智能化控制在引水隧洞斜井提升機(jī)電控系統(tǒng)的應(yīng)用

徐 冬

(中鐵十八局集團(tuán)第二工程有限公司，河北 唐山 064000)

1 工程概況

香爐山2號施工斜井是滇中引水工程先期開工的試驗(yàn)工程項(xiàng)目，設(shè)計(jì)為長陡坡斜井，長1227m，傾角為17.63°，坡比為31.8%，高差349m，與主洞水平投影夾角36.76°。根據(jù)施工條件并結(jié)合主洞開挖對斜井提升系統(tǒng)的要求，采用2套JK-2.5×2.5/20A型提升機(jī)，單鉤提升雙軌布置，每臺提升機(jī)配置一臺KZ-8型曲軌側(cè)卸式礦車，作為物料提升設(shè)備，洞內(nèi)采用挖掘機(jī)進(jìn)行裝渣，提升機(jī)電控系統(tǒng)采用基于雙PLC控制的變頻電控模式。

2 提升機(jī)電控系統(tǒng)

2.1 提升控制系統(tǒng)比選

目前，國內(nèi)提升機(jī)有普通電控、PLC及變頻電控三種方案(見表1)。普通電控采用繼電器-接觸器調(diào)速模式，性能差，處于淘汰狀態(tài)。PLC電控優(yōu)勢在于設(shè)備體積小、安裝調(diào)試方便、系統(tǒng)安全可靠。變頻電控在節(jié)能和電機(jī)性能及穩(wěn)定性方面有優(yōu)勢。通過對三種電控模式主要設(shè)備配置、工作原理和優(yōu)缺點(diǎn)等進(jìn)行對比分析，結(jié)合現(xiàn)階段礦井提升機(jī)電控技術(shù)發(fā)展，本工程采用PLC變頻控制提升機(jī)系統(tǒng)。

表1 提升機(jī)控制方案對比

2.2 系統(tǒng)硬件配置

提升機(jī)電機(jī)控制系統(tǒng)主要由主控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(PLC控制系統(tǒng))、全數(shù)字高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)、提升信號系統(tǒng)、閘瓦在線檢測系統(tǒng)、上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、高低壓配電系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等組成[1]。系統(tǒng)組成、功能和主要設(shè)備見表2。

表2 提升機(jī)電控系統(tǒng)組成及功能、設(shè)備

本系統(tǒng)采用S7-300雙PLC作為整個控制系統(tǒng)的核心(見圖1)對電機(jī)進(jìn)行精確、穩(wěn)定的控制[2]。PLC冗余系統(tǒng)由兩套PLC控制系統(tǒng)組成。當(dāng)主系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)故障時，控制系統(tǒng)會自動切換到備用系統(tǒng)。……