余煤提升机电气系统的改造

1、余煤提升机电气系统的改造一、生产工艺简介及存在的问题装煤车从炉顶把煤加入焦炉炭化室后，推焦车平煤杆则把碳 化室内分布不均匀的煤堆来回推拉平整。在推焦车平煤时必然会带出一部分余煤，这部分余煤通过推焦车余煤斗收集后统一放至 炉端台下方地坑内的余煤储槽内。 单斗小车在地坑内装满余煤后 便沿提升轨道上升至炉顶的储煤斗中，待储煤斗储满煤后再放到 装煤车煤斗内循环利用。余煤单斗提升机在实际使用中多次发生 余煤斗提升过位导致“冲顶”事故， 将余煤提升机井架撞的脱焊 变形，单斗小车顶部轨道槽全部拉裂，为此必进行大修，在大修 其间，余煤全部倒在推焦车轨道上，严重污染现场工作环境，且 大量的余煤只有通过工人铲到装

2、载车内运往煤场，极大的增加了员工的劳动强度和二次转用费用，同时装载车和推焦车交叉作 业，对人身和设备的安全均构成直接威胁，因此必须对单斗提升机的电气控制系统进行改造。二、单斗提升机构“冲顶”的原因分析余煤单斗提升机电气控制原来用的继电器接触器控制系统， 提升机采用的是卷扬钢丝绳拖动的， 钢丝绳使用一段时间后会被 拉长，造成行程变化使煤倒不干净， 其上下极限开关是用齿轮控 制器，因小车在提升和下降的终点时具有一定的惯性，造成可动触头间距离加大，从而导致小车过位脱轨，因此，维修人员必须 小心微调限位。综上，该系统是采用有触点控制，故障不高，甚 至发生小车冲顶现象， 影响生产的正常进行， 且造成检修

3、人员的 劳动强度力大。通过对小车过位的分析， 卷扬电机的速度不能控制， 小车运 行终点惯性大是造成频繁过位的主要原因。三、改造方案及实施 改造方案是通过有效控制卷扬电动机的转速， 使单斗小车在 上升和下降的前半程高速运行， 后半程能自动减速运行， 当单斗 小车进入终点的弧形轨道后能缓慢的移动， 最终将小车精确定位 在一定倾角上，把斗内煤倒干净。当然，控制电动机转速最有效 的方法就是利用变频器对拖动单斗小车的电动机实现变频调速。3.1 变频器的选择余煤提升机的负载表现为位能性负载， 从地坑底部到炉顶顶 部高度为 23 米，因此虽然转速要求变化但转距不能变，否则很 容易造成电机堵转。其负载特性属于

4、恒转矩负载为T1=f （n），负载转矩 T1 与转速 n 无关，任何转速下 T1 总保持恒定或基本恒 定，故变频器应采用恒转矩控制方式。 通过查找资料和咨询相关 单位我们决定采用施耐德公司生产的ATV58系列异步电动机变频器，该变频器是专为起重机类负载而设计的专用变频器， 具有 如下特点：1）具有全程磁通矢量控制，在 1Hz 的低频下，即使无速度 反馈环节，也能提供 150%额定转矩的转动力矩。2）可配备制动单元，实现四象限运行，而且动态响应好。3）在全速范围内，具有恒转矩特性。我厂余煤提升机电机型号：YZ180L-8 11KW考虑到余煤提升机经常重负荷运行，因此变频器功率放大一级选用施耐德

5、ATV58HD23N4 15K的变频器。3.2 电气原理图设计及元器件选用 为了既防止单斗小车过位“冲顶”又能有效的将煤倒干净 就必需对电机速度进行分段控制， 在上升或下降的的前半程， 为 了提高运煤的效率应高速运转， 在上升或下降的后半程为了防止 过位又应慢速运行。变频器的高、低速运行可以方便通过对 I/O 控制端口的参数进行设置来达到， 但变频器输入、 输出信号的给 定却要通过外部电路来提供， 由于余煤提升机现场的开关柜空间 有限，安装好变频器后基本上没有多余空间，如果用常规继电、 接触器来控制电路比较占位置， 同时要达到上述功能电路设计也 比较复杂，给今后设备的运行维护带来隐患。因此，余

6、煤提升机 电气二次回路的改造采用 PLC技术进行设计。动作原理如下：当 单斗上升时，由操作工按下上升按钮， 变频器的“ LI1 ”、“LI4” 同时得电，电机快速运转，当上升到后半程时（约20秒）“LI4 ” 断电同时“ LI3 ”得电，电机转为慢速运行，上升到上限位后“LI1”、“ LI3 ”同时断电，电机停止运转，当下降至后半程时 （约20秒），“LI4 ”断电同时“ LI3 ”得电电机转为慢速运行， 下降到下限位后“ LI2 ”、“ LI3 ”同时断电电机停止运转。3.3 PLC 输入/ 输出元件的地址分配 根据余煤提升机升降控制的控制要求， 在升降控制过程中有 8个输入元件：上升按钮

7、SB1、下降按钮SB2、停止按钮SB3变 频器故障R、上限位接触点SXW下限位触点XXW顶限位开关 DXV以及地坑事故开关 SK有4个输出元件：变频器上升、高速、 慢速、下降输入接点，各输入 /输出元件的地址分配。3.4 PLC 的选择及程序设计由于余煤提升机工艺较固定， 同时为了降低改造成本我们选 择三菱FX2?16MRS可编程序控制器来实现余煤单斗提升机升降 控制，其输入、输出接线图如图 1 所示。目前余煤斗从地坑到炉 顶顶啊的上升时间大约为 38 秒，所以我们选择从电机起动开始 20秒后进行变速运行，根据工艺要求设计的PLC梯形图和PLC指令语句表程序。3.5 ATV58 变频器参数的设

8、置1变频器上电后会出现频率显示菜单，按一下“ ESC后 再按二次“ ?”到传动菜单，在这个菜单中输入电机参数，并进 入“ TUN中进行自整定。2在控制菜单（“ CTL）将“ TCC （控制方式）设为“2W （二线制），“ TCT设为“ LEL”（电平控制）。3变频器速度的转换可由 LI3 和 LI4 输入端口外接开关 的通断组合来实现。 由于钳工反映余煤提升机提升速度稍快， 容 易造成导轨的磨损，“LSP （低速、0H力和“ HSP （高速、50Hz）我们都不选择，仅选择 SP2和SP3二种预置速度。进入变 频器 I/O 菜单后，由于“ LI1 ”在变频器内默认为正转，因此不 需设置，将“ LI2 ”设为“ RV （反转），“ LI3 ”设为“ PS2 二种预置速度，“ LI4 ”设为“ PS4 （ 4种预置速度），然后再 在调整菜单“ SET中将“ SP2设定为 25Hz、“ SP3设定为 48Hz。这样变频器的运行速度就有 2种可能：当LI3接通，LI4 断开时，对应慢速25Hz;当LI3断开，LI4接通时，对应快速 48Hz。四、