礦井提升機電控系統升級的安全技術研究及應用

劉科斌

摘要： 本文將就礦井提升機電控系統升級的安全技術研究及應用進行一定的分析與探討。

Abstract： This paper will perform some analysis and discussion for the safety technology research and application of mine hoist electric control system upgrades.

關鍵詞： 礦井提升機；電控系統升級；安全技術研究

Key words： mine hoist；electric control system upgrades；safety technology research

中圖分類號：TD63+3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）11-0053-02

0 引言

煤礦提升機在礦井的提升煤炭工作中有著重要的作用，其運行的安全水平將直接對礦井的正常生產產生影響。目前，我國的提升機電控系統仍然存在著安全技術差、技術水平低的特點，雖然近幾年來我國的部分煤礦單位專門對其電控系統進行了一定的技術升級改造，但是升級效果往往較為有限，同時在升級的過程中還經常出現安全事故，為企業帶來了較為嚴重的損失。如何能夠以安全、高效的方式對礦井提升機的電控系統進行升級改造，則成為了目前煤炭行業中普遍關注的問題。

1 礦井提升機電控系統升級方案研究

1.1 電氣傳動方案研究 礦井提升機的工作任務就是在某一段距離之內，按照一個提升周期為基準來循環的進行煤礦提升任務，并在這個過程中需要進行較為頻繁的速度變化。而這就需要其自身的調速系統有著良好的控制精度以及調速性能。而對于提升機的電控系統升級來說，還應當保證在升級之后新老線控系統之間的相互獨立，并通過對相關控制節點的升級優化、對主、直流回路之間的合理切換，來對電氣控制系統的備用系統進行良好的實現。

在對直流電機進行調速的工作中，雙閉環直流調速方案是一種較為成熟的方案，在這個系統中，其以電流環、速度環共同進行控制，同時在系統中設置有不同的兩個調節器，分別對電流以及轉速進行獨立調節，并以串聯的方式對兩者進行連接。但是如果想對電動機的可逆運行功能進行實現，就需要保證電動機能夠較好的產生正、反方向的轉矩。而如果想對電機轉矩方向進行改變，則主要有改變電機電樞電壓極性以及改變電動機磁電流方向這兩種方式。同時由于電樞回路的電感較小，那么以電樞可逆實現的方式同勵磁可逆方式相比則有著滯后之間較短的特點，需要在使用的過程較為頻繁進行制動。而在晶閘管-直流電動機系統中，由于其有著單向導電的特點，那么當要求其能夠進行快速的轉換時，都會以兩臺晶閘管以直接反向并聯的方式對工作線路進行組件。而這種方式則正是更符合提升機電控系統工作特點的方式，能夠更好的對電動機的高頻起、制動要求進行滿足。

1.2 控制系統升級方案研究 提升機電控系統性能的好壞將直接關系到煤礦的生產效率。而通過計算機技術來對提升機的控制進行實現，則能夠更好的對提升機的可維護性以及運行可靠性進行保證。目前，PLC是我國工業領域使用最廣泛的控制器，在控制系統中，以PLC作為控制的主站，而將直接調速裝置以及監控裝置都作為從站。其中，上位機僅僅起到對參數進行設計以及監視的作用而不直接進行控制。整個系統的動作都以PLC為主控進行發出，而安裝在傳動軸中的編碼器則能夠將系統反饋信號直接輸送到PLC之中，從而形成一種閉環控制系統。

2 礦井提升機電控系統升級的安全技術應用

對礦井電控系統升級是一項較為系統的工作，涉及到很多方面，而對其安全問題進行考慮則是升級中最重要的問題，如何能夠在升級的過程中保證提升機能夠可靠、安全的工作，最大程度的減少運行故障則成為了對提升機電控系統進行升級的首要目標。通過上文研究分析，我們以雙控制器的方式對控制系統進行了配置，其中主控PLC負責對系統中的各類信號進行計算，以及發出各類動作指令等，而監控PLC則通過主控以及上位機之間保持良好的通信，來實現對系統的安全運行進行實時的監控。

