矿用提升机电控说明书

1、 KTDCKTDC 系系列列提提升升机机交交流流电电控控设设备备 （低压（低压 660V660V、380V380V）电电气气说说明明书书 目目 录录一、概述- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 31.1 用途及适用范围1.2 技术参数1.3 型号规格1.4 电控柜结构1.5 技术性能1.6 注意事项1.7 订货须知二、提升机电控系统构成- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

2、- - - - - 4三、PLC 操作主控系统原理及应用- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 63.1 PLC 硬件组成3.2 PLC 软件结构及设计3.3 系统操作程序说明四、监控系统原理及应用- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 164.1 简介4.2 监控系统配置与组成4.3 监控软件简介4.4 主要监控画面介绍4.5 监控系统的使用五、线路动作说明- - - - - - - - - - - - -

3、 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 245.1 开车前的准备工作5.2 启动加速-等速运转-减速-停车5.3.验绳方式5.4.调绳方式 5.5 非常状态开车 六、电气原理框图及电控柜外形尺寸- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 25七、产品安装与包装标志- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 26八八、 现现场场安安装装、接接线线

4、与与调调试试 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 26九九、故故障障分分析析与与排排除除 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 27十、产品的维护和保养十、产品的维护和保养 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 27一一、概概述述1 1. .1 1 用用途途及及适适用用范范围围 KTDC 型

5、提升机双 PLC 控制系统适用于各种类型的提升机和提升绞车。适用于交流绕线式异步电动机传动的单绳缠绕式矿井提升机、JTP 型矿用提升绞车和多绳摩擦式提升机等产品，也可以与新安装的各类提升机和提升绞车（以下简称提升机）配套，也适合于对提升机老电控的技术改造。电控设备适用于以下使用场所： 1)、海拔高度不超过 1000 米,如超过这个海拔高度，元器件在功率、容量方面应按海拔高度的增加，适当降容使用，并考虑一些元器件的安全爬电距离等的安全参数。 2)、周围环境温度不高于 40，不低于 0； 3)、相对湿度不超过 85； 4)、没有导电尘埃及对金属和绝缘有破坏作用的气体； 5)、没有剧烈振动和颠簸；

6、6)、没有强磁场作用； 7)、不需防爆的场所；8)、采取必要措施后能满足使用的场所；9） 、特殊场所的应用必须非标订货，在技术协议中必须注明。1 1. .2 2 技技术术参参数数 1） 、电机型式及调速方式：电机容量：单机 1000kW 及以下；双机 21000kW 及以下电机电压等级：高压 6kV ，10kV；低压 380V，660V调速方式：绕线式电机转子串电阻调速电机主回路：电机定子回路使用元件为高（低）压真空式或空气式断路器及接触器、转子回路元件采用低压真空式或空气式接触器。2） 、适用范围：主井提升、付井提升，单水平、多水平，单层罐笼、双层罐笼塔式、落地，地面、盲井（非防爆） 、井下

7、（非防爆）过坝提升、升船提升、凿井提升、交通罐提升等1 1. .3 3 型型号号规规格格KTDC 型提升机控制系统适合于交流提升机使用。KTDC 系列交流提升机电控设备的型谱：电 阻 调速提 升 绞车矿用C电 控 柜名 称 代号GDYG 电 源柜ZCG转 子 接触 器柜KZG控 制 柜CZT操 纵 台M 模块 动 力制 动转 子 回路 加速 级 数5、 8主 电机 功 率千 瓦数绞 车滚 筒 直径 米数PLC控 制电压 等级 符 号G-高 压610KVZ-中 压 0.663KVD-低 压 380V1 1. .4 4 电电控控柜柜结结构构电控柜采用条架式、型材柜壳结构，高度为 2200mm；宽度

8、为1200mm、1040mm、700mm、三种；深度为 1300mm、1300mm、800mm 三种。柜内配线采用线槽，板前走线。柜体上部装有吊环，下部有安装固定孔。大玻璃门、喷塑面板。1 1. .5 5 技技术术性性能能1 1. .5 5.1 控制功能1）根据提升工艺控制要求及信号系统发出的信号指示，控制提升机的启动、运行、减速、停车等过程，运行平稳可靠。2）实现提升机的半自动或手动运行，满足提升机控制工艺要求及各种安全联锁保护要求。3）实现提升机的行程监视和位置闭环控制，具有完善的深度、速度显示及控制功能。4）实现提升机主回路控制器件真空化、无触点化的要求，采用 PLC 控制，硬件配置简单

9、，软件编程灵活，调试方便且维护量小。系统动静态性能好，具有良好的闭环性能。5）提高了矿井提升机运行的安全可靠性和控制技术水平，对降低设备故障率，提高生产效率，减轻操作人员的劳动强度发挥着重要作用。1 1. .5 5.2 安全保护及联锁功能安全回路闭锁了提升机的运行条件，只有当外部设备运行正常，具备开车条件后，才允许提升机运转；安全回路闭锁了提升机的全部重故障保护信号，故障一旦发生，提升机立即进行紧急制动；对于提升系统出现的轻故障，允许完成本次提升，待排除故障后，提升机方可继续运行。1 1. .5 5.3 完善的综合后备保护功能1）利用一路或双路光电编码器实现对提升机的运行速度及位置的数字化检测

