3交流提升绞车变频电控说明书正文2012.doc

JTP（2JTP）系列矿用提升绞车变频电控使用说明书一、安全注意事项请在运输、安装调试、运行、维护及检查之前认真阅读本说明书说明书中有关安全运行方面的注意事项分类为“警告”与“当心”两类。警告 指出潜在的危险，如果不避免，可能导致人身伤亡！ 当心 指出潜在的危险，如果不避免，可能会导致人身轻度轻度或中度的伤害和设备损坏，也可用来对不安全操作进行警戒。某些情况下，在“当心”中所述内容也会导致重大事故。所以在任意情况下均需遵守这些注意事项。二、用途及适用范围本电控设备与JTP(2JTP)系列矿用提升绞车配套使用。用以对提升绞车的启动、加速、换向、停车、调速与制动进行控制，并可对提升机的提升力矩和制动力矩进行连续调节，满足提升绞车的各种工艺控制要求且具有必要的电气保护和联锁装置。适用于矿山竖井、斜井单水平、多水平的提升或其它要求提升场所。既可以用于建井、新矿井安装，又可以用于老矿井提升控制系统的改造，是一套居国内领先水平的矿山提升绞车电控设备。本电控系统严禁电机失电溜放(放飞车)！设备适用环境： 1) 海拔高度不超过1000米，超过限制需降额使用；2) 周围介质温度不高于+40，不低于-20；3) 相对湿度不大于95%，无结露。4) 没有剧烈振动和颠簸的场所；5) 在无爆炸危险的介质中，且介质中无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体、蒸气或导电尘埃的地方。6) 安装面与垂直面倾斜角不大于5度。7) 无阳光直射和强电磁辐射源的地方。三、设备概述及结构本电控系统采用矢量变频器作为调速的主要元件，以PLC程序作为控制核心，配以旋转轴编码器、数据电位器、霍尔传感器、多种检测控制模块作外部信号采集，以液晶触摸显示屏、仪表等作运行监视。采用矢量变频器为电控主回路的关键元件，满足提升绞车对启动、加速、全速运行、减速、制动停车的速度要求，实现无极调速功能；应用技术先进、性能可靠的可编程控制，完成提升机运行过程中的逻辑、时间和速度控制与工艺要求，具备按行程位置的速度给定、PID速度闭环控制及各种情况下的安全保护。具有逻辑编程简单、安全保护可靠、故障率低等特点；在电机侧（高速端）及深度指示器侧（低速端）各加装一件日本欧姆龙旋转轴编码器作为提升绞车的速度与位置信号采集；工作闸手柄与速度手柄采用进口的数据电位器以对制动油压力及速度给定的线性控制；深指器上的霍尔传感器、行程开关用以对提升容器位置信号采集； 在主控台正上方装设数字式可触摸工业液晶显示屏（人机界面），可在公共数据通道中取出各种数据进行运行状态监视(包括运行状态和速度、容器在井筒中的位置)，外设故障记忆等功能，运行参数显示齐全。使用本电控系统主电机可用普通交流鼠笼式电动机，取消继电器屏、转子控制柜、动力制动柜、换向控制柜、测速发电机、凸轮板速度给定装置，使控制系统大大简化，接线少，便于安装、维修，减少安装面积。3.1、技术参数：1) 使用电源：三相四线制交流380V15%，50HZ2) 基本控制原则：PLC可编程控制+变频调速3) 逻辑控制方式：可编程序控制4) 通讯方式：485通讯5) 工况显示：10液晶彩色触摸屏，仪表，指示灯等。6) 调速方式：矢量变频器调速。 本电控设备需独立的供电电源，切勿与井下设备公用电源，以免变频器损坏及过电压烧坏控制元件！3.2、设备成套配置名称型号规格数量单位备注供电变压器与电机匹配1台由矿方提供变频柜DBP- 1台与电机匹配制动柜ZDG- 1台主控操作台DPT- 1台旋转轴编码器E6B2-CWZ6C2只日本原装稳压电源1KVA1件其他附件1套传感器、开关、机械支架等3.3、电控设备简介1) 主控操作台：电控系统中的核心控制设备。