2.1 PLC主控系統 我們對電控系統進行升級的主要目的就是使其能夠真正的實現自動運行，所以在系統升級后應當保證提升機能夠在無人的環境下正常運行，同時對其工作的運行情況以及安全情況進行實時的監視，并能夠在問題出現的第一時間對其采取措施。

首先，系統在自動工作模式中，當裝、卸信號發出之后，主控PLC則會在第一時間根據萁斗的目前位置而對進行提升還是下放動作進行選擇，并使調速器能夠判定出正確的電流方向。同時，在提升機運作時，主控PLC也會一直對提升機的目前位置以及行進速度進行精確的計算，并根據實際情況及時的發出減速命令，從而保證萁斗能夠在自動減速之后在正確的水平位置停車。通過這種設計后的自動控制方式，能夠有效的對以往司機憑經驗加、減速以及停車的現象加以改變，從而能夠在對司機壓力減輕的同時保證提升機的良好提升能力。

其次，電控系統還能夠對提升機的實時運行狀況進行監視，并及時的對所發生的故障采取相應的措施。在電控系統升級的全過程中，都一直保持對安全問題的強烈重視。并在升級的過程中設計了以PLC為主控制系統、監控PLC系統以及安全回路等多重保護措施。而在這其中，作為主控PLC中的安全保護功能是最強大的，在提升機運行的過程中，當發現提升機遇到故障之后，將根據遇到故障類型的不同而適當的采取相應的應對方式對其進行處理，從而保證提升機的良好安全運行。

2.2 網絡化的數字監控操作臺 在本機電控系統設計過程中，將操作臺的顯示區以及操作區合并為了一體，并在其中設計了數字指示器、安全信號燈以及相關的轉換開關等等設施。同時，在其中還設置了輔控PLC，以便其能夠同主控PLC之間的控制、通訊功能進行連接。其中還設置了相應的網絡通訊接口以及速度控制裝置等等。具備了新電控系統操作臺的絕大部分需求。

數字操作臺是保證提升機同操作員之間進行良好交互的重要設備。首先，其能夠對相應的廣電編碼信號進行良好的接受，及時的對提升機目前位置以及運行速度進行計算，并在提升機工作的整個過程對其進行速度保護。其次，其還能夠將減速點、停車點等關鍵點輸出到主控之中，并將安全回路控制點進行輸出。再次，其還能夠根據提升機目前的實時運行速度以及路線，對機器的運行速度以及指標進行檢測。最后，在操作臺中的觸摸屏中還能夠對提升機的各項重要參數進行設置。

2.3 安全回路 為了進一步對提升的安全性進行保證，我們還在系統中以雙線制的方式對安全回路進行了構造，即通過繼電器回路以及PLC回路之間良好配合的方式對其進行實現。當系統中出現需要立即進行制動的故障信號時，就會在第一時間接到繼電器硬安全回路，從而保證當安全回路發生斷開時，由制動系統實行跳閘工作。

3 結束語

總的來說，對于礦井提升機進行電控系統升級，一定要對其升級過程中的安全性進行控制。這就需要我們在實際升級的過程中，提前對相關安全技術有所了解，并切實的將其投入到使用中。從而以安全、高效的方式對礦井提升機的電控系統進行有效的升級，進而對礦區的高效開采做出保證。

參考文獻：

[1]吳磊.陽煤三礦裕公井副井提升機變頻調速控制技術的應用[J].科技情報開發與經濟，2011（14）：207-209.

[2]李曉光.基于PLC技術的礦井提升機電控系統的若干思考與研究[J].科技與企業，2012（11）：98-99.

[3]高俊祥，高孝亮.礦井提升機控制系統的設計及應用探討[J].低壓電器，2011（22）：54-57.