10、和控制，提高系统控制精度以及可靠性。2）安全回路双回路，本系统有两路软件安全回路，一路硬件安全回路。实现提升系统多重保护。3）PLC 出现故障无法用 PLC 开车的情况下，应能低速简易开车并具有必要的安全保护。4）一路速度及深度检测有问题而另一路正常的情况下，应能用 PLC 进行限速开车。5）自动发送位置信号，如减速、停车、过卷信号等，重要的点如减速、过卷等必须有两路以上共同起作用。6）须有深度指示器失效保护、运行方向错误保护、松绳保护或钢绳滑动保护、减速检测保护。1 1. .5 5.4 上位监控功能（工控机用户选配）通过触摸屏或工控机与 PLC 之间的通讯实现监控目的。上位监控具备提升信号种

11、类显示、参数设定、提升机运行过程及事故过程显示及记录、数据存储及查询等功能，为提升机故障原因及动态过程分析提供了依据。调试期间可在工控机的显示器上以梯形图形式显示 PLC控制程序并监控各逻辑回路动作情况，调试及检修非常方便。上位监控系统具有多种静态和动态画面。1 1. .6 6 注注意意事事项项1）运输及使用过程中严防水泡雨淋和重物撞击。2）储存与使用场所严禁有害气体和湿度超标，防止电子元器件及有关设备受腐蚀损坏。3）严禁在强磁场附近安放及使用。4）不能自行改变使用电压等级。 5）运输、储存、使用场所应预先排除能使本设备损坏的隐患。安装时应注意： 、PLC 输入、输出线不要与动力线装在同一穿线

12、导管内或捆扎在一起。 、为了增加抗噪声干扰，PLC 输入/输出(I/O)接线长度一般不超过 30 米。 、确认 PLC 输入/输出(I/O)接口的电源等级和极性以及公共端无误。否否则则可可能能会会造造成成 P PL LC C 损损坏坏。1 1. .7 7 订订货货须须知知1）订货时，需注明提升机型号、深度指示器型号，并提供提升主电机型号、规格、技术参数。2）按型号含义注明电控设备型号，对配套设备如操作台、交流提升机的动力制动电源类型、真空换向柜，真空开关柜等重要设备的具体要求也应注明，最好能签订技术协议。3）非标订货时，双方签订有关技术协议并作为合同的附件。二二、 提升机系统构成提升机系统构成

13、提升机系统包括主机系统、电控系统及辅助系统。主机包含主电机、变速箱、滚筒等；辅助系统包含液压站、润滑站等。电控系统可简单地划分为：控制系统（主控系统、辅控系统） 、主电源及调速控制系统（调速系统、供电及换向系统） 、操作监控系统（操纵台、监控系统） ，提升机系统构成框图如图 2.1 所示。主控系统主要是指完成提升机从加速、等速、减速、爬行到停车整个运行过程的开关量逻辑控制及其必要的保护并与其他子系统交换信号共同完成对提升机整机有效控制的系统。 辅控系统是指各路控制电源、控制回路的接口以及辅机系统的控制等部分。对传统的继电器-接触器控制系统而言还包括可调闸速度闭环环节、动力制动速度调节环节（对交

14、流提升机电控而言） 、速度保护环节和测速环节等。供电及换向系统是指根据控制系统的指令对提升机的主电机进行起动、换向的系统。图图 2.12.1 提升机系统构成框图提升机系统构成框图调速系统是指根据控制系统的指令投切电阻，最终对提升机的主拖动电动机进行加速、减速、稳速运行控制的系统。监控系统是指对电控系统关键部件，包括提升信号系统工作情况、提升机运行过程中关键参数、参量的曲线、以及司机操作的正确性进行监控和显示，并进行必要的记录以备需要查阅之需的系统。操纵台是电控系统的人机界面，担负着对提升机进行集中控制、监视、参量信号设定显示的重任，以及故障诊断及显示等。三三、P PL LC C 操操作作主主控

15、控系系统统原原理理及及应应用用3 3. .1 1 P PL LC C 硬硬件件组组成成可编程控制器（PLC）是一种操作容易，集逻辑、数字和算术运算的工业电子产品，专为工业环境下的应用而设计。它采用可编程序控制的存储器，存储过程数据并执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，通过数字式和模拟式的输入和输出来控制各机械和生产过程。具有程序设计简单，通用性好，抗干扰能力强，可靠性高的技术特点。可编程控制器 PLC 主要由电源、CPU、通讯单元、高速计数单元、模拟量 I/O 单元、数字量 I/O 单元等硬件组成。3 3. .2 2 P PL LC C 软软件件结结构构及及设设计计提升机电

16、控应满足如下控制要求：1）有提升信号后才允许开车。2）方向选择可以记忆，只有到停车位置后或手动解除后才能复位，避免由于某种原因停车后判断不了方向而发生误操作的情况。3）根据来自深度指示器，井筒开关及软件等的位置信号实现自动减速和停车。4）操作控制和闸控制具有良好配合关系。5）对于多水平提升系统能够实现各水平提升的相互转换。6）每一个提升循环，深度指示校准一次。3 3. .2 2. .1 1 P PL LC C 控控制制软软件件设设计计主要包括：1）模块初始化及 I/O 控制软件设计；2）控制工艺软件设计；3）安全保护软件设计；4）上位通讯软件设计；5）位置闭环控制软件设计；6）网络化通讯软件的