内装原装进口PLC可编程控制器、扩展模块（按客户要求可配置为美国艾默生、日本三菱、德国西门子等PLC）、台湾威纶10英寸液晶彩色触摸屏、日本欧姆龙继电器等多种进口元件；按照安全回路双线制的设计原则，配以多种检测、控制模块和显示仪表来完成提升机运行过程中应有的逻辑、时间和速度控制；具有按行程的速度给定、PID速度闭环比较控制、各种情况的安全保护、自动化开车和各种工作状态显示。操作台外形如下：2) 变频柜：电控系统的关键配套设备，主要元件有断路器、变频器、电抗器、制动单元等。断路器具有过压、过流、失压脱扣保护功能，安全可靠，结构简单，操作方便；变频器根据主控台的控制指令，实现电机正转、反转及速度的变化，配合制动单元和制动电阻使提升机按照所需工况运行。电抗器用于对变频器和主电机的保护，改善输入侧功率因数、减少漏电电流。变频器详细内容请查看矢量变频器说明书。变频器主回路原理参看下图：3) 制动柜：通过变频器外接制动单元与柜内制动波纹电阻的配合，将提升机快速停机及下放发电运行时所具有的多余能量，通过电阻发热散发。轴流风机装于柜体底部，用于通风散热。四、操作规程及工作原理上电步骤：1、合上柜内总电源开关KQD，变频器主电路得电；2、合上主控台内电源开关DZ1；3、在操作台面板启动钥匙开关SA,控制系统得电。系统扫描自检无误后，进入工作准备状态。提升机在司机的操作下，能实现提升机手动、自动、检修等各种运行方式的控制要求。4.1、开车前准备工作：将各转换开关打到正常状态，过卷切换、调绳切换的转换开关在中间位置，油泵切换选择A泵或B泵，检修、调闸、调绳阀在中间正常工作位置，开车方式选择“手动”，速度手柄、工作闸手柄置于零位（速度手柄零位在中间，工作闸手柄零位在后方“紧闸”位置），如果外部安全回路正常，安全继电器KM0吸合，“安全回路”指示灯亮。按一下“油泵启动”按纽，制动泵开启，指示灯亮。按一下“润滑泵启动”按纽，润滑泵开启，指示灯亮。至此，开车前准备工作就绪。4.2、正常手动开车：4.2.1：立井提升及斜井半坡启动当信号工发出开车信号后，司机根据信号，按“打点应答”，按照信号约定的方向，将速度手柄慢慢前推（下放）或后拉（上提），推开工作闸手柄至半紧闸状态，此时制动毫安表显示约300mA，制动油压力约为2.5-3.0Mpa，变频器开始正向或反向启动，电机低速运转，消除主机联轴器、减速机的齿侧间隙，对提升机进行紧绳；待钢丝绳拉紧后，将工作闸手柄向前推到底，制动毫安表显示电流约550-600mA,系统液压压力达到5.0-6.0Mpa（现场整定）,盘式制动器完全松闸，速度手柄向前推或向后拉到底；变频器按设定的加速时间和运行频率使输出频率不断提高至工频（50HZ），提升机进入全速运行状态。提升机全速运行到减速点后，系统能够自动开始减速，变频器按设定的减速时间使输出频率不断降低至爬行速度，同时司机也应注意收闸减速，到停车位置后,提升机自动断电停机，司机将速度和工作闸手柄拉回零位。可编程控制器、扩展模块根据旋转轴编码器、传感器等检测设备提供的数据，对运行过程进行监控，保证提升机安全有效的按所需工况运行。在提升机上升或下降的运行中，可随时通过改变速度手柄的位置，改变实际运行频率而改变提升机的运行速度。4.2.2：斜井提升当信号工发出开车信号后，司机根据信号，按“打点应答”，按照信号约定的方向，将速度手柄慢慢前推（下放）或后拉（上提），工作闸手柄向前推到底，变频器开始启动，以低于10HZ频率运行，电机低速运转，待钢丝绳拉紧，矿车过变坡点将速度手柄向前推或向后拉到底；变频器按设定的加速时间和运行频率使输出频率不断提高至工频（50HZ），提升机进入全速运行状态。提升机全速运行到减速点后，系统能够自动开始减速，变频器按设定的减速时间使输出频率不断降低至爬行速度，同时司机也应注意收闸减速，到停车位置后,提升机自动断电停机，司机将速度和工作闸手柄拉回零位，完成一次提升任务。