煤礦提升機電氣控制系統的技術改造研究

任建華

（晉能控股煤業集團寺河礦地面運行工區，山西 晉城 048000）

一、煤礦提升機控制系統分析

煤礦提升機主要組成部分包括執行機構、減速器、制動裝置、潤滑系統、電控操作系統和自我保護系統等。執行機構主要指提升機的主軸、卷筒、軸承和軸承座等機構，在運行過程中，由鋼絲繩向卷筒傳遞拉力，工作機構承擔這部分拉力并轉換為負載所需的力矩；減速器的主要作用是降低轉速，提升扭矩，利用齒輪調速的方式，調節提升機所需的力矩；制動裝置主要指盤式制動器，是提升機減速剎車的執行機構，保障減速命令發出后，提升機可以安全穩定地完成剎車；潤滑系統是機械設備所不能缺少的關鍵機構，負責向提升機設備輸送潤滑油，降低部件之間的摩擦阻力和冷卻各機械設備；電控操作系統負責提升機的自動控制，根據深度傳感器、速度傳感器的數據，工作人員可以了解到提升機的實時位置，并通過操作系統向提升機發出各種控制命令，完成提升機的啟動、加速、減速和剎車等動作；自我保護系統可實時監測處理提升機的各項運行數據，如果發生超速和過卷等故障，啟動系統，保障提升機的安全。

二、煤礦提升機電氣控制系統應用的意義

第一，提升工藝過程電氣自動化控制。在交流變頻裝置的設備中，電氣自動化控制技術都應用在提升工藝方面。在自動化控制系統中，由于該系統的靈活性強，運算的速度快，同時也具備診斷的性能，這是以往傳統的控制模式所不能實現的。對交流變頻裝置，應用電氣自動化控制系統可以取得良好的控制效果，它們把控制、監視、基準值預測以及模擬控制等組合在公共的計算機控制總線上，組成靜止變流器的傳動控制，計算機實現速度及多個變量的調節。第二，提升行程控制。對于提升機的控制，其實是對位置的控制，要能夠保證在準確的位置停車，對準確度的要求非常高。在采用電氣自動化控制以后，可通過采集各種傳感信號進行處理，計算出罐籠準確的位置而施以控制和保護。在罐籠提升時可實現無爬行提升，大大提高了提升能力。第三，安全回路。安全回路，顧名思義，指的是在設備電氣出現故障時能夠自動進入保護的狀態，最大限度地保證設備和人員的安全，安全回路可以根據故障產生的不同因素，采取不同的處理方式，它具有監視的作用，無論是設備還是電氣的故障都能進行準確的安全制動。

三、煤礦提升機電氣控制系統的技術改造措施

（一）運用PLC 技術改造電氣控制系統

可從PLC 技術在提升機中應用的角度對提升機電氣控制系統進行改造。保留原電氣系統中的交流電機、高壓開關柜、深度指示器、潤滑站、信號系統、減速器以及制動裝置等，利用PLC 技術對電控系統進行升級改造，即采用先進的控制元件，如配備變頻器、繼電器、電源等控制設備，技術人員在上位機上進行編程與調試，并監控到提升機運行的各種參數，通過優化設置保證電控系統正常工作。通過對提升機電氣控制系統的升級改造，在改造以后的提升機，其功能得到優化，同時在煤礦生產中應用時可提升作業的安全可靠性，從而保證煤礦生產作業的安全性，以及生產的效率和質量。首先，在技術改造后的提升機，其電控系統在保有原功能的基礎上進一步優化了保護功能，可通過PLC 安全回路內外部串聯實現對安全回路的保護冗余處理，在故障狀態下可通過PLC 技術實現應急低速運行，即在出現停電時可應急制動實行保護。其次，技術改造后的提升機電控系統，從原來只能利用傳統人工方式進行控制轉變為人工和自動化控制結合的方式，且司機可以對任何一種工作方式進行靈活切換。再次，頻繁動作的高壓接觸器被真空高壓接觸器替換，低壓接觸器被大功率晶閘管替換，實現了對轉子回路電阻無觸點控制，不僅安全可靠，而且也降低了運行時的噪音影響，使運行效率大幅度提升。同時，高精度的磁性開關使定位更為準確，能夠為煤礦的生產作業提供便利條件。

（二）運用低頻全數字控制技術優化制動系統

以低頻全數字控制電源柜對傳統的制動電源柜進行改造，可以有效減少人工操作，且在制動過程中更為平穩，從而有效減輕制動系統間的磨損，使變頻器的調速控制電路變得更為簡單。全數字低頻電源柜具備多重保護的特性，與PLC 技術相結合可以實現對煤礦提升機的精準控制，有效降低制動系統的故障發生率，實現對煤礦提升機的實時監控，延長制動系統的使用壽命，提升煤礦提升機的安全性能。

（三）運用智能技術提升自動控制系統的穩定性和效率

智能技術的概念出現得非常早，但是發展較為緩慢，近年來隨著芯片技術的進步以及計算機、互聯網技術的發展，智能技術取得了明顯的進展，已經逐漸被運用在我們的生產生活中。比如語言識別技術、人臉識別技術以及智能家電等都是智能技術應用的一部分。在煤礦提升機改造中運用智能技術實時采集提升機運行數據，可以實現對設備故障的自我排查，提升系統控制的穩定性和效率，實現智能自動化生產，最終實現提升生產效率、降低人力成本投入、促進煤礦生產發展，是未來主要的發展趨勢之一。

四、結束語

目前，自動控制技術的發展雖然已經較為成熟，應用也十分廣泛，但是隨著芯片技術、人工智能技術的進步，未來自動控制技術還將得到更大的發展，煤礦提升機電氣控制系統的自動控制也將越來越智能化，控制水平也將越來越高。