基于金礦提升運輸設備機電控制的關鍵技術研究

張新濤

（山東省招遠市金亭嶺礦業有限公司，山東 招遠 265400）

基于金礦提升運輸設備機電控制的關鍵技術研究

張新濤

（山東省招遠市金亭嶺礦業有限公司，山東 招遠 265400）

提升運輸設備在金礦開采當中的作用十分關鍵，這就要求設備能夠安全可靠的運行。基于此，本文對提升運輸設備機電控制系統的發展進行了分析，同時對基于PLC的提升運輸設備機電控制的關鍵技術進行了總結，以供參考。

金礦；提升運輸設備；機電控制；PLC；關鍵技術

0 引言

提升運輸設備的安全穩定運行意義重大。自動化控制系統技術的快速發展為提升運輸設備的發展提供了極大的助力，同時對于提升運輸設備的安全穩定運行發揮著積極作用。下面著重針對金礦提升數設備的機電控制進行研究，對其關鍵技術進行探討。

1 提升運輸設備機電控制系統的發展

關于提升運輸設備的機電控制技術經歷了多個時期，第一代的控制系統以繼電器為核心進行控制，第二代控制系統采用分離元件進行控制，第三代采用模擬電路控制，現階段進入第四代控制系統——微電子數字控制系統。這也是現代科學技術飛速發展的必然趨勢，特別是自動化控制技術的發展，在礦山提升運輸設備機電控制當中的應用，使提升運輸設備的機電控制有了質的飛躍。

提升運輸設備在金礦生產過程當中十分重要，是金礦生產運輸的關鍵設備，提高其機電控制系統性能，將直接影響礦山生產安全及效率，同時也是礦山提升機發展的重要表現。現階段，在我國很多礦山上的提升機設備的動力系統以1000kW以下交流異步電機為主，基于這種動力系統，傳統的機電控制系統暴露出來的最顯著特點就是調速能力差，能耗大且控制精度低，監測及安全保護不完善，可靠性、安全性較低，后期維護投入大，運行經濟性較差。

微電子技術的發展，使得這些問題得以改觀。國外在70年代，便開始在提升機的機電控制中應用微電子技術，使礦山提升運輸有了質的飛躍，表現在以下幾點。其一，微機控制提升工藝過程。微機使用靈活，功能強，運算速度快，在交流變頻裝置當中，對提升工藝過程而言，比較容易實施實時監控現實，且具備診斷功能。其二，控制提升過程。對于提升過程的控制，其本質就是控制提升機的位移，對控制精度要求高，需要保證運輸容量在準確位置停車。微機控制可通過傳感器采集信息，自動控制位移，并進行保護，目前控制精度誤差在2cm以下。其三，監控提升過程。采用微機控制可實現對提升過程當中各種工況下的參數、設備運行、各傳感器的監視，實現故障診斷，提前發現可能出現的故障并處理，提高設備的安全可靠性。其四，安全回路。這是微機控制當中的關鍵環節，使設備在出現故障時，使提升運輸設備進入安全保護狀態，這是確保人員及設備安全的最后一道屏障。

2 基于PLC的機電控制系統

2.1 PLC

PLC可編程邏輯控制器，在自動化生產領域當中的應用十分廣泛。以微電子技術為核心發展起來的PLC作為自動控制裝置，專門為工業環境下的應用而設計，采用可以編制程序的存儲器，用來執行存儲邏輯運算和順序控制、定時、計數及運算等指令。并通過數字或模擬信號實現對現場控制裝置的自動化控制，可對各類機械設備及生產過程進行自動控制。

2.2 機電控制裝置要求

提升運輸設備包括多水平提升及單水平提升系統，但無論是單水平還是多水平系統，其運作方式都是循環往復，且較為固定。而就單水平提升與多水平提升來說，區別在于運動距離，單水平提升的運動距離是相同的，而多水平提升則不一定。基于此，對提升運輸設備幾點控制裝置有如下要求：四象限運行；調速性能好；能夠控制加速、減速并使其大小符合相關要求；易于轉換工作方式；加速及減速需平穩，需要可靠的速度給定設備；具備故障檢測、設備監控、信號報警、安全連鎖、閘控設備，確保提升運輸設備運行安全可靠。

2.3 基于PLC的提升機運輸設備機電控制系統關鍵技術

2.3.1 工藝控制

PLC的編程十分方便，且靈活完善，在工藝流程的控制當中，使用邏輯關系指令進行模糊控制，通過變頻器實現異步電機的調頻控制。同時以PLC為核心通過工業以太網連接管理計算機與現場控制裝置，采用多重連鎖以及可靠的檢驗，組成性能良好且完善的控制及監視系統，實現提升運輸設備工藝過程的自動化控制。

2.3.2 行程控制

利用PLC可實現提升機的位移控制，確保停車位置準確。值得一提的是在工藝允許時，對于副井提升，考慮到人員的感受，盡量采取無爬行控制。同時，為控制設備及鋼絲繩的動態沖擊，以及減少對電網的沖擊。一般可利用PLC的定時功能，設定定時加速度控制，并根據現場工況進行調整。

2.3.3 監控系統

對提升運輸設備的監控，關鍵是要監視減速段是否出現超速及過卷和等速段是否超速。以PLC為核心的電子式裝置和井筒開關便可實現對上述工況的監視。同時根據添加的傳感器，可實現多設備的故障診斷，以及運行情況監視等功能。

2.3.4 制動系統

實現對制動系統的監控，同時要保證制動系統的安全可靠運行，以及對相關液壓站的控制。該功能與安全回路的技術要求類似，一般通過兩臺PLC構成監視及控制系統，一旦有一臺PLC出現故障，另外一臺PLC依然可以保證制動設備的安全可靠運行，且可實現兩臺PLC間的相互監視。

2.3.5 安全回路

安全回路使設備在故障時進入安全保護狀態，能夠實現故障報警、事故停車、緊急停車，同在完成后閉鎖系統。基于此安全回路的故障檢測及監視功能必須要完善，且性能強大，確保一旦出現故障能夠保證安全制動的準確實施，防止故障造成難以估量的損失。

3 結束語

在微電子技術的發展推動下，金礦提升運輸設備機電控制得到了快速發展。特別是PLC的運用使得提升運輸設備的工藝進入自動化生產領域，對于提升運輸設備的安全可靠運行作用顯著。基于此，本文對金礦提升運輸設備機電控制系統的發展進行了闡述，同時對該系統的關鍵技術進行了分析，以期能夠對金礦開采提供一些指導意義。

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10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.175