17、设计。3 3. .2 2. .2 2 软软件件结结构构可编程序控制器使用的主要编程手段为：语句表(STL)和梯形图(LAD)。为了完成复杂的软件控制功能，我们采用程序结构化编程方式。结构化编程是指把整个控制程序分成一个个独立部分，单独编程、组合处理的编程方式。PLC 执行程序时，反复进行输入处理、程序执行、数据运算及存储、输出处理的循环。KTDC 型提升机控制系统采用框图程序设计、编程、调试过程，框图如图 3.2.2.13 3. .3 3 系系统统操操作作程程序序说说明明 当信号工发过开车信号后，PLC 根据上次开车的状态自动确定本次开车的方向，完成方向选择。司机根据选定的方向控制制动手柄、主

18、令手柄的位置或手动按开车方向按钮，确定开车方向，提升机手动或自动敞闸、自动加速和等速运行。 当提升容器运行到减速点时，井筒开关、 （机械式深度指示器） 、从轴编码器来的位置信号同时发出减速信号。提示司机减速，这三至四重减速点确保提升机可靠减速，增 加了系统的安全性。根据给定的速度图，提升机减速、爬行后准确停车。3 3. .3 3. .1 1 辅辅机机起起动动 辅机起动程序主要用于控制润滑油泵的起动、液压油泵的起动、动力制动装置以及冷却风机等装置的启动等。各辅机起动完毕后，作为开车准备的一个条件。YNYNY初 始 化 程 序Y辅 机 起 动开 车 准 备安 全 回 路手动操作方式程序半自动操作方

19、式程序运行状态监视程序结 束图 3.2.2.1 应用程序框图3 3. .3 3. .2 2 开开车车准准备备该程序判断正常开车的条件是否已经具备，其中包括：操作电源是否闭合、辅机是否起动、主令手柄和制动手柄是否在零位、上次提升过程中有无影响本次开车的一次提升故障（如制动油温过高、润滑油温过高、润滑油压力过高或过低、闸盘偏摆、钢绳滑动等）、监控器调零是否完成，等等。当上述条件均正常后发出开车准备就绪信号，该开车准备就绪信号作为信号回路接通的一个条件。3 3. .3 3. .3 3 安安全全回回路路主要包括通过硬件和软件设置的有关提升机联锁保护的各种重故障点。发生重故 障时，具有对故障种类记忆功能

20、。排除故障后，用故障复位按钮复位。安全保护由以下几部分组成：1） 、主令控制器手柄零位联锁当主令手柄处于中间零位时，零位继电器闭合允许安全回路接通。当安全回路断电后，主令手柄必须回到零位，安全回路才允许重新接通。2） 、工作闸制动手柄联锁限位开关当工作闸手柄在全抱闸位置时，其限位开关的常开触点闭合，允许安全回路接通。3） 、测速断线保护当主测速机损坏或断线时，PLC 判断后实现安全保护功能。4） 、高压掉电保护 当高压开关柜合闸时 QF1 触点闭合。当由于短路、过负荷、欠压、失压、司机人为紧急停车等原因而掉电时，断开安全回路。5） 、制动油压高保护液压站制动油压超过要求时，电接点压力表上触点闭

21、合，相应继电器得电后断开安全回路。6） 、错向保护当提升机运行方向与预选方向不同时，PLC 判断后实现安全保护。7） 、等速超速 当提升机运行速度超过最大速度的 15时，PLC 判断后安全回路断开。8） 、PLC 输出安全制动继电器当 PLC 判断系统发生重故障时(PLC 内安全回路断开时)，相应继电器失电，安全回路断开。9） 、减速过速保护减速过程中，若提升机运行超速，安全回路断开。10） 、过卷开关过卷开关分别装在深度指示器和井架上。当提升容器超出正常停车位 0.5 米时，相应的过卷开关动作，安全回路断开。11） 、过卷复位开关当提升容器过卷后，若需继续开车，应根据容器的过卷方向选择过卷复

22、位开关位置，安全回路方能重新接通，提升机只能向过卷的反方向开车。待过卷故障解除后，将过卷复位开关重新扳回工作位置。12） 、断轴保护当深度指示器出现断轴时,PLC 检测后进行安全保护。13） 、闸间隙保护（即闸瓦磨损保护）闸瓦磨损到一定程度时, 开关动作，相应继电器得电,断开安全回路。14） 、松绳保护松绳保护装置接入报警回路和/或安全回路。用于竖井提升的提升绞车（提升机）在钢丝绳松弛时应能自动断电并报警, 用于斜井提升的提升绞车（提升机）在钢丝绳松弛时应能自动报警。15） 、制动电源保护提升机运行前必须启动电气制动电源装置,如果电气制动电源装置不启动或启动不正常,安全回路接通,投电气动力制动

23、时安全回路会断开，提升机无法运行。16） 、调绳联锁提升机需要调绳时，将工作/调绳开关打到调绳位置，游动滚筒可靠抱闸，且调绳离合器处于离开位置时，安全回路接通，可以进行调绳开车，否则安全回路断开。3 3. .3 3. .4 4 系统的保护及联锁系统的保护及联锁1)安全制动时首先切除电动机主回路电源，先进行必要的电气制动，工作闸继电器及制动油泵等控制回路断电，安全制动阀断电，同时结合二级制动阀的状态，实现提升机一级或二级制动。2）提升机正反向高压换向接触器具有机械和电气联锁。电气联锁是通过在正向接触器线圈回路中串接了反向接触器常闭触点或反向接触器线圈回路中串接正向接触器常闭触点来实现的，保证了当

