馬道頭煤礦主斜井帶式輸送機電控系統

楊彥飛

摘 要：礦井主斜井提升帶式輸送機擔負礦井井下原煤運輸任務，是礦井生產的關鍵咽喉設備。帶式輸送機電控系統包括高壓變頻調速系統、PLC網絡化操作系統、智能上位監控系統、輸送機保護系統等。電控系統設計包含了系統框圖和系統實現的功能，并對該系統的設備相關參數進行了闡述。

關鍵詞：帶式輸送機 高壓變頻器 PLC控制系統 智能上位監控系統 輸送機保護系統

中圖分類號：TD528.1 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）02（c）-00-01

馬道頭礦井設計生產能力為10 Mt/a，采用斜井開拓方式，在工業場地設主、副斜井。主斜井帶式輸送機擔負全礦煤炭的運輸任務，輸送機帶長3040 m，帶速0～5 m/s。電動機電壓為10 kV，功率3150 kW，三臺工作。

1 電控系統總體技術要求

1.1 系統構成

主斜井帶式輸送機電控系統包括高壓變頻調速系統、PLC網絡化操作系統、智能上位監控系統、輸送機保護系統等。電控系統結構圖見圖1。地面設置一臺工業控制計算機、一臺不間斷電源及相應的控制軟件與信號傳輸設備，通過網絡與輸送機機頭的嵌入式計算機進行通信。在控制室內設置一臺PLC控制柜，完成輸送機外圍設備控制設備的遠程控制以及采集被控設備的運行狀態及相關的模擬量參數，一臺嵌入式本安型計算機及多功能控制驅動器，提供沿線的保護以及機尾被控設備的控制，由此兩部分組成控制裝置。

1.2 系統功能要求

1.2.1 傳動系統要求

傳動系統采用全數字高壓交-直-交變頻調速系統，要求能適應相應輸送機系統的各種工作情況，變頻器的過載能力大于電動機的過載能力，按照預定的速度和工藝要求實現輸送機的啟動、加速、勻速、減速、停車等運行方式，使輸送機具有較高的運行效率。

1.2.2 控制系統要求

系統具有遠程集中自動控制、就地自動控制、就地手動控制（檢修方式）等多種控制功能。（1）遠程集中自動控制：地面工控機作為整個輸送機集控系統的控制主站，控制主斜井輸送機以及其他設備的開停。（2）就地自動控制：將工作方式設置為就地自動控制時，則輸送機的起停直接由本安計算機進行控制，實現一鍵自動起/停輸送機。（3）就地手動控制（檢修方式）：將控制機設置“手動”方式時，由本站的PLC控制柜對輸送機相關設備進行手動開停控制，手動方式只作為備用方式或檢修時使用。

2 主要電控設備的配置

2.1 高壓變頻調速裝置

變頻器為西門子6SR4502 10-10-5250 10 kV/260A 5250 kVA高壓交-直-交變頻調速裝置。采用全數字技術矢量控制技術，功率部分采用IGBT的電壓源型48脈動交流變頻傳動裝置。單元串聯矢量控制正弦波脈寬調制疊波輸出，10 kV每相8個單元，17電平。變頻器引起的電網諧波電壓和諧波電流含量滿足IEEE Std 519-1992和GB/T 14549-93《電能質量公用電網諧波》對諧波含量的要求。

2.2 監控系統

監控系統選用西門子公司的S7-300可編程控制器，完成以下功能。

（1）通過控制柜觸摸屏控制輸送機及配套設施（冷卻風扇、拉緊裝置、減速器、變頻器等），可在觸摸屏上通過按鈕設定操作參數。PLC柜設定輸送機運行曲線，并保證變頻器同步功能。

（2）狀態顯示：本安計算機上可動態圖形顯示輸送機狀態、主電機狀態、制動閘狀態；高、低配電柜狀態參數顯示及監測（合閘、分閘、高壓柜電壓電流信號）。監測電機、變壓器狀態。（3）故障指示：本安計算機上實時顯示輸送機跑偏、閉鎖、縱撕、超溫、打滑、煙霧、堆煤、灑水等保護信號。如發現各狀態參數異常時可報警。（4）記錄和歷史查詢功能：系統具有操作、開停、故障、運行狀態數據的記錄和查詢功能。（5）沿線閉鎖位置顯示。（6）控制系統可與自動化調度網聯網，實現在礦調度室對輸送機的監控。

3 結語

該電控系統已調試完畢，投入運行。經實踐證明，本電控系統實現了輸送機力矩響應速度快，控制精確系統可靠性高、操作簡單、運行穩定，為煤礦創造了較大的經濟效益，具有較高的推廣價值。

參考文獻

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