正常开车时提升绞车的速度曲线如下图： 在提升过程的d与f加、减速区间，提升装置升降人员的加速度必须符合下述要求：立井罐笼提升：0.75m/s2斜井提升：0.5m/s24.3、紧急停车：当发生紧急情况需要紧急停车时，司机踏下右下角的脚踏开关，变频柜内总开关KQD失压脱扣跳闸，切断整个电控系统的电源，提升机紧急抱闸停车。4.4、自动开车：将开车方式转换开关扳到“自动”位置。当发出开车信号后，在程序的控制下提升机可实现自动化开车；但此种运行方式，一旦保护出现误动作等设备故障，安全无法保证，仅竖井主井箕斗提煤时作为一种运行方式予以参考。4.5、调绳控制调绳控制用于双筒单绳缠绕式提升绞车（提升机）。由调绳转换开关2HK、电磁阀4DT控制开关S4、调绳行程开关Q1、Q2、调绳指示灯等组成。离合器正在打开时，调绳行程开关Q1被压下动作，“调绳开始”指示灯亮，表示离合器正在打开；当离合器全部打开时，调绳行程开关Q2动作，一方面PLC安全回路中的常闭接点Q12闭合，联锁解除；另一方面“调绳到位”指示灯亮，表示离合器全部打开，可以开动提升机进行调绳。在离合器合上过程中，两个调绳指示灯全亮，PLC机安全回路中的常开接点断开，进行安全联锁；当离合器合上后，调绳行程开关Q1、Q2均被释放，两个调绳指示灯熄灭，说明离合器已合上，此时Q12断开，解除安全联锁。调绳的操作步骤：1：将活动滚筒的停车装置（地锁）锁上；2：将深度指示器脱开，松开调绳装置的机械联锁机构；3：S4调绳阀转换开关左转90，4DT调绳阀得电；4：将调绳转换开关2HK左转45，此时，PLC输出Y6、Y7关断，K4、K5失电，1DT、2DT失电，左右滚筒均抱闸，按下制动泵启动按钮，将手闸推开，制动油达到额定压力，活动滚筒的齿轮离合器开始脱开，完全脱离后，操作台上调绳开始，调绳到位两指示灯均亮；5：调绳到位后，电磁阀1DT失电，活滚筒被刹住，此时Y7接通，2DT得电，固定滚筒可以松闸；6：打点开车，开始调绳；7：调到设定位置后，对正齿轮位置；8：手闸回零位，S4(4DT调绳阀)转换开关复位，齿轮重新啮合；9：将深度指示器合上，重新锁上调绳装置的机械联锁机构；10：将活动滚筒的停车装置（地锁）打开。至此，调绳过程结束，可以恢复正常开车。4.6、故障复位如果安全回路掉电，在查清原因后，将S5（复位）按钮按一下，解除程序内的故障锁定，安全回路重新接通，安全回路指示灯亮了以后，方可进入开车状态。4.7、信号约定按照约定的信号打点， 1点停车为停车点；2、4点上提，下放方向给不上电；3、5点下放，上提方向给不上电。4点为慢上，5点为慢下。其余点为无效点。4.8、系统的联锁与保护本套电控设备严格按照煤矿安全规程中的相关要求，具备九大保护及其他常规保护。现分别介绍如下：1) 过卷保护：在深度指示器和井架上分别安装过卷限位行程开关，实现过卷保护功能，过卷开关常闭点传入硬件安全回路中，常开点引作PLC输入信号X23（上过卷）、X24（下过卷）作程序安全保护；。2) 过速保护：在提升绞车深度指示器侧及电机侧上各装设一只旋转轴编码器，采集主机速度位置信号，将信号送入可编程控制器。一方面用于检测容器在井筒中的运行位置；另一方面用来测量提升机的运行速度，以实现等速运行时超速15%保护功能；3) 过负荷和欠电压保护：主回路元件KQD具备过负荷和欠电压保护，同时变频器也具备此保护功能；4) 限速保护：PLC通过对轴编码器采集的位置与速度信号处理，辅以深指上减速开关（霍尔传感器）的定位，实现对提升容器到达终端位置的2m/s的限速功能。注：按照规程要求，只有速度超过3m/s提升绞车方具备此保护装置；5) 深度指示器失效保护：在深度指示器上装有深指失效传感器，如在提升绞车运行时，采集不到此信号，程序安全回路断开，同时两只轴编码器采集的数据在程序中也进行比较，数据偏差大也能断开安全回路。此保护对应的输入点为X27,正常状态为闪烁；6) 闸间隙保护装置：在制动闸闸瓦与滚筒刹车毂之间装设八个微动开关, 实现闸瓦间隙保护功能。