常村煤矿主井提升机PLC控制系统升级改造.pdf

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1、总第144期doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2011．08．023常村煤矿主井提升机PLC控制系统升级改造郭宇庆(潞安环能股份公司租赁站，山西长治046204)摘要：介绍了常村煤矿主井提升机升级改造后s7—400PLC控制系统的结构、配置、控制原理、功能及主要特点。实践证明，s7—400PLC控制系统极大地提高了主井提升系统的安全可靠性，经济效益和社会效益显著。关键词：主井提升机；PLC控制；升级改造中图分类号：TD534文献标识码：B文章编号：1005—2798(201I

2、J08．0052。03常村煤矿主井提升系统由D5m5绳落地式摩控制；⑦触发装置移相范围的电流控制；⑧定子和激擦轮双箕斗提升机、井下装载系统和地面卸载系统磁回路的触发装置；⑨控制信号的调整。三部分组成。提升机装备有液压盘式制动闸和主轴强迫润滑泵站，两台2000kW主电机与滚筒悬臂直联，采用西门子模拟矢量控制交交变频器供电同步机电动机驱动，提升净重30t，提升行程483m／s，完成一次提升循环时间83s。提升机的操作方式分为自动、手动、检修三种，整个提升系统在其控制核心SIMSTICs5—150UPLC

3、的控制下，可实行全自动无机人操作。1主井提升机控制系统的构成及功能图1为常村矿主井提升机控制系统，该控制系统的核心部分为SIMATICs5—150UPLC及其I／O回路。直流24V电源和低压配电回路为所有控制来自测速发电机系统提供电源；井筒信号系统用于装载／卸载系统与图1主井提升机控制系统s5—150UPLC的中间控制连接；高压系统向主回路2PLC升级改造方案的提出变流器提供高压电源，补偿回路对电网功率因数进行补偿，同时用于电网谐波减幅，避免了由于小电流常村煤矿主井提升系统1994年底正式移交，谐波

4、放大引起的并联谐振；冷却通风系统用于主电1997年投人大规模生产。经过六年多的运行，S5—机和整个控制系统的冷却，使整个提升机电气部分150UPLC逐步暴露出以下问题，严重制约着主井提保持恒温工作；监测回路通过程序逻辑控制对报警升机的安全运行。信号和工作信号进行处理，参与提升机的安全控制；1)产品元器件老化现象严重，参数温漂大，电安全回路由提升机所有保护、闭锁和急停信号相串路不稳定，故障率高，经常出现死机，有些故障时隐联构成一个常开触点回路和一个常闭触点回路，参时现，无法检测排除，导致提升机性能不稳

5、定，并且与提升机紧急情况下的制动；数字式提升机控制器，很难得到国内外的技术支持。将运行终端距离转变为参与提升机速度控制的模拟2)PLC系统控制板发生的故障，只有待出现时电压值，实行提升机运行终端的自动减速；闭环控制才能处理，并且控制板上的部分元件国内很难找到，实现以下功能：①手动和自动操作的速度基准值；②处理故障影响生产的时间较长。谐波函数发生器；③速度闭环控制；④转矩参考值，3)库存备件不全，购置备件进货周期长，部分包括最大值的限制；⑤定子电流闭环控制；⑥COS产品备件已停止生产，导致备件价格昂贵

6、，所能购买收稿日期：2011．06-13作者简介：郭宇庆(1974一)，男，山西屯留人，助理工程师，从事煤矿机电技术与机电管理工作。52郭宇庆：常村煤矿主井提升机PLC控制系统升级改造第20卷第8期到的控制板有些是国内用户改造后替换下的旧件，2000，监控软件选用西门子最新工业监控软件厂家库存备件的价格每年都按20％左右增长，很难WINCCV5．0SP2。得到国内外的备件支持。图3中虚线部分为预留异步串行通讯口，该口鉴于s5—150UPLC运行中存在着上述隐患，可与矿调度室的监测监控系统进行联网。为

7、了确保主井提升机安全运行和矿井正常生产，常村煤矿决定采用西门子s7—400PLC对主井提升机s5—150UPLC控制系统进行升级改造。3PLC升级前的构成及配置图2为升级改造前的PLC。升级改造前的S5—150UPLC由一个主机架、三个扩展机架和四个ET100U从站组成，主要包括基板、电源、CPU、通讯、接口、内存、数字量输入、数字量输出等1l8个模块。图中A口为通讯口IF1，B口为编程口IF2。s5—图3升级改造后的s7—400PLC150UPLC采用PG685专用编程器以及STEP5专用4．2s

8、7—400PLC控制原理S7—400PLC实时监测和控制整个提升系统各编程语言进行编程，三种编程方式分别为：语句表个环节的运行状态，通过软件逻辑，输出控制整个提STL、梯形图LAD和功能图CSF。升系统各个环节的控制信号。当s7—400PLC检测S5—150UPLC对提升系统的运行进行工艺控到外部故障信号后，立即对故障进行分类和处理，闭制和故障诊断，用于提升机、井筒信号系统、装载系锁提升机，动作安全回路和闸控回路。提升机正常统、卸载系统以及操作与报警信号的控制和闭锁，