自動(dòng)化控制在礦山提升機(jī)中的應(yīng)用

王越頂

摘要

在銅礦企業(yè)的日常生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中，礦山提升機(jī)有著無(wú)可替代的價(jià)值作用，不論是煤炭開(kāi)采還是有色金屬開(kāi)采均要用到這一設(shè)備。而隨著近些年來(lái)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，礦山提升機(jī)技術(shù)也取得了巨大的發(fā)展進(jìn)步，尤其是越來(lái)越向著自動(dòng)化的趨勢(shì)所發(fā)展，礦山提升機(jī)的自生化發(fā)展能夠顯著降低人工操作失誤現(xiàn)象，促使企業(yè)的生產(chǎn)效率得以大幅度的提升，這對(duì)于我國(guó)礦山行業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展將會(huì)起到至關(guān)重要的促進(jìn)作用。

【關(guān)鍵詞】礦山提升機(jī) 發(fā)展趨勢(shì) 自動(dòng)化控制 PLC

隨著近些年來(lái)一些礦產(chǎn)企業(yè)開(kāi)始逐步探索對(duì)提升機(jī)系統(tǒng)的改造處理，把傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)提升至了自動(dòng)化控制的高度水平。由自動(dòng)化控制技術(shù)在礦山提升機(jī)上的實(shí)際應(yīng)用效果來(lái)看，其相較于傳統(tǒng)系統(tǒng)在穩(wěn)定性上有了大幅度的提升，且操作起來(lái)也更加簡(jiǎn)便，特別是在安全性與降低能耗上的效果異常顯著，有著巨大的優(yōu)勢(shì)價(jià)值。對(duì)此，本文將重點(diǎn)就自動(dòng)化控制趨勢(shì)在礦山提升機(jī)上的發(fā)展與應(yīng)用展開(kāi)深入探討。

1現(xiàn)狀分析

在銅礦、有色金屬等礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)過(guò)程當(dāng)中均需應(yīng)用到礦山提升機(jī)設(shè)備，其主要是對(duì)礦產(chǎn)資源、工作人員及施工材料進(jìn)行運(yùn)輸。由此便可表明礦山提升機(jī)有著巨大的作用價(jià)值，其主要負(fù)責(zé)了對(duì)原材料與人員的輸送工作，與礦產(chǎn)開(kāi)采過(guò)程中的作業(yè)安全關(guān)系密切。礦山提升機(jī)本身的性能水平將會(huì)對(duì)礦山生產(chǎn)與人員安全產(chǎn)生決定性的影響。我國(guó)在這一領(lǐng)域發(fā)展時(shí)間相對(duì)較短，礦山提升機(jī)控制系統(tǒng)的滯后性使得我國(guó)在礦產(chǎn)資源的生產(chǎn)效率上也長(zhǎng)期處于較低的水平程度，生產(chǎn)安全難以得到有效保障。鑒于我國(guó)在這一領(lǐng)域的技術(shù)水平不夠成熟，長(zhǎng)期受制于國(guó)外的技術(shù)壟斷，也便導(dǎo)致礦產(chǎn)開(kāi)采企業(yè)的經(jīng)營(yíng)成本大幅度增加。在應(yīng)對(duì)經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展的當(dāng)今時(shí)代，隨著國(guó)際間的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)加劇，我國(guó)在這一方面的研究工作也奮起直追，目前己經(jīng)研制出一批具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的自動(dòng)化控制礦山提升機(jī)，相信隨著對(duì)樣機(jī)試驗(yàn)工作的深入開(kāi)展，國(guó)產(chǎn)自動(dòng)化礦山提升機(jī)的實(shí)踐應(yīng)用己經(jīng)指日可待。

2主提升機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

主提升設(shè)備通常會(huì)負(fù)擔(dān)一定的礦產(chǎn)提升任務(wù)，因而也便要求其在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中必須要能夠達(dá)到良好的可靠性，具備有一定的安全保障，可完全依據(jù)預(yù)定速度及軌跡來(lái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定開(kāi)啟、運(yùn)行及停車。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要就包括了主回路系統(tǒng)、全數(shù)字調(diào)節(jié)部分以及操作臺(tái)與監(jiān)視器這三大部分內(nèi)容，現(xiàn)將具體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析如下：