此保护对应的输入点为X25；7) 松绳保护：当出现松绳现象时，安全回路断电，同时报警。此保护对应的输入点为X31；8) 满仓保护：箕斗提升时，井口煤仓仓满能报警和自动断电，此保护对应的输入点为X37；9) 减速功能保护装置：外部具备上减速、下减速传感器，同时程序内通过对行程位置数据的处理，实现到达设计减速位置时，能示警并开始减速。其他的保护功能： 运行方向闭锁保护：按照约定信号，打提升信号时不能下放，打下放信号时不能提升； PLC采集到速度手柄电位器数据，也具备方向判断与闭锁功能。当实际运行方向与信号目标方向相反，会立即断开安全回路，指示错向保护； 液压系统保护：具备液压油的过压、超温保护，同时当液压站油堵塞时，在操作台上有指示预警； 定位停车保护：由程序内部行程与外部上停车（X21）、下停车（X22） 传感器，实现到位自动停车，防止过卷； 速度偏差保护：两个轴编码器采集的数据在程序内进行比较，如果速度偏差超过设定值，将断开安全回路； 变频器具备的过流、过压、欠压、过温、缺相、过载等保护。当发生安全回路故障时，需查清故障原因，切勿擅自短接或屏蔽，否则可能引起重大安全事故！4.9、主控台按纽和转换开关的用途和功能 各转换开关示意图：1) FW 过卷切换开关：正常位置在中间，当发生过卷后，切换此开关，可暂时短接过卷保护，恢复安全回路，提升绞车只能往过卷的反方向开车，过了过卷位置，应把转换开关恢复到正常位置；2) 2HK调绳转换开关：用于对提升绞车调绳时的切换，正常位置在中间；3) 3HK油泵转换开关：用于“A泵”或“B泵”的切换，同步切换液压站比例阀，正常位置在左30或右30；4) 工作闸手柄： 如右图示，通过操作手柄使其输出电压发生改变（DC0-10V）来控制液压比例放大模块输出电压的变化，从而调节液压站比例溢流阀的KT线圈输入电流，改变液压站输出油压而改变盘形闸的制动力矩。另具备常开、常闭触点作控制信号，实现相关闭锁。5) 速度手柄：如右图示，控制提升方向和提升速度。将S3旋钮置于“手动”位置后，由速度手柄来控制提升方向和提升速度，推拉的角度越大，速度就会越快。另具备常开、常闭触点作控制信号，实现相关闭锁。6) “控制电源启动”钥匙开关：控制电源通断的。关闭后将切断控制电源。7) “油泵启动”按钮： 3HK置于“A泵”或“B泵”时，按下按钮，启动液压站油泵电机。8) “油泵停止”按钮：按下按钮,将会停止正在运行的油泵。如需转换油泵运行，必须先按下“油泵停止”按钮，关掉正在运行的油泵电机，再将3HK转换开关转换到另外一套泵上；9) “润滑泵启动”按钮：按下按钮，将会启动润滑泵；10) “润滑泵停止”按钮：按下按钮,停止正在运行的润滑泵；11) “复位”按钮：当发生安全回路故障后，查清原因，排除故障后，按下复位按钮，解除程序内安全故障锁定，复位安全回路；12) “打点答应” 按钮：是矿井内与控制台上的操作员的通讯工具。打1点为停止，打2点为上提，打3点为下放，打4点为慢速上提，打5点为慢速下放；13) “控制急停” 按钮：正常为释放状态，当出现意外事故，需紧急停止时，将该按钮拍下，会断开控制电源，使设备紧急停止。顺时钟方向旋动，可复位；14) “调闸” 按钮：正常位置在中间，右转45后，进入调闸状态，通过触摸屏“调闸界面”上“调左闸”或“调右闸”设置后，启动油泵，推动工作闸手柄，左制动器或右制动器松开，从而调整闸间隙；15) “检修” 按钮：正常位置在中间，右转45后，进入调闸状态，此时打点开车后提升绞车只能按煤矿安全规程要求的0.3m/s-0.5m/s速度运行，最大不得超过2m/s；16) “减速预警”蜂鸣器：提升容器到达减速区，此蜂鸣器动作，具备声光预警功能，提醒操作人员开始减速操作，同时系统自动开始减速；17) “故障报警”蜂鸣器：系统出现安全故障后，此蜂鸣器动作，具备声光预警功能，报警