plc在矿井提升机电控系统中应用

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1、PLC在矿井提升机电控系统中应用　　【摘要】目前，我国提升机设备中，交流提升机数量占大多数，我国绝大部分矿井提升机（超过80%）采用传统的交流电控系统并普遍使用TKD系统，这种控制系统是采用继电器有触点的逻辑控制，以磁放器为核心组成模拟量可调闸闭环调节。这种电控系统故障率高，可靠性差；稳定性差，线性度差，调速精度很难保证；起动和调速换挡过程中电流冲击大；故障显示不直观，分析查找故障难度大。随着PLC功能的不断完善，近年来，已有一些厂家将PLC应用在交流提升机的改造上，本文结合义煤集团孟津煤矿实际提升中的应用，对比传统和PLC的优缺点，对PLC在

2、矿井提升中的应用进行研讨。【关键词】PLC技术工作闸回路应用范围一、传统提升机电控系统的现状（一）传统提升机电控系统存在的不足。6绕线型异步电动机转子回路串电阻后能限制起动电流和提高起动转矩，并能在一定范围内调速。具有结构简单，坚固耐用，建筑面积小，维护方便，价格低廉，安装调试方便等优点。缺点是启动阶段电能损耗较大，当用于要求频繁启动或不同运行速度的多水平提升机时，问题就更为突出。挡位调节，调速不连续，运行中机械振动大，矿车冲击大，制动不安全。启动及换挡时冲击电流大，启动电流一般是额定电流的1.7倍，有时会更大，如果加速快，甚至回引起总开关跳闸

3、。调速时大量的电能消耗在电阻上，浪费严重，造成工作环境恶劣，空间噪音大。维修量大，不方便，由于操作时交流接触器频繁动作，易造成触点及线圈的烧坏，转子更换碳刷频繁、耽误生产。（二）PLC技术应用的优缺点。随着PLC功能的不断完善，近年来，已有一些厂家将PLC应用在交流提升机的改造上，主要表现在：采用PLC逻辑替代了原来的继电器逻辑；采用电子线路替代磁放大器，对可调闸和动力制动进行调节控制；主令控制器用简单的接点耦合替代；速度信号采用了电子线路处理。引入这些技术后，在一定程度上改善提升机的性能，但也存在不少缺陷，主要问题有：外围硬件过多，没有充分发

4、挥PLC软件功能，装置容易出现故障和产生不稳定；简单耦合的主令控制器可靠性差，容易造成开车控制上的重大错误；对速度检测增加中间有源环节，容易造成速度检测的不真实性，甚至出现错误的速度检测值。减速点等关键点设置太少，留有重大隐患；没有良好的调节控制程序，调速性能不理想。二、提升机电控系统的改造设计应用6孟津煤矿副井提升机采用中信重型机械公司生产的JKMD-3.5×4（Ⅲ）E多绳摩擦式提升机，最大