[4]鄭一帆，朱圣鋒.煤礦提升機控制系統數字化改造與應用[J].無線互聯科技，2011（06）：52-53.endprint

摘要： 本文將就礦井提升機電控系統升級的安全技術研究及應用進行一定的分析與探討。

Abstract： This paper will perform some analysis and discussion for the safety technology research and application of mine hoist electric control system upgrades.

關鍵詞： 礦井提升機；電控系統升級；安全技術研究

Key words： mine hoist；electric control system upgrades；safety technology research

中圖分類號：TD63+3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）11-0053-02

0 引言

煤礦提升機在礦井的提升煤炭工作中有著重要的作用，其運行的安全水平將直接對礦井的正常生產產生影響。目前，我國的提升機電控系統仍然存在著安全技術差、技術水平低的特點，雖然近幾年來我國的部分煤礦單位專門對其電控系統進行了一定的技術升級改造，但是升級效果往往較為有限，同時在升級的過程中還經常出現安全事故，為企業帶來了較為嚴重的損失。如何能夠以安全、高效的方式對礦井提升機的電控系統進行升級改造，則成為了目前煤炭行業中普遍關注的問題。

1 礦井提升機電控系統升級方案研究

1.1 電氣傳動方案研究 礦井提升機的工作任務就是在某一段距離之內，按照一個提升周期為基準來循環的進行煤礦提升任務，并在這個過程中需要進行較為頻繁的速度變化。而這就需要其自身的調速系統有著良好的控制精度以及調速性能。而對于提升機的電控系統升級來說，還應當保證在升級之后新老線控系統之間的相互獨立，并通過對相關控制節點的升級優化、對主、直流回路之間的合理切換，來對電氣控制系統的備用系統進行良好的實現。

在對直流電機進行調速的工作中，雙閉環直流調速方案是一種較為成熟的方案，在這個系統中，其以電流環、速度環共同進行控制，同時在系統中設置有不同的兩個調節器，分別對電流以及轉速進行獨立調節，并以串聯的方式對兩者進行連接。但是如果想對電動機的可逆運行功能進行實現，就需要保證電動機能夠較好的產生正、反方向的轉矩。而如果想對電機轉矩方向進行改變，則主要有改變電機電樞電壓極性以及改變電動機磁電流方向這兩種方式。同時由于電樞回路的電感較小，那么以電樞可逆實現的方式同勵磁可逆方式相比則有著滯后之間較短的特點，需要在使用的過程較為頻繁進行制動。而在晶閘管-直流電動機系統中，由于其有著單向導電的特點，那么當要求其能夠進行快速的轉換時，都會以兩臺晶閘管以直接反向并聯的方式對工作線路進行組件。而這種方式則正是更符合提升機電控系統工作特點的方式，能夠更好的對電動機的高頻起、制動要求進行滿足。

1.2 控制系統升級方案研究 提升機電控系統性能的好壞將直接關系到煤礦的生產效率。而通過計算機技術來對提升機的控制進行實現，則能夠更好的對提升機的可維護性以及運行可靠性進行保證。目前，PLC是我國工業領域使用最廣泛的控制器，在控制系統中，以PLC作為控制的主站，而將直接調速裝置以及監控裝置都作為從站。其中，上位機僅僅起到對參數進行設計以及監視的作用而不直接進行控制。整個系統的動作都以PLC為主控進行發出，而安裝在傳動軸中的編碼器則能夠將系統反饋信號直接輸送到PLC之中，從而形成一種閉環控制系統。

2 礦井提升機電控系統升級的安全技術應用

對礦井電控系統升級是一項較為系統的工作，涉及到很多方面，而對其安全問題進行考慮則是升級中最重要的問題，如何能夠在升級的過程中保證提升機能夠可靠、安全的工作，最大程度的減少運行故障則成為了對提升機電控系統進行升級的首要目標。通過上文研究分析，我們以雙控制器的方式對控制系統進行了配置，其中主控PLC負責對系統中的各類信號進行計算，以及發出各類動作指令等，而監控PLC則通過主控以及上位機之間保持良好的通信，來實現對系統的安全運行進行實時的監控。

