升機的電控系統(tǒng)主要有 TKD-A 系列、TKDG 系列、JTKD-PC 系列，用于多繩交 流提升機的電控系統(tǒng)主要有：JKMK/J-A 系列、JKMK/J-NT 系列、J

10、KMK/J-PC 系列等。單繩提升機電控系統(tǒng)又分為繼電器控制和 PLC 控制。 提升機交流電控系統(tǒng)主要由高壓開關柜 〔空氣或真空〕 高壓換向柜 、 〔空 氣或真空〕 、轉子電磁控制站、制動電源、操縱臺、液壓站、潤滑油與制動 液泵站、啟動電阻運行故障診斷與報警裝置等電氣設備組成。主要完成礦 井提升機的啟動、制動、變速及各種保護。 </p><p>　　四、PLC 控制提升機交流電控系統(tǒng)組成、功能、原理 </p

11、><p>　　1、PLC 控制提升機交流電控系統(tǒng)的構造 </p><p>　　PLC 控制提升機交流電控系統(tǒng)由可編程序控制器、輸入輸出轉換繼電 器、KT-DLZD 可調閘動力制動電路模塊、TSZX-01 型提升機綜合顯示控制儀 電路、YTX-1 語言報警通信電路、CL-1 電流檢測模塊、電氣保護電路、加 速接觸器柜組成。 </p><p>　　2、PLC 控制提升機交流

12、電控系統(tǒng)的原理 </p><p>　　通過運行 PLC 內所編寫的程序去控制繼電器和接觸器的通斷來控制電 動機的運行。在程序運轉狀態(tài)下，PLC 工作于獨特的周期性循環(huán)掃描工作方 式，每一個掃描周期分為讀輸入、執(zhí)行程序、處理通信請求、執(zhí)行 CPU 自 診斷和寫輸出幾個階段。 1.讀輸入 也叫輸入采樣。在此階段，順序讀入所有輸入端子的通斷電狀態(tài)，并 將讀入的信息存入內存中所對應的映像寄存器。在此輸入映像寄存器被刷 新

13、。接著進入程序執(zhí)行階段，在程序執(zhí)行時，輸入映像寄存器與外界隔離， 即使輸入信號發(fā)生變化，其映象寄存器的內容不會發(fā)生改變，只有在下一 個掃描周期的輸入處理階段才能被讀入信息。 2.執(zhí)行程序 根據(jù) PLC 梯形圖程序掃描原則，按先左右后上下的步序，逐句掃描， 執(zhí)行程序。但遇到程序跳轉指令時則根據(jù)跳轉條件是否滿足決定程序的跳 轉地址。用戶程序涉及到輸入輸出狀態(tài)時，PLC 輸出映像寄存器中讀出上 一階段采入的對應輸入端子狀態(tài)。根據(jù)用戶程序進行邏

14、輯運算，運算結果27再存入有關器件寄存器中。 3.處理通信請求 CPU 執(zhí)行通信任務 4.執(zhí)行 CPU 自診斷 PLC 檢查 CPU 模塊的硬件是否正常，復位監(jiān)視定時器 5.寫輸出 </p><p><b>　　五、結束語 </b></p><p>　　總之， 采用 PLC 控制簡化了設備與設備之間的連線，提高了傳輸?shù)目煽啃裕?有效的減少了成本，并且便于安裝。提升機電