副井提升機電控升級改造在實際生產中的應用

鄭現全

摘 要：礦井副井提升機擔負著井下至地面的提矸、提人、下料、設備打運等提升任務，而電控系統是提升機的核心部件，它的安全性極其重要。

關鍵詞：提升機；電控系統；監控模式；升級改造方案

中圖分類號：TD63+3 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.15.129

1 電控系統概況

張集礦北區副井提升機為中信重工生產JKMD-4×4（III）型落地式多繩摩擦式提升機，它主要擔負井下至地面的提矸、提人、下料、設備打運等提升任務。絞車電控系統設備老化、性能下降，故障呈多發態勢，部分備件已停產，無法采購。

2 升級改造方案

2.1 整體方案

保留高、低壓配電柜，動力變壓器，風機變頻柜，主電機；更換電控系統設備，包括電樞整流變壓器、勵磁整流變壓器、快開、電抗器、PLC柜、繼電器柜、電樞整流柜、勵磁整流柜、電控系統低壓輔助電源柜和操作臺等。

提升機電樞回路采用串聯12脈傳動設計方案，增加了1臺6脈/12脈切換柜，實現了單橋全載半速運行。同時，更換主控系統（包括過程控制、行程監控、繼電器柜等）、監視系統、安全回路、人機接口、司機臺、控制系統電源柜、軸編碼器等。勵磁部分設計為雙系統，采用冗余控制，一用一備。另外，要增設主電機電樞、勵磁繞組等在線絕緣監測裝置。

2.2 技術方案

該技術方案主要包括以下幾部分：①此次改造傳動系統采用的是全數字直流控制系統，核心控制單元采用的是DCS800系列直流傳動控制系統，功率單元可控硅器件采用的是ABB公司生產的器件。②電控系統采用PLC控制模式，PLC是由西門子S7-400PLC+FM458模塊與ET200組合而成的，并且各PLC的軟件功能設置應相互監視，各PLC之間的信息傳輸以總線通訊方式為主。③直流調速電樞部分采用2個6脈動變流器串聯連接，以控制直流電動機的運行，實現電機電樞換向、12脈動四象限運行。另外，在一組整流橋出現故障時、單橋工作的情況下，系統能進行全載半速運行。同時，采用雙勵磁系統能夠控制冗余，實現切換和閉鎖。④提升電控裝置能實現速度、電流閉環控制，其靜態、動態性能指標必須滿足提升機四象限運行的要求，以保證系統在各種運行方式下的運行速度圖為最佳S形曲線。相關系統具備速度、減速點自動跟隨功能和敞閘定車功能。⑤電控系統應具有位置控制功能。以罐籠在井口的位置為基準——有1臺專用PLC用于位置控制，停車精度應為±1 cm，行程顯示精度應為1 cm。電控系統應具有簡單的開車功能，當電控系統發生故障時，在確保安全的前提下，它可實現提升機低速或輕載運行。⑥安全回路能分類處理各種故障——緊急停車、事故停車、不允許開車等，并采用軟件和繼電器電路2種方式并行控制。安全回路繼電器采用可靠繼電器，重要設備（比如編碼器、井筒開關等）上級開關電源需帶輔助觸點，并接入PLC進行監控。⑦電控系統采用多PLC相互監控模式，各PLC的軟件功能設置應部分重疊，重要的軟件功能可以相互監控。各PLC之間的信息傳輸以總線通訊方式為主。PLC應有具備A/D、D/A接口和不少于總量15%的備用I/O接口。⑧電控柜調節、監視、控制等電路都采用電氣模塊插件，以便更換備件。電控柜內元器件采用進口或知名品牌。⑨電控系統要滿足安全提矸、提人、下放材料設備的要求。副井提升操作方式應具備檢修、驗繩、手動、半自動、全自動、簡易運行、長材、大件、提人和提物等功能，具備自動化開車功能。在任何運行方式下，司機都可以通過急停按鈕緊急停車。⑩配置的計算機站具有人機對話功能和中文顯示、打印功能。它可以清晰、直觀地顯示提升系統的工作狀態、開車準備情況、控制系統的狀態、報警和故障狀態以及相關處理方法（重要的工作和故障狀態還需有對應的光字牌顯示）。計算機站可以存儲最少一個月主要參數的歷史數據，并動態顯示其趨勢畫面，以便于診斷和排除系統故障。該系統要具備首發故障診斷，便于查找第一故障，工程師遠程協助診斷，系統測試等功能。它可以在上位機的測試畫面上直接進行軟件過卷、PLC超速、傳動超速、錯向、限速點超速、編碼器比較出錯、過負荷、欠壓等試驗。

3 結束語

該系統運行可靠，維護工作量少。目前，張集煤礦副井提升機已投入使用，運行效果良好。

〔編輯：白潔〕