2.1主回路系統(tǒng)

利用至少兩臺(tái)整流變壓器來(lái)給予電動(dòng)機(jī)電樞回路持續(xù)給予電力供應(yīng)，整流變壓器接入至兩臺(tái)TCP2型可逆晶閘管變流柜內(nèi)，進(jìn)而建立起12相的可逆整流電路，再通過(guò)平衡電抗器以及連并之后經(jīng)由整流橋輸出，直至實(shí)現(xiàn)對(duì)電樞的電力供應(yīng)。采用此種方式不僅能夠促使電網(wǎng)本身所受到的擾動(dòng)影響可得以大幅度的降低，同時(shí)還可降低高次諧波分量，促使其效率得以顯著升高。電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁經(jīng)由單臺(tái)整流變壓器連接至6RA70裝置實(shí)現(xiàn)電力供應(yīng)，并可由此構(gòu)建起三相全數(shù)字磁場(chǎng)系統(tǒng)。

2.2全數(shù)字調(diào)節(jié)部分

針對(duì)這一調(diào)節(jié)部分的內(nèi)容可憑借自身需求來(lái)選取出適當(dāng)?shù)目刂葡到y(tǒng)。如應(yīng)用在控制傳動(dòng)當(dāng)中的全數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)便可通過(guò)C163與C165高效能微處理器來(lái)共同承擔(dān)電樞與勵(lì)磁回路調(diào)節(jié)及傳動(dòng)控制功能。在軟件系統(tǒng)內(nèi)，通過(guò)參數(shù)所構(gòu)建起的程序模塊主要承擔(dān)調(diào)節(jié)作用，其最為突出的一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)特性即為對(duì)速度及轉(zhuǎn)矩能夠達(dá)到極高的控制精準(zhǔn)性。

此系統(tǒng)最為突出的技術(shù)特性為：

（1）在其內(nèi)部安裝R232通信接口；

（2）可實(shí)現(xiàn)對(duì)多種網(wǎng)絡(luò)通信功能以及參數(shù)的自動(dòng)優(yōu)化功能；

（3）電網(wǎng)電壓波動(dòng)范圍不超過(guò)±10%；

（4）靜態(tài)速度精度應(yīng)當(dāng)基于脈沖買便器回饋數(shù)據(jù)±0.0%的范圍區(qū)間內(nèi)；

（5）具備有完整的故障檢測(cè)及診斷功能。

這一系統(tǒng)的控制、調(diào)節(jié)、監(jiān)控等功能均可憑借微處理器來(lái)達(dá)成，可實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)組態(tài)，對(duì)于各項(xiàng)調(diào)節(jié)器亦可達(dá)到自動(dòng)優(yōu)化的效果。同時(shí)本裝置還具備有故障顯示、診斷、報(bào)警及保護(hù)等多種功能，給定與反饋均需通過(guò)數(shù)字量來(lái)達(dá)成。

2.3操作臺(tái)與監(jiān)視器

操作臺(tái)主要就包括了左、右操作臺(tái)與指示操作臺(tái)三部分內(nèi)容。

（1）左操作臺(tái)具體負(fù)責(zé)高壓送電按鈕、磁場(chǎng)送電按鈕、制動(dòng)手柄、快開(kāi)控制按鈕及復(fù)位按鈕等。

（2）右操作臺(tái)所控制的內(nèi)容主要就包括了主令操作手柄、控制方式開(kāi)關(guān)、工作方式開(kāi)關(guān)以及信號(hào)聯(lián)絡(luò)按鈕等。

（3）指示操作臺(tái)主要就包括了對(duì)相關(guān)參數(shù)信息的顯示與指示，應(yīng)當(dāng)將信號(hào)作為主要內(nèi)容，其中具體包括了指示器、監(jiān)視器、實(shí)時(shí)顯示運(yùn)行參數(shù)的儀表、操作信號(hào)指示燈、故障信號(hào)指示燈等內(nèi)容。