24、一个方向接触器通电时，另一个方向接触器不能得电。同样，机械联锁装置也保证了两个换向接触器不能同时得电。注意：任何情况下只有当系统接收到开车信号后才允许司机开车注意：任何情况下只有当系统接收到开车信号后才允许司机开车。3）当提升过程中发生润滑油压力过高、过低；润滑站滤油器堵塞或油温高；液压站滤油器堵塞或油温高等轻故障时，电控系统允许本次提升完毕。当故障解除后才允许进行下次提升。4）当提升机因故障中途停车而提升容器位于减速段内时，排除故障点后允许按上次选择方向开车，并且只能以低速开车；若提升容器不在减速段内且系统恢复正常时，井口发开车信号后，允许司机高速开车。 3 3. .3 3. .5 5 方方

25、向向选选择择 主要作用是确定本次开车预选方向。提升方向的选择以主提升容器运行方向为准，主提升容器向下运行为正向，向上运行为反向。就提升机控制工艺来讲，方向选择有以下两种形式：1） 、手动选向：提升容器停在中间位置时司机可以人为手动选择方向。2） 、自动选向：提升容器停在停车点位置时系统自动确定下次开车方向。通过信号工的打点信号自动选择开车方向。程序框图如图所示：程 序手 动 选 向 控 制自动自 动 选 向 控 制结束YNY停 车 点方方向向选选择择程程序序框框图图3 3. .3 3. .6 6 开开车车方方向向提升机的起动和运行操作由开车方向决定。在开车方向回路中包含如下联锁（以正向开车为例

26、）：1） 、各辅机已启动正常2） 、安全回路吸合3） 、上次开车没有上过卷4） 、方向选择为正向5） 、信号工已打过信号，且系统同意接收开车信号6） 、其它各种联锁正常7） 、司机将主令手柄推向正向开车位置，制动手柄推出松闸 该程序块框图如下图所示：程 序安 全 回 路正 常联 锁 正 常YN上 次 正 向过 卷 ?YYNY信号正 开 车 方 向 为 “ 1”N司 机 推 主 令NY结 束开车方向程序框图3 3. .3 3. .7 7 可可调调闸闸控控制制在正常工作状态下，可调闸控制用于保证司机根据需要随时调整工作制动油压以调整制动器的制动力，达到控制提升机速度的目的。可调闸的控制主要由两部分

27、组成：一是可调闸逻辑控制，确定是否敞闸；二是可调闸油压值控制，确定敞闸的大小。这里可调闸的控制和启动电机的控制有一个配合关系。有两方面的含义：一是轻负荷提升，为了避免启动时有较大的电流冲击，应考虑先敞闸后启动电机，或敞闸和启动电机同时进行；二是重负荷提升时，为了避免起车时的下坠现象，应考虑先启动电机后敞闸。为了取得满意的效果，需要根据现场具体情况而定。可调闸逻辑控制中主要包括了如下逻辑条件：1） 、安全回路信号。保证只有当安全回路吸合后，闸才能松开。2） 、制动手柄松闸信号。保证只有当司机将制动手柄推向松闸位置时，闸才能松开。3） 、开车信号联锁。保证只有当信号系统发出开车信号且系统开车前准备

28、工作完闭后，工作闸方可松开。4） 、给定方向联锁。主要目的是为了保证到停车点时自动抱闸。当上述条件都满足后，允许松闸逻辑结果为“1” 。而松闸的大小还要取决于闸给定的大小。当松闸逻辑结果为“1”时，PLC 读入可调闸给定信号，并把这个信号整理后通过模拟量输出口送出进行功率放大，以带动可调闸线圈控制工作油压大小；当松闸逻辑为 “0”时，可调闸给定信号不起作用，直接对模拟量输出口赋零，使工作油压降为零。当提升容器处于减速段时，可调闸限速控制自动投入以保证安全减速。此时，松闸的大小除了要取决于闸给定外，还跟限速给定有关。可调闸控制程序框图如下： 程 序安 全 回 路正 常闸 逻 辑NYN读 闸 给

29、定Y数 据 处 理结 束闸 赋 零闸 输 出可调闸控制程序框图3 3. .3 3. .8 8 二二级级制制动动控控制制二级制动是指当提升机发生事故进行紧急制动时，使制动油压很快降到预先调定的某一数值，经过延时后，制动器的油压迅速回到零，使提升系统处于全制动状态，即停车状态。当提升容器接近井口（或井底）某一位置时，若发生安全事故，提升机只能实行一级制动，使制动器的油压迅速回到零，提升系统立即处于全制动状态。解除二级制动是根据提升容器的位置而设定的。二级制动解除距离可以通过调整井筒开关位置而定 。在我们配置的主机中若配置的液压站为 414A 液压站时，二级制动的控制与解除主要是控制液压站上的 2