2.1 PLC主控系統 我們對電控系統進行升級的主要目的就是使其能夠真正的實現自動運行，所以在系統升級后應當保證提升機能夠在無人的環境下正常運行，同時對其工作的運行情況以及安全情況進行實時的監視，并能夠在問題出現的第一時間對其采取措施。

首先，系統在自動工作模式中，當裝、卸信號發出之后，主控PLC則會在第一時間根據萁斗的目前位置而對進行提升還是下放動作進行選擇，并使調速器能夠判定出正確的電流方向。同時，在提升機運作時，主控PLC也會一直對提升機的目前位置以及行進速度進行精確的計算，并根據實際情況及時的發出減速命令，從而保證萁斗能夠在自動減速之后在正確的水平位置停車。通過這種設計后的自動控制方式，能夠有效的對以往司機憑經驗加、減速以及停車的現象加以改變，從而能夠在對司機壓力減輕的同時保證提升機的良好提升能力。

其次，電控系統還能夠對提升機的實時運行狀況進行監視，并及時的對所發生的故障采取相應的措施。在電控系統升級的全過程中，都一直保持對安全問題的強烈重視。并在升級的過程中設計了以PLC為主控制系統、監控PLC系統以及安全回路等多重保護措施。而在這其中，作為主控PLC中的安全保護功能是最強大的，在提升機運行的過程中，當發現提升機遇到故障之后，將根據遇到故障類型的不同而適當的采取相應的應對方式對其進行處理，從而保證提升機的良好安全運行。

2.2 網絡化的數字監控操作臺 在本機電控系統設計過程中，將操作臺的顯示區以及操作區合并為了一體，并在其中設計了數字指示器、安全信號燈以及相關的轉換開關等等設施。同時，在其中還設置了輔控PLC，以便其能夠同主控PLC之間的控制、通訊功能進行連接。其中還設置了相應的網絡通訊接口以及速度控制裝置等等。具備了新電控系統操作臺的絕大部分需求。

數字操作臺是保證提升機同操作員之間進行良好交互的重要設備。首先，其能夠對相應的廣電編碼信號進行良好的接受，及時的對提升機目前位置以及運行速度進行計算，并在提升機工作的整個過程對其進行速度保護。其次，其還能夠將減速點、停車點等關鍵點輸出到主控之中，并將安全回路控制點進行輸出。再次，其還能夠根據提升機目前的實時運行速度以及路線，對機器的運行速度以及指標進行檢測。最后，在操作臺中的觸摸屏中還能夠對提升機的各項重要參數進行設置。

2.3 安全回路 為了進一步對提升的安全性進行保證，我們還在系統中以雙線制的方式對安全回路進行了構造，即通過繼電器回路以及PLC回路之間良好配合的方式對其進行實現。當系統中出現需要立即進行制動的故障信號時，就會在第一時間接到繼電器硬安全回路，從而保證當安全回路發生斷開時，由制動系統實行跳閘工作。

3 結束語

總的來說，對于礦井提升機進行電控系統升級，一定要對其升級過程中的安全性進行控制。這就需要我們在實際升級的過程中，提前對相關安全技術有所了解，并切實的將其投入到使用中。從而以安全、高效的方式對礦井提升機的電控系統進行有效的升級，進而對礦區的高效開采做出保證。

參考文獻：

[1]吳磊.陽煤三礦裕公井副井提升機變頻調速控制技術的應用[J].科技情報開發與經濟，2011（14）：207-209.

[2]李曉光.基于PLC技術的礦井提升機電控系統的若干思考與研究[J].科技與企業，2012（11）：98-99.

[3]高俊祥，高孝亮.礦井提升機控制系統的設計及應用探討[J].低壓電器，2011（22）：54-57.

