矿井提升机电控系统运用PLC控制方式改造的优越性(李书旺)

矿井提升机电控系统运用PLC控制方式改造的优越性■ ■ ■ ■李书旺■ ■ ■ ■（石台矿业有限责任公司，安徽淮北235053）-I摘要：介绍矿井提升机改造安全控制技术要求及特点、PLC构成的电控系统功能，以及改后效果评价。一1关键词：PLC控制；变频调速；电控系统；煤矿提升机』丄1引言. 丄 丄 丄 丄 丄 丄 丄上世纪9O年代前，煤矿提升机大多使用TKD，JKMK/J系列电控柜，但是系统可靠性差、噪声大、耗能高和安全保护不完善等诸多缺点和问题，后被逐步淘汰。 —矿井提升机电控系统可分为传统的交流电控系统、交流变频调速系统和直流电控系统三大类。进入90年代以后，随着工业控制计算机的应用，包括可编程控制器（PLC）在提升机上的应用，从而取得了令人满意的提升使用效果。在其各种功能上,由模拟量设定又被数字量设定所取代。设定的项目也由几个上升到几十个乃至近百个。就其中的逆变管来说，逐渐由GTR更新为IGBT。而变频器的容量也已达到了数千kW。为保障提升安全和提高自动化控制水平，随后又逐步推广应用PLC控制的变频调速系统，其功能更加完善，提升性能更加优越，它在保障提升系统安全性、可靠性上发挥了更加重要的作用。■」_I_I_I2提升机安全控制技术要求及特点—1）传统电控方式存在的问题。前几年矿井提升绞车，不少都为2JK系列提升机，其最大绳速低，拖动电机为绕线型异步电动机，配置TDK系列电控柜，并采用转子绕组串电阻调速电控方式。这类提升机，存在以下主要问题：①TDK型主控屏电磁式继电器较多，故障判断排除时间长；②提升控制自动化程度低，提升机司机劳动强度大;③如副井提升绞车在连续提放液压支架、采煤机等大件时，电阻发热严重，经常烧坏电阻连线，其能耗非常大。④由于调速为有级调速，其机械冲击大，钢丝绳的使用寿命低，动力制动投入时的瞬间速度变化大，而钢丝绳就会产生跳动;⑤在利用可调闸配合动力制动下放重载时，其速度控制不均匀，只能凭司机的经验来控制，这样还容易造成提升物掉道，而引发事故。

—I2）交、直流电机拖动的特点。直流电动机由于结构上的原因，它也存在如养比较困难。而交流电机与直流电机相比，具有以下优点：①结构简单、坚固,工作可靠，不存在换向火花问题，并易于保养维护；②容易制造出大容量、高转直流调速，并成为主流技术。3）提升机的安全技术要求。由于提升机是煤矿的主要生产和关键设备，也是所谓的矿山“咽喉”。平时，它肩负着煤炭、矸石、设备、材料和人员的提升是所谓的矿山“咽喉”。平时，它肩负着煤炭、矸石、设备、材料和人员的提升等重要任务，是生产系统中的一个重要环节，因此所处的地位极其重要。为此,这就要求矿井提升机的运行应安全、可靠、高效，而且停车位置还要准确无误。在安全性能上，要求具备以下几点：①制动性好。故障时，可安全制动；②可靠性要求高。系统故障率低，长时间能安全工作；③具有提升高效性。缩短提升循环时间（包括运行、停止时间）；④经济运行性好。要求低能耗，便于维护。4）运用变频调速系统改造方法。在系统总体改造方案上，可以选为：将原变频调速，利用PLC控制，以此增加控制系统的可靠性和安全性。3PLC构成的电控系统功能wit—，*4也■圧］——述atL11MEIPl.t：1）系统功能。某矿井提升机原控制系统改造后典型的PLC控制系统见图1。其系统功能主要有：①控制功能。根据提升机起动、等速运行、减速、停车、验曰.绳、换向及安全保护的设计要求，改变相应电控系统的工作状态，实现必要的电曰.习;器输出的数字脉冲与主电动机的转速成正比，一个用于提升速度与行程的显示,另一个用于速度保护，并作速度闭环控制的反馈量。③保护及连锁功能。a.安全b.时,制动状态，工作闸继电器及制动油泵等控制回路断电，使制动油压降为零。

b.盘式制动器的工作制动力矩可调，紧急制动（安全制动）能产生二级制动，避免机I—械冲击。C.当提升机因发生故障中途停车时，且提升容器位于减速段行程时，排■除故障后允许司机按上次开车方向选择开车（只能低速）；不在减速行程段，允I许司机高速开车。d.当提升过程中发生润滑油压力过高、过低，润滑油滤油器或|J液压站滤油器堵塞或油温高时，触摸屏上有相应的故障信息显示，点亮相应信息 ■灯，告知司机可以完成本次提升工作，当故障解除后才允许司机再下一次操作。 .e.遇到全矿停电时，由PLC保证提升机能实现二级制动，并做好提升机的后备保］护°f.在任何情况下，只有司机接到开车信号后，才能使提升机运行。2）PLC电控系统的主要功能。PLC是以微处理器为核心，综合了计算机、自-动控制和通信技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置，具有结构简单、J性能优越、可靠性高、灵活通用、易于编程、使用方便等优点，近年来它的应用■■■■■■■■■■较为广泛。由于控制对象的复杂性，使用环境的特殊性和运行工作的连续长期性，使得PLC在设计、结构上具有许多其他控制器无法相比的特点。①通用性强。PLCJ产品现已系列化和模块化，其配备的各种各样齐全的I/O模块和配套部件，可供选择使用,可以很方便地组合成能满足不同控制要求的控制系统，不需要自己设计和制作了硬件装置。②程序设计简单，易掌握。PLC主要的使用对象是广大的 .电气技术人员。考虑实际情况，一般不采用微机所用的编程语言，而采用了与继电器控制原理图非常相似的梯形图语言，这对学习和使用编程语言都非常方便。-③可靠性高，抗干扰能力强。甘LC为了满足“专业在工业环境下应用"要求，在硬件和软件上采取了系列措施设计。因此，它的可靠性大大提高了，抗干扰能力增强了。④采用先进的模块化结构，系统组合灵活方便。PLC的各个部件，包括|JCPU、电源、I/O等均采用模块化设计，由机架和电缆将各模块连接进来。系统的 ■TOC\o"1-5"\h\z功能和规模可根据实际要求自行组合。⑤安装简便，维护量小。PLC一般不需要 -专门的机房，可在各种工业环境下直接运行。使用时只需将现场的各种设备与cpu| -1相应的I/O端子相连，系统便可投入运行，安装接线工作量比继电器控制系统少 ■得多。PLC本身故障率低，又有完善的自诊断功能和显示功能，一旦发生故障，可根据PLC上的发光二极管或编程器提供的信息，迅速查明原因。若本身故障，］ ->则可用更换模块的方法排除故障。⑥适应生产工艺变化的要求。PLC实质是一种工业控制计算机，其控制操作的功能是通过软件编程来确定的。生产工艺发生变3

化时，不必改变PLC的硬件设备，只需改变PLC的程序即可。■4■改后效果评价—通过对一些提升绞车的改造例证可知，改后大大改善了调速性能，显著提高了安全可靠性，有效降低了司机劳动强度和能耗(节电率20%以上)。运行稳定，很少发生故障。提升液压支架等大件时事故。参考文献_| JJJ王玉中，等.PLC技术在提升