30、个电磁阀就可以了。程序框图如下：AC正 常程 序一 级 制 动控 制结 束NY二 级 制 动延 时 控 制NY解 除 二级 制 动二二级级制制动动程程序序框框图图3 3. .3 3. .9 9 位位置置闭闭环环控控制制根据提升机控制工艺要求，我们在 PLC 操作系统中应用了位置闭环控制技术，组成了一个完整的提升机过程控制网络，实现对矿井提升机的运行过程控制、安全联锁保护和上位机监视功能，提高提升机电控系统的系统化、自动化、智能化控制水平。位置闭环控制主要是指提升机数字式深度控制。提升机数字式深度控制的功能与机械式监控器类似，主要是指示提升容器在井筒中的实际位置，并根据容器位置发出相应的控制指令

31、。其优点是指示精度高、控制水平数多，调整方便，可靠性高。数字式深度控制系统主要由如下各部分组成： 1） 、位置检测传感元件光电编码器； 2） 、高速计数模块(或 PLC 内部高速计数器)； 3） 、位置计数校正元件井筒开关；4） 、运行状态及深度显示部件高精度彩色人机界面；3 3. .3 3. .9 9. .1 1 光光电电编编码码器器光电编码器与提升机减速箱相连。卷筒旋转一周，光电编码器根据速比也旋转 N 周,产生固定数量的脉冲列。共有 4 路脉冲信号：A、A-、B、B-。其中一组 A,B 脉冲信号作为提升机深度控制的输入信号。 对光电编码器输出脉冲计数可产生下列功能：1） 、通过旋转脉冲的

32、累加值可确定提升容器在井筒中的行程。2） 、脉冲 A,B 之间相差 90电角度，通过判断其相位差的正负，可确定提升机滚筒的旋转方向。3） 、通过测量旋转计数脉冲的频率，可确定实际提升速度。3 3. .3 3. .9 9. .2 2 井井筒筒效效正正开开关关井筒校正开关用于对位置信号进行校正。在两个提升容器上分别装上撞块，在井筒接近减速区域的位置上装上行程开关。对于单水平提升的情况，正反向减速点相对于两个提升容器是在同一标高上的。当容器 1 或容器 2 向上通过各自井筒行程开关时，发出深度指示同步信号，对脉冲计数值各进行一次校正即用预置数取代计数模块中原有的计数脉冲累加值，使减速段的计数值更加准

33、确可靠。3 3. .3 3. .9 9. .3 3 运运行行状状态态及及深深度度指指示示器器高精度彩色人机界面装在司机操作台上，显示提升机运行状态及容器所处的位置。人机界面具有四象限深度指示功能，即：井口停车点为，停车点以上为，表示过卷距离。停车点以下为，表示容器在井筒中的位置。深度指示的分辨率为 0.01 米，最大指示为1999.99 米。3 3. .3 3. .9 9. .4 4 位位置置信信号号发发送送通过软件编程，PLC 将计数值同预置值进行比较，从而设置各种位置点，如减速点、二级制动解除点、2m/s 限速点、各水平停车点等。在提升机的运行过程中，PLC 发出不同的位置信号，并根据提升

34、工艺完成相应的操作控制。3 3. .3 3. .9 9. .5 5 控控制制程程序序深度控制应用程序主要完成如下功能：a、运行方向判别b、计算提升速度c、根据计数的结果发出位置信号1） 、方向判别计数模块对位置脉冲的计数值代表了容器在井筒中的位置，不同时刻测得的脉冲差值即为位置变量。判断单位时间内测得的脉冲差值的正、负号，就可以确定提升机实际运行方向。2） 、测速程序在传统的提升机控制系统中，速度信号的获得都来源于测速发电机， 为模拟量信号。在 PLC 控制系统中为了增强系统的保护功能，我们通过计数模块计算提升机运行速度。我们知道计数模块对位置脉冲的计数值代表了容器在井筒中的位置。不同时刻测得

35、的脉冲差值即为位置变量。而与时刻的变量之比（行程变量与时间变量之比）即为速度。基于这一原理，我们将其演变为单位时间内走过的行程即为速度。利用PLC 具有的软件可设置中断功能，通过中断程序来测速。程序框图如图所示： 设 置 单 位 时 间起 动 计 数 器计 数 值 暂 存结 束读 计 数 值该速度信号可以和测速机信号进行比较实现测速断线保护，也可以用作速度显示。四、监控系统原理及应用（工控机用户选配）四、监控系统原理及应用（工控机用户选配）4.14.1 简介简介随着电子计算机技术的发展以及 PLC 功能的增强和网络技术的发展，越来越多的需要得到提升机系统运行的实际参数、工作状态、运行故障显示等

36、具体、直观的表现形式，因此出现了不同种类的人机交互设备。如触摸屏、工业控制计算机、管理计算机等，集中管理系统运营数据，在工程上称为工程管理计算机站，简称上位机监控。4.24.2 监控系统配置与组成监控系统配置与组成提升机上位机监控系统，选用触摸屏或工控机与 PLC 进行网络通讯；利用组态监控软件，实现实时多画面监控，以达到监控设备运行状态的目的。1） 、在电控系统内配置通讯单元，用通讯电缆将其连接到工控机的通讯端口上。2） 、在司机操作室内配置工控机，工控机内装入监控软件。4.34.3 监控软件简介监控软件简介4.3.14.3.1 监控软件的运行环境监控软件的运行环境1)、IBM PC 586