[4]鄭一帆，朱圣鋒.煤礦提升機控制系統數字化改造與應用[J].無線互聯科技，2011（06）：52-53.endprint

摘要： 本文將就礦井提升機電控系統升級的安全技術研究及應用進行一定的分析與探討。

Abstract： This paper will perform some analysis and discussion for the safety technology research and application of mine hoist electric control system upgrades.

關鍵詞： 礦井提升機；電控系統升級；安全技術研究

Key words： mine hoist；electric control system upgrades；safety technology research

中圖分類號：TD63+3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）11-0053-02

0 引言

煤礦提升機在礦井的提升煤炭工作中有著重要的作用，其運行的安全水平將直接對礦井的正常生產產生影響。目前，我國的提升機電控系統仍然存在著安全技術差、技術水平低的特點，雖然近幾年來我國的部分煤礦單位專門對其電控系統進行了一定的技術升級改造，但是升級效果往往較為有限，同時在升級的過程中還經常出現安全事故，為企業帶來了較為嚴重的損失。如何能夠以安全、高效的方式對礦井提升機的電控系統進行升級改造，則成為了目前煤炭行業中普遍關注的問題。

1 礦井提升機電控系統升級方案研究

1.1 電氣傳動方案研究 礦井提升機的工作任務就是在某一段距離之內，按照一個提升周期為基準來循環的進行煤礦提升任務，并在這個過程中需要進行較為頻繁的速度變化。而這就需要其自身的調速系統有著良好的控制精度以及調速性能。而對于提升機的電控系統升級來說，還應當保證在升級之后新老線控系統之間的相互獨立，并通過對相關控制節點的升級優化、對主、直流回路之間的合理切換，來對電氣控制系統的備用系統進行良好的實現。

在對直流電機進行調速的工作中，雙閉環直流調速方案是一種較為成熟的方案，在這個系統中，其以電流環、速度環共同進行控制，同時在系統中設置有不同的兩個調節器，分別對電流以及轉速進行獨立調節，并以串聯的方式對兩者進行連接。但是如果想對電動機的可逆運行功能進行實現，就需要保證電動機能夠較好的產生正、反方向的轉矩。而如果想對電機轉矩方向進行改變，則主要有改變電機電樞電壓極性以及改變電動機磁電流方向這兩種方式。同時由于電樞回路的電感較小，那么以電樞可逆實現的方式同勵磁可逆方式相比則有著滯后之間較短的特點，需要在使用的過程較為頻繁進行制動。而在晶閘管-直流電動機系統中，由于其有著單向導電的特點，那么當要求其能夠進行快速的轉換時，都會以兩臺晶閘管以直接反向并聯的方式對工作線路進行組件。而這種方式則正是更符合提升機電控系統工作特點的方式，能夠更好的對電動機的高頻起、制動要求進行滿足。

1.2 控制系統升級方案研究 提升機電控系統性能的好壞將直接關系到煤礦的生產效率。而通過計算機技術來對提升機的控制進行實現，則能夠更好的對提升機的可維護性以及運行可靠性進行保證。目前，PLC是我國工業領域使用最廣泛的控制器，在控制系統中，以PLC作為控制的主站，而將直接調速裝置以及監控裝置都作為從站。其中，上位機僅僅起到對參數進行設計以及監視的作用而不直接進行控制。整個系統的動作都以PLC為主控進行發出，而安裝在傳動軸中的編碼器則能夠將系統反饋信號直接輸送到PLC之中，從而形成一種閉環控制系統。

2 礦井提升機電控系統升級的安全技術應用

對礦井電控系統升級是一項較為系統的工作，涉及到很多方面，而對其安全問題進行考慮則是升級中最重要的問題，如何能夠在升級的過程中保證提升機能夠可靠、安全的工作，最大程度的減少運行故障則成為了對提升機電控系統進行升級的首要目標。通過上文研究分析，我們以雙控制器的方式對控制系統進行了配置，其中主控PLC負責對系統中的各類信號進行計算，以及發出各類動作指令等，而監控PLC則通過主控以及上位機之間保持良好的通信，來實現對系統的安全運行進行實時的監控。

