礦井提升機控制技術研究現狀與發展

摘 要：礦井提升機是煤礦、有色金屬礦中的重要運輸設備，主要負責礦石提升、人員運送、物料下放這些工作。礦井提升機和相關設備的配套組合便成為了異常復雜的電氣和機械組合新模式。提升系統在礦山生產中處于非常重要的地位，整個提升系統不僅裝機容量大、可靠性要求高，并且能耗較大，當前我國的大多數礦山中應用的礦井提升機控制技術都存在著設備老化、無法實施有效的故障預警和實時監控等問題，而面對著這些問題首先需要進行的就是要對當前礦井提升機控制技術的現狀有充分的認識和理解，才能夠彌補我國礦山企業在該領域上的技術不足，從而使得礦山企業得以更好的發展。

關鍵詞：提升機；控制技術；研究現狀；礦山企業；礦井

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.073

在礦山生產中礦井提升機做為生產中的關鍵設備，不僅關系到礦井的經濟運行，還關系到企業的安全生產，故對礦井提升機控制技術有關研究現狀進行進展分析是非常有必要的。

1 礦井提升機控制技術發展現狀分析

礦井提升機應用在國內的礦山生產中起步時間較晚，正式開始應用的時間在1958年，提升機是在地表和井下不斷進行往復運行的，所以一旦有故障的出現就會造成設備損壞，另外礦井提升機控制系統非常的復雜、耗電量也較大。2015年國家安監總局制定關于《金屬非金屬礦山禁止使用的設備及工藝目錄》中包含TKD型提升機電控裝置及使用繼電器結構原理的提升機電控裝置，TKD電控存在問題主要有：電控設備是繼電器—接觸器系統，電機的啟動、制動、調速采用轉子回路中切換電阻的方式，只能為有級調速，調速效果差，電阻發熱消耗電能，電阻易損壞，故障率非常的高。電阻調速電控系統存在的問題，是設備技術水平的先天缺陷，無法使用調試手段克服，只能根據現場情況適當改善，并且調試難度大，效果很難理想，不能兼顧正力、負力提升負荷變化比較大場合。所以未來高可靠性、高效、綜合自動化等將成為其發展的方向。而當前隨著科技技術的進步和礦井生產現代化要求的不斷提高，提升設備及控制系統也逐步趨于完善，各種新技術逐步應用于礦井提升設備中。總結起來當前礦井提升機控制技術主要具有下面幾個特點：

（1）礦井提升機處于四象限內運行：在不同的階段內礦井提升機既有正力也有負力，既有正轉同時也存在負轉，既有制動也有電動，所以在金礦當中使用的礦井提升機在運行過程中則需要處于四象限內進行運行。

（2）礦井提升機運行速度較為可靠和準確：礦井提升機屬于位置控制系統的一種，不斷下放和提升往復過程中在何位置等速運行、何位置減速運行、何位置加速運行等都是有嚴格要求的。

（3）礦井提升機控制技術可以實現對行程的直觀顯示：當礦井提升機不斷下放和提升往復過程中，設備的操作人員是能通過深度指示器及顯示器讀取設備實時位置的。

（4）礦井提升機控制系統在故障監視領域較為完善：當設備運行過程中出現故障的時候，做為礦井提升系統是會報警和顯示的，這也使得故障的排除速度有效的較快了。

2 礦井提升機控制系統組成分析

在整個礦井運行系統當中，提升機控制系統屬于核心部分，該核心系統的質量將直接的關系到礦山生產效率及生產安全，當前PLC、變頻調速已經成為了礦井提升控制系統的重要調速方案，從而實現了調速的平滑以及保護措施的兼備。

隨著數字技術的發展，PLC系統已被廣泛應用，并被使用單位認可。“交—直—交”變頻技術已經非常成熟，變頻調速技術已成為提升機的最佳選擇，其具有無級調速，調速精確，節能效果顯著等優勢，在礦山企業得到了廣泛應用。特別是近年來，變頻系統礦井提升機大量應用，使礦井提升機達到了一個新水平。采用變頻調速技術，可以很容易的解決調速控制中的問題，而且節約大量電能，在僅增加少量成本的前提下，可以通過節能增效，逐步收回投資。從使用的角度出發，變頻調速技術無論從經濟角度、還是從技術角度考慮，都是礦井提升機電控系統的最佳選擇。變頻調速電控系統：共由1臺變頻調速柜、1 臺電阻柜、1臺綜合電源柜、1臺控制操作臺組成。 控制操作臺負責整個提升工藝過程的控制及保護。變頻柜、電阻柜、低壓配電柜，完成系統的電氣傳動、閉環控制各類保護，使系統更安全更可靠。

3 礦井提升機控制技術創新發展趨勢

結合礦山生產及安全現狀，未來礦井提升機控制技術創新發展趨勢按照幾個方面進行：

（1）平滑調速且調速精度高。這一方面是為了避免啟動過程中出現提升機容器下墜現象，另一方面是在保證安全和準確停車的條件下將爬行段距離設計得盡可能短，進而獲得較高的提升能力。

（2）完善的故障監視裝置。電控系統一旦出現故障能及時按照故障的性質進行保護，并且能對故障進行顯示，使之迅速排除故障。

（3）綜合自動化控制。目前國內外生產的提升機，其控制、監視及保護措施已由原來的繼電器或半導體邏輯單元的技術水平發展到多PLC、智能儀表的數字控制以及上位工控機監控的網絡控制技術水平。

（4）安全系統、監控系統和保護系統的不斷完善；

4 總結

礦井提升系統是礦山生產中極其重要的環節，它的正常運行與否直接影響著礦井的安全生產。提升機電控系統必將沿著數字化控制方向發展，具有高自動化程度的、完善的控制系統，其適用性更加廣泛。能為礦井提供更安全、高效、強大的技術服務，使礦井提升機控制朝著智能化控制的方向發展，為礦井建設提供更強大的物質基礎。

參考文獻：

[1]劉鵬，馬春燕.李媛.王學泰.提升機電控系統改造及節能分析[J].礦山機械，2013（02）.

[2]程樂.提升機節能控制技術研究[J].河北工業大學控，2010（09）.

作者簡介：張紹飛（1990-），男，山東招遠人，本科，初級，研究方向：機械工程及自動化。