37、 以上的微型机及其兼容机、工控机。2)、VGA 、SVGA 图形卡。3） 、内存大于 64M 字节，主机主频在 400MHZ 以上。4） 、具有高速缓存、数字协处理器(扩充时用)和图形协处理器(扩充时用)。4.3.24.3.2 监控软件的特点监控软件的特点1)、作图功能完善，图形逼真。2)、具有数据报警、速率报警和偏差报警等多种报警设施。3)、具有多种数据类型。4)、具有实时曲线图、历史趋势曲线图和报警画面。5)、组态方式灵活。4.44.4 主要监控画面介绍主要监控画面介绍监控系统形成后，可以根据需要，随时切换当前工作画面。主要监控画面有：开机画面、提升机实时运行状态的运行画面、参数修改画面、

38、故障诊断画面、软硬件安全回路检测画面、简易说明画面等等。1） 、开机画面(如图 4.1 所示)图 4.1 开机画面打开操作台上的电锁时控制回路通电，PLC 以及触摸屏上电，在 PLC 以及触摸屏自检完成后，触摸屏和 PLC 之间通讯正常的情况下，触摸屏就显示如图 4.1 的开机画面。画面上有四个画面切换按钮：运行状况、故障诊断、参数修改、使用说明。如果此时轻按对应切换按钮触摸屏会切换到相应的显示画面。如轻按“运行状况”按钮，画面随之切换到图 4.2“运行画面” 。2） 、运行画面运行画面中可以监控提升机的运行状态。如开车信号、绞车的运行速度、绞车所处的深度位置、档位显示等等，在绞车运行时还有绞

39、车运行方向显示及动画显示绞车的移动和位置。图 4.2 运行画面3） 、参数修改画面图 4.3 密码输入画面图 4.4 参数修改画面 1图 4.5 参数修改画面 2在开机画面中轻轻按下“参数修改”按钮，画面会中弹出请输入密码的画面。此时我们输入 5 个“8”后，按下“ENT”密码确认按钮，画面随之切换到图 4.4 “参数修改画面1”画面。如果密码输入有误，按下“ENT”密码确认按钮后，画面中会显示密码输入有误，请重新输入，按下“确认”按钮后返回密码输入画面中。因为参数修改画面中的数据是与提升机正常运行有密切联系的。所以不能随便修改。当要进行参数修改时进入参数修改画面。如图 4.5 参数修改画面

40、2，按一下要修改项目的数据框，画面右下角会弹出数字输入键盘。输入需要设定的数值，按下确认按钮“ENT”键即可。各个项目都按实际值或在允许输入值范围内即可，具体说明如下：1、运行速度-按提升机运行的最大速度设定。2、上过卷点-此点为软件安全回路中安全保护点。设定时按实际需要或具体情况而定。一般设为+0.5 米。3、下过卷点-此点为软件安全回路中安全保护点。设定时按实际需要或具体情况而定。一般与深度值设为相同的米数或比深度值小一点（约 5 米左右）的值。此值为负值。4、上停车点-此点为软件检测提升机减速后自动上停车的点。设定时按实际需要或具体情况而定。一般设定在上过卷点下 1 米左右的距离为上停车

41、点，即此值为-0.5 米。5、下停车点-此点为软件检测提升机减速后自动下停车的点。设定时按实际需要或具体情况而定。一般设定在下过卷点上 1 米左右的距离为上停车点。此值为负值。6、上减速点-此点为软件检测提升机进入减速区域，控制系统自动发出声光信号，提示绞车司机应施闸减速。设定时按实际需要或具体情况而定。一般设定在离上停车点下4050 米左右的距离为上减速点。此值为负值。7、下减速点-此点为软件检测提升机进入减速区域，控制系统自动发出声光信号，提示绞车司机应施闸减速。设定时按实际需要或具体情况而定。一般设定在离下停车点上4050 米左右的距离为下减速点。此值为负值。8、减速速度-此值为绞车进入

42、减速区域后，绞车允许运行的最大速度。设定时按实际具体情况而定。一般设定为“运行速度”的 65%左右。如绞车的运行速度为 3.4m/s 时减速速度应设为 2.0m/s（煤安对不同规格的提升机的运行速度有不同的要求，可查相关资料手册） 。9、校正点-此设定值根据井道上所安装的深度校正开关离井口的实际距离而定。此设定值必须安装了深度校正开关才有效。安装了开关后正确设定此值，提升机每运行一个完整的周期深度会自动校正 2 次。使绞车运行的深度更准确。此值为负值。在首次开车前作自学习时还需要使用此设定值，所以正确设定此设定值非常重要。10、滚筒直径-此参数值为所配滚筒大小。此值设定准确，在运行画面中小车或

43、吊罐的动画运行才准确。11、深度设置-此参数值为井道实际深度。在设置时可设为比实际井深大一点的值。此值为负值。12、一水平-此值为有多水平停车要求的矿井时设置水平停车点。根据各矿井的实际情况而定。此值为负值。13、二水平-此值为有多水平停车要求的矿井时设置水平停车点。根据各矿井的实际情况而定。此值为负值。14、三水平-此值为有多水平停车要求的矿井时设置水平停车点。根据各矿井的实际情况而定。此值为负值。系统初始化功能：在系统初次运行时、在换了新钢绳时或在应急开车后，系统必须进行初始化，让系统数据恢复初始值。初始化操作步骤：1、把绞车提升到井口起点（0 米）的位置；2、进入触摸屏的参数设置画面，把