2.1 PLC主控系統 我們對電控系統進行升級的主要目的就是使其能夠真正的實現自動運行，所以在系統升級后應當保證提升機能夠在無人的環境下正常運行，同時對其工作的運行情況以及安全情況進行實時的監視，并能夠在問題出現的第一時間對其采取措施。

首先，系統在自動工作模式中，當裝、卸信號發出之后，主控PLC則會在第一時間根據萁斗的目前位置而對進行提升還是下放動作進行選擇，并使調速器能夠判定出正確的電流方向。同時，在提升機運作時，主控PLC也會一直對提升機的目前位置以及行進速度進行精確的計算，并根據實際情況及時的發出減速命令，從而保證萁斗能夠在自動減速之后在正確的水平位置停車。通過這種設計后的自動控制方式，能夠有效的對以往司機憑經驗加、減速以及停車的現象加以改變，從而能夠在對司機壓力減輕的同時保證提升機的良好提升能力。

其次，電控系統還能夠對提升機的實時運行狀況進行監視，并及時的對所發生的故障采取相應的措施。在電控系統升級的全過程中，都一直保持對安全問題的強烈重視。并在升級的過程中設計了以PLC為主控制系統、監控PLC系統以及安全回路等多重保護措施。而在這其中，作為主控PLC中的安全保護功能是最強大的，在提升機運行的過程中，當發現提升機遇到故障之后，將根據遇到故障類型的不同而適當的采取相應的應對方式對其進行處理，從而保證提升機的良好安全運行。

2.2 網絡化的數字監控操作臺 在本機電控系統設計過程中，將操作臺的顯示區以及操作區合并為了一體，并在其中設計了數字指示器、安全信號燈以及相關的轉換開關等等設施。同時，在其中還設置了輔控PLC，以便其能夠同主控PLC之間的控制、通訊功能進行連接。其中還設置了相應的網絡通訊接口以及速度控制裝置等等。具備了新電控系統操作臺的絕大部分需求。

數字操作臺是保證提升機同操作員之間進行良好交互的重要設備。首先，其能夠對相應的廣電編碼信號進行良好的接受，及時的對提升機目前位置以及運行速度進行計算，并在提升機工作的整個過程對其進行速度保護。其次，其還能夠將減速點、停車點等關鍵點輸出到主控之中，并將安全回路控制點進行輸出。再次，其還能夠根據提升機目前的實時運行速度以及路線，對機器的運行速度以及指標進行檢測。最后，在操作臺中的觸摸屏中還能夠對提升機的各項重要參數進行設置。

2.3 安全回路 為了進一步對提升的安全性進行保證，我們還在系統中以雙線制的方式對安全回路進行了構造，即通過繼電器回路以及PLC回路之間良好配合的方式對其進行實現。當系統中出現需要立即進行制動的故障信號時，就會在第一時間接到繼電器硬安全回路，從而保證當安全回路發生斷開時，由制動系統實行跳閘工作。

3 結束語

總的來說，對于礦井提升機進行電控系統升級，一定要對其升級過程中的安全性進行控制。這就需要我們在實際升級的過程中，提前對相關安全技術有所了解，并切實的將其投入到使用中。從而以安全、高效的方式對礦井提升機的電控系統進行有效的升級，進而對礦區的高效開采做出保證。

參考文獻：

[1]吳磊.陽煤三礦裕公井副井提升機變頻調速控制技術的應用[J].科技情報開發與經濟，2011（14）：207-209.

[2]李曉光.基于PLC技術的礦井提升機電控系統的若干思考與研究[J].科技與企業，2012（11）：98-99.

[3]高俊祥，高孝亮.礦井提升機控制系統的設計及應用探討[J].低壓電器，2011（22）：54-57.

[4]鄭一帆，朱圣鋒.煤礦提升機控制系統數字化改造與應用[J].無線互聯科技，2011（06）：52-53.endprint