在礦山提升機(jī)控制方面最為核心的一部分內(nèi)容是對(duì)位置的精準(zhǔn)控制，所進(jìn)行控制的核心目的即為促使控制精度能夠進(jìn)一步得以提升。控制精度的提升也同時(shí)對(duì)PLC設(shè)備的性能提出了更高的要求，必須要確保將控制誤差始終保持在2cm內(nèi)，PLC控制主要是利用搜集礦山提升機(jī)在運(yùn)行階段的傳感信號(hào)來(lái)達(dá)到自動(dòng)化控制。傳感信號(hào)主要有對(duì)停車地點(diǎn)的感應(yīng)，滾筒速率感應(yīng)、重量感應(yīng)多項(xiàng)感應(yīng)系統(tǒng)。利用PLC系統(tǒng)可以針對(duì)所接收到的信息內(nèi)容實(shí)施精準(zhǔn)處理，而后將處理完成的信息傳導(dǎo)至左側(cè)操作臺(tái)并由此來(lái)達(dá)到對(duì)礦山提升機(jī)的精準(zhǔn)掌控。

指示操作臺(tái)上的監(jiān)視器可以直接進(jìn)行人機(jī)對(duì)話，并可依據(jù)要求將主回路以及低壓配電回路、液壓制動(dòng)系統(tǒng)、提升系統(tǒng)及裝卸載系統(tǒng)的運(yùn)行情況及時(shí)的顯示出來(lái)，將提升機(jī)的整體運(yùn)行參數(shù)與狀況如實(shí)的反映出來(lái)，并且也可將故障問(wèn)題的類型與時(shí)間做到具體明確。監(jiān)視器的功能多樣性可確保操作人員及時(shí)的掌握提升機(jī)的運(yùn)行情況，一旦出現(xiàn)問(wèn)題情況，工作人員便可及時(shí)經(jīng)由監(jiān)視器來(lái)掌握故障類型及其發(fā)生位置，進(jìn)而也便能夠在第一時(shí)間通知相關(guān)檢修人員進(jìn)行故障檢修處理，從而也便能夠促使生產(chǎn)效率得以大幅度的提升。

3PLC控制器應(yīng)用

PLC控制器即為可編程邏輯控制器，是利用微電腦控制來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行的一種數(shù)字化電子技術(shù)。PLC控制在日常生活中的應(yīng)用能夠促成對(duì)設(shè)備自動(dòng)化控制的有效實(shí)現(xiàn)，利用對(duì)內(nèi)部微電腦的精準(zhǔn)控制，便可促成對(duì)控制指令的接收與執(zhí)行，避免人為性的不當(dāng)操作行為，降低故障問(wèn)題的發(fā)生率，促進(jìn)對(duì)操作精確性與便捷性的全面提升。鑒于PLC控制器具備強(qiáng)大的功能性極其技術(shù)操作簡(jiǎn)便的這一特性，現(xiàn)己被大規(guī)模的應(yīng)用在了目前的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)于提升生產(chǎn)效率，推動(dòng)我國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展起到了巨大的作用價(jià)值。要想促成礦山提升機(jī)自動(dòng)化發(fā)展程度的全面提升，就必須要依賴于對(duì)PLC控制器的高效化應(yīng)用，這一控制設(shè)備對(duì)于整體礦山提升機(jī)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用將會(huì)起到至關(guān)重要的作用價(jià)值。特別是近些年來(lái)隨著礦山提升機(jī)自動(dòng)化程度的持續(xù)發(fā)展，采用先進(jìn)性的PLC控制器來(lái)替代傳統(tǒng)繼電控制器現(xiàn)己成為在整個(gè)礦山工業(yè)發(fā)展過(guò)程當(dāng)中一項(xiàng)不可逆轉(zhuǎn)的主流趨勢(shì)。也正因如此，就開(kāi)展好有關(guān)PLC控制器技術(shù)的研究工作，對(duì)于提升礦山提升機(jī)的自動(dòng)化程度將會(huì)起到極其重要的作用價(jià)值。endprint