44、“上过卷点”设为+0.5；“上停车点”设为 0；其他运行数据根据实际情况正确设定。3、返回进入运行画面，把“正力/负力”开关旋到正力位置，把“过卷复位”开关旋到上过卷复位位置。4、档位手柄置为零位位置、闸把手柄置为抱闸位置（即零位位置） 。5、此时按下初始化按钮。在运行画面中小车或吊罐会回到停车点位置，系统的编码器值置为零，显示的深度值置为零。系统自学习功能：系统自学习是指系统在初次运行前，所有的安装、测试工作都已完成后，井道上已经安装了深度校正开关，所有的运行参数都正确的设定。完成了系统初始化后，绞车停在上停车点，把“过卷复位”开关旋到上过卷复位位置。按下“自学习”按钮，选择正向慢速向下开车

45、到井底。查看运行数据是否正确。4） 、故障诊断画面图 4.6 软件安全故障诊断画面 1根据煤安要求，针对提升机电控系统对安全保护的严格要求，安全回路包括硬件安全回路和软件安全回路双回路。我们将提升机电控系统中的主要安全保护种类以动态的图案反映出来。如上图 4.6 软件安全故障诊断画面 1 中可以检测和查看提升机故障情况及状态。某些故障信号在操作台上还有指示灯及用报警器提示司机。提升机出现故障了。画面中的指示灯能够随该安全回路的工作状态，发生相应的改变。如正常时该安全点颜色为暗色，发生故障该安全点颜色变为红色。出现软件安全故障后，可通过此画面监控报警故障点，排除故障后按下故障复位按钮进行复位。如

46、下图 4.7 硬件安全回路接通画面，画面中的指示灯能够随该安全回路的工作状态，发生相应的改变。如正常接通时该安全点颜色为绿色，发生故障后或硬件安全回路未接通时，从未接通的安全回路点起后面的安全回路点颜色变为红色。液压站电机启动无法保持时或安全回路出现故障时维修人员可通过此画面结合电气原理图或电气接线图查找故障原因。图 4.7 硬件安全回路接通画面5） 、动态图：以形象的趋势图案模拟出提升机的运行状况，并随时检测提升机的速度值、提升容器的深度值等。6） 、提升深度与速度曲线：以实时曲线的形式动态的反映提升系统的运行速度随提升深度变化的关系，并显示实时深度值和速度值，直观地反映出提升机运行过程和动

47、态性能等特性。 7） 、信号监视： 通过形象的指示和文字说明记录当前信号系统的工作状况，如当前信号种类、信号要求方向等。 8） 、上次重故障记忆：记忆上一次发生重故障的原因，有助于分析系统发生故障原因，提高电控设备维护效率。4.54.5 监控系统的使用监控系统的使用监控软件提供了较强的监控组态功能，用户可以方便地通过键盘操作实现各个画面之间的切换：利用画面中提示的功能键，就可以从一幅监控画面切换至另一幅需要观察的监控画面。五、线路动作说明五、线路动作说明提升系统的运行可以分为起动、加速、等速、减速、爬行、施闸停车等几个阶段。5.15.1 开车前的准备工作开车前的准备工作 .合上主电源.送各路低

48、压控制电源。.将主令控制器手柄置于零位，工作闸手柄置于全抱闸位置，过卷复位转换开关置于工作位置“0”位。.旋转电控操纵台上钥匙开关，送上控制电源。此时触摸屏、PLC 上电自检，自检完成后若软件安全回路无故障，软件安全指示灯会亮，启动（如主机配有润滑油站系统，先启动润滑油泵）液压站油泵，硬件安全继电器吸合，操纵台上硬件安全信号灯和液压站油泵工作灯亮，零位指示灯亮。至此，开车前准备工作完毕。5.25.2 启动启动-加速加速-等速运转等速运转-减速减速-停车停车. .司机做好开车前准备工作，等待开车信号。司机做好开车前准备工作，等待开车信号。.开车信号开车信号井口信号工发出开车信号后，若不存在其它轻

49、故障则允许开车信号灯亮；若还存在润滑站滤油器堵或油温高、液压站滤油器堵或油温过高等轻故障，则安全回路不会接通，允许开车信号灯也不亮。待维修人员排除故障后，司机按故障复位按扭复位 PLC 所记忆的故障，再次启动润滑泵和液压泵，待信号系统发出开车信号后允许开车信号灯亮允许司机开车。 注意：手柄不在零位电控系统接收不到开车信号，开车方向也无法选择。并且会报警。注意：手柄不在零位电控系统接收不到开车信号，开车方向也无法选择。并且会报警。.选向选向a.由停车开关自动选向。b.容器位于井中时由信号工打点选择方向或司机手动选向。c.方向一旦选定具有记忆功能。.启动加速启动加速 当司机按正确方向将主令控制器从

50、中间位置向前推或向后拉时，主令控制器相应接近开关动作，触点闭合。同时将工作闸手柄推向松闸位置，限位开关常开点闭合。工作闸继电器吸合，工作闸自整角机得电，可调闸线圈 KT1(或 KT2)得电。随着工作闸手柄不断前推，可调闸线圈的电流逐渐增大，开闸油压随之增高，提升机逐渐松闸。同时主电源接入电动机定子绕组，提升机开始启动。 每级电阻切除必须具备两个条件：a.每级切换时间到， b.主回路电流没有超出限定范围，防止过早切除下一级转子电阻而产生过大的冲击电流，对电控系统、主机和钢丝绳造成危害。随着转子电阻的逐级切除，提升机自动加速到全速。此外司机还可逐级扳动主令手柄，人为延长转子外接电阻的切换来实现提升

