[精品]PLC在矿井提升机的发展现状及趋势

1、plc在矿井提升机的发展现状及趋势plc在矿井提升机的发展现状及趋势摘要本文主要通过分析国内外矿井提升机的发展现状，讲 述了 plc技术在矿井提升机的应用，并对plc技术在矿井提升机中的 研究目的和意义进行了探讨。关键词矿井提升机；plc中图分类号：td63+3文献标识码：c文章编号：1009-914x (2014) 31-0014-01矿井提升机常被人们称为矿山的咽喉，是矿山最重要的关键设备。对提升机来说，运行的安全性与可靠性是至关重耍的。 随着plc技术的不断发展，采用先进的plc技术代替传统矿山行业的 传统控制系统，从而使矿井提升机的控制性能得到极大的改善，其自 动化水平、安全、可靠性都

2、达到了新的高度，并采用现代化的管理和 监视手段保障提升机的安全运行。1.国内外矿井提升机的发展现状 11国外矿井提升机电控系统目前国外矿井提升机的调速传动部分主要有直流调速传动系统和交交变频式交流调速传 动系统两大类，由于直流电动机本身固有的缺陷，加上电力电子技术 和控制技术的飞速发展，使得交流调速性能可以与直流调速相媲美, 耳前交交变频交流调速的前景更为看好，交流调速已进入逐步替代直 流调速的时代。早在上世纪七十年代，国外就将可编程控制器应用于提升机控制。上世纪八十年代初，计算机又被用于提升机的监 视和管理。计算机和plc的应用，使提升机自动化水平、安全、可靠 性都达到了一个新的高度，并提供

3、了新的、现代化的管理、监视手段。 特别要强调的是，此时期在国外一些著名的提升机制造公司，如西门 子、abb、alsth0m都利用新的技术和装备，开发或完善了提升机的 安全保护和监控装置，使安全保护性能又有了新的提高。1.2国内矿井提升机电控系统在我国，改革开放以来矿井提升机电控系统的研究、设计、制造和使用上都取得了长足的进步。在80年代 以前，绝大多数矿井提升机采用绕线式异步电动机转子回路串电阻的 交流调速系统，而少数则采用发电机一电动机直流调速系统(g-m 系统)。90年代以来投产的中、大型矿井的提升机多数采用磁场换向的晶闸管直流可逆调速系统（vm系统），也有少数矿井采用代表当 前先进水平的

4、交一交变频的现代交流调速系统。冃前我国止在服务的大多数矿井提升机电控系统主要是转子回路串电阻的交流调 速系统与g-m直流调速系统,vm可逆调速系统目前已经广泛使用， 如：交一交变频的交流调速系统、全数字交、直流调速系统等，但冃 前这些系统主要用于新建矿井。从我国矿井提升机电控系统的现状来看，80%以上的矿井提升机仍采用继电器一接触器控制，通过 改变转了回路串联的附加电阻來实现调速。这种调速方式是有级调速, 调速时能耗很大，属转子功率消耗型调速方案。在加速阶段和低速运 行吋，大部分能量（转差能量）以热能的形式消耗掉了，因此电控系 统的运行效率较低。同吋，这种调速方案为了在低同步状态下产生制 动转

5、矩，需采用直流能耗制动方案（即动力制动）、或采用低频制动。 但无论采用何种方式，总需要设置辅助电源和定了绕组的二次切换操 作。虽然这种方案存在着调速性能差、运行效率低、运行状态的切换 死区大及调速不平滑等缺点。但目前在我国的各种矿山屮，这种方案 使用得仍和当普遍，将面临着技术改造的问题。从目前各种不同的技术改造方案的比较看，采用plc技术与传统的继电器一接触器 控制系统和结合的方案是一条符合我国国情的提升机电控系统改造 的优选方案。这种基于plc技术的电控系统在我国90年代已有不少 的产品通过工业运行，都取得了较好的运行效果，女口：洛阳中信重机 自动化工程有限责任公司选用siemens公司的s

6、7系列plc研制开发 生产的矿井提升机plc电控系统；天津电气控制设备厂研制开发生产 的采用美国通用电器公司ge-9030系列plc的tkd-pc系列和 tkm-pc系列矿井提升机成套电控系统；焦作华飞电子电器工业有限 公司研制开发生产的选用fi本立石公司c60p系列plc的jtdk-pc矿 井提升机成套电控系统等；这些采用plc技术的新型电控系统都已较 成功的应用于矿井提升实践，并取得了较好的运行经验，克服了传统 电控系统的缺陷，代表着交流矿井提升机电控技术发展的趋势。2. plc技术在矿井提升机的应用可编程控制器（plc）是冃前作为工业控制最理想的机型，它是采用计算机技术、按照事先编好并储

7、 存在计算机内部一段程序來完成设备的操作控制。采用plc控制，硬件简洁、软件灵活性强、调试方便、维护量小，plc技术己经广泛应 用于各种提升机控制，配合一些提升机专用电子模块组成的提升机控 制设备，可供控制高压带动力制动或低频制动，单、双机拖动等操作、 监控和安全保护系统选用可编程控制器。主控计算机应用软件能完成 提升机口动、半口动、手动、检修、低速爬行等各种运动方式的控制 要求而在plc电控系统的基础上配合变频调速装置，不但适合提升机 运行工艺的要求，还将解决整套提升机系统的电力拖动方面的一系列 问题。对提升机运行速度曲线、转矩大小的要求都由变频器來完成， 简化了控制操作流程，提高了控制精度

8、。结合现场实际情况用编程的方法解决各项控制和保护功能之间的逻辑关系的。各外设控制 开关或传感器作为输入信号，接到plc机的输入端了，这些信号的工 作状态被plc机调用，经逻辑、吋序、微分、比较、计数等手段处理 后，plc相应的输出继电器，控制继电器、加速接触器、高压换向器、 制动回路、信号回路等外部被控对象动作，完成提升机的加速、等速、 减速、爬行、制动、停车、保护、信号、显示等工作过程。由实际工业运行情况看，用plc技术对矿井提升机电控系统进行改造后, 不但可以加强系统的控制功能，加强系统对故障的判别和处理能力， 而冃也大大的提高了系统的可靠性和安全性；维护工作量减少，耗电 量减少，节能效果

9、显著；从系统的应用情况看仍存在一些需进一步完 善的问题如：网络通信功能和先进控制技术及策略如智能控制等，在 现有plc技术的基础上进一步进行功能扩充，将会进一步提高我国矿 井提升电控系统的现代化水平。3. plc技术在矿井提升机中的研究目的和意义矿井提升机是矿山生产的至关重要的大型设备,对矿井的生产及安全起着非常重要的作用，有着重要的国民经济意义。 由于提升机的生产工艺要求比较高，所以它的电气传动及电气控制装 置一宜是各国电气传动界的一个重要研究领域。矿井提升机的电控系统主要包括主控、驱动控制、监控、井筒信号、制动控制、人 机对话、显示、硬件安全凹路及其它子系统等硬件和软件。该系统具 有全数字调速+晶闸管整流+plc控制功能，其中主控部分采用 s7-300系列的可编程程序控制器，完成s曲线的给定和速度闭环控 制；全数字直流调速系统的主驱动部分变流装置采用西门子6ra70； 操作台配备工控机与plc建立网络通讯，实现整个系统的实吋监控; 主控plc、行程控制plc、上位机，通过profibus总线构成网络；操 作台配远程i/o,控制