將PLC控制器應(yīng)用于礦山提升機(jī)設(shè)備當(dāng)中，可促使其自動(dòng)化水平更上一個(gè)臺(tái)階，PLC控制技術(shù)目前己經(jīng)被廣泛性的應(yīng)用進(jìn)了礦山提升機(jī)的各項(xiàng)操作元器件當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)礦山提升機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性的全面提升。在真實(shí)的工作環(huán)境當(dāng)中，礦山提升機(jī)的操作人員可利用PLC控制器當(dāng)中的微電腦控制原件來(lái)完成對(duì)提升機(jī)設(shè)備速度的精準(zhǔn)調(diào)控，同時(shí)也可確保其實(shí)現(xiàn)更加精確、高效化的運(yùn)行，能夠大幅度降低因?yàn)槿藶樾缘氖謩?dòng)操作失誤而導(dǎo)致設(shè)備本身的安全性及穩(wěn)定性受到影響。作為一種操作人員和礦山提升機(jī)之間互相開(kāi)展溝通、協(xié)調(diào)的平臺(tái)，PLC控制器可促使操作人員通過(guò)動(dòng)態(tài)顯示屏來(lái)及時(shí)掌握礦山提升機(jī)的實(shí)際工作狀況與運(yùn)行過(guò)程中的參數(shù)變化情況，一旦產(chǎn)生了設(shè)備異常現(xiàn)象，便可利用PLC控制器來(lái)及時(shí)找出故障問(wèn)題的所在位置，促使運(yùn)行人員更加精準(zhǔn)、高效的將問(wèn)題故障予以排除，促進(jìn)對(duì)故障排除率的顯著提升，避免由于礦山提升機(jī)停止運(yùn)行而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，促進(jìn)礦上企業(yè)工作效率能夠得以全面提升企業(yè)本身的經(jīng)濟(jì)效益亦可得到有效保障。

4未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

礦山提升機(jī)設(shè)備在歷經(jīng)了多年的發(fā)展之后，其目前所呈現(xiàn)出的發(fā)展趨勢(shì)主要包括了以下幾個(gè)方面：

4.1提升容器將得到進(jìn)一步的改進(jìn)

主井箕斗將選用具備外動(dòng)力的側(cè)卸式，在裝載方面亦可選用定量，箕斗不用將曲軌卸載由此便可經(jīng)由減短循環(huán)時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)高效率的目的。

4.2平滑調(diào)速且具備高調(diào)速精度

鑒于提升機(jī)設(shè)備負(fù)載改變相對(duì)較大，速度調(diào)控范圍也較為廣泛，為了能夠達(dá)到工藝施工標(biāo)準(zhǔn)要求就必須要切實(shí)依據(jù)規(guī)定速度要求來(lái)運(yùn)行，因而也就需要電氣傳動(dòng)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速。

4.3全數(shù)字化控制

通過(guò)引入微機(jī)控制系統(tǒng)后，在微機(jī)計(jì)算速度不斷提升的同時(shí)，儲(chǔ)存器容量花、高級(jí)專用集成電路應(yīng)用和軟硬件組合將會(huì)通過(guò)一種新型化的方式來(lái)處理數(shù)字控制小型化問(wèn)題，由此數(shù)字化控制也將成為礦山提升機(jī)的一個(gè)主要發(fā)展趨勢(shì)。

4結(jié)束語(yǔ)

總而言之，隨著當(dāng)前技術(shù)的快速發(fā)展與進(jìn)步，礦井提升機(jī)的占也越來(lái)越趨向于自動(dòng)化的發(fā)展方向，PLC技術(shù)也將會(huì)得到更加廣泛性的應(yīng)用，大量的新型技術(shù)手段與方法也將會(huì)得以全面性的應(yīng)用。在今后的礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展過(guò)程中必定還會(huì)同時(shí)整合多種功能，可視化、智能化、機(jī)電一體化將是未來(lái)的主流發(fā)展趨勢(shì)。相信隨著新技術(shù)與新功能的不斷應(yīng)用，礦山提升機(jī)的發(fā)展也將迎來(lái)更加巨大的市場(chǎng)前景。

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