51、机的手动加速过程或配合闸实现低速运行。当提升负荷极轻或电机处于负力状态时，提升机将会迅速加速至接近同步转速，此时系统将自动切除全部转子电阻，进入全速运行，以防负力时发生超速现象。.等速运行阶段控制线路无变化。等速运行阶段控制线路无变化。 .减速减速 提升机运行至减速点时，减速开关动作，操纵台上减速指示灯亮，同时减速蜂鸣器响。在减速段有两种方式选择：a.不切除主电机定子的高压(或低压)电源，转子回路接入一部分电阻。此时，司机可根据负载和提升机减速情况操纵主令手柄逐级增加转子回路中所接电阻，同时施闸使提升机运行速度逐渐下降。此种方式适用于重物上提（正力）工况。b.踩脚踏动力制动，会断开主电源，转子

52、接入全部电阻。经过消弧延时后电气制动自动投入并切除第一级电阻，随着速度的降低，转子电阻逐级切除，直至进入爬行。.施闸停车施闸停车 当提升容器到达停车位置时，井架上的停车开关动作，司机将主令手柄拉至零位，将工作闸手柄拉至全抱闸位置施闸停车，为提升机自动换向做好准备。当信号工再次发出开车信号后，电控系统根据信号自动判断开车方向。5.3.5.3.验绳方式验绳方式 可将操作台上的开关选择验绳方式，控制闸实现低速开车验绳。 5.4.5.4.调绳方式调绳方式 （双筒时才有调绳）（双筒时才有调绳） 1）锁上卷筒地锁，启动油泵，将操作台调绳转换开关打到脱开位置， （操作手柄与制动手柄均处于零位） ，安全电磁阀

53、 1DT、2DT 断电，调绳电磁阀 12DT 工作，提升机处于安全制动状态。2）将操作台转换开关打到调绳位置，使电磁阀 2DT 通电，操纵制动手把使油压上升，打开调绳离合器。当离合器完全脱开，操作台上离合器分指示灯亮，此时，迅速将制动手柄拉回零位。3）打开地锁，手动慢速开车，使固定滚筒上的提升容器到达所需位置，抱闸停车。4）将操作台调绳转换开关打到复位位置，调绳电磁阀 12DT 断电，让离合器外齿与内齿完全合上，操作台上离合器合指示灯亮。如复位对齿不准，离合器不能闭合时，司机可借制动手柄和操纵手柄配合复位，待离合器完全复位。5）恢复转换开关至正常工作位置。6）安全回路中的调绳联锁开关是利用安装

54、在活动滚筒上的闸瓦磨损开关作为调绳时抱闸保护用。注意：本项说明中注意：本项说明中 1DT-12DT1DT-12DT 阀只是将相应液压站中电磁阀以顺序列出，除功能外，不一定阀只是将相应液压站中电磁阀以顺序列出，除功能外，不一定与具体液压站中电磁阀标号对应。与具体液压站中电磁阀标号对应。5.55.5 非正常状态开车非正常状态开车( (亦称亦称“故障开车故障开车”)”) 当 PLC 出现故障时,可以简易开车到停车点。注意：此方式为应急方式，不允许多次使用。注意：此方式为应急方式，不允许多次使用。 开车方式为：1).操纵台上的应急转换开关打至应急开车方式,此时 PLC 电源被自动断开。若无外部故障，启

55、动润滑站和液压站油泵电机，则硬件安全回路被接通。(注:主令手把和闸手把必须处于零位。)2).推开闸手把可以开闸;推动主令手把,可接通主电机定子回路，并可手动控制依次切除第一电阻,开动提升机;全手动操作直至抱闸停车。注意：此时提升系统处于简易开车状态，司机和信号工须提高警惕。注意：此时提升系统处于简易开车状态，司机和信号工须提高警惕。六六、产产品品元元器器件件安安装装、产产品品包包装装、贮贮运运(1).装于设备上的电器元件应符合标准规定和安装规程要求，应依据设备的制造图样要求进行固装与调整。(2).设备电器元件布置应力求整齐美观,操作方便,工艺合理和检修安全。(3).控制柜或箱及操作台自身都带有

56、安装底座槽钢。(4).控制柜或箱及操作台应有清晰的设备铭牌。(5).产品的外包装具有防潮能力且结实可靠；包装箱外壁应有明显的文字标记贮运注意事项。(6).搬运设备时，应根据设备重量、体积、外形选用适当的搬运工具。搬运中，应小心谨慎，防止设备受到碰撞和机械损伤。(7).设备搬运到现场后，如不能立即安装，应放在清洁干燥处用帆布盖好，或放在仓库中，避免雨水和潮气的侵入。七七、电电气气原原理理图图及及电电控控柜柜外外形形尺尺寸寸1、电气原理框图：2、高压电控柜的外型尺寸为：电源柜：高度为 2200mm、宽度为 1200mm、深度为 1300mm。换向柜：高度为 2200mm、宽度为 1040mm、深度为 1300mm。调速柜：高度为 2200mm、宽度为 800mm、 深度为 700mm。操纵台：高度为 mm 宽度为 mm 深度为 mm。八八、现现场场安安装装、接接线线与与调调试试8.1、现场设备安装(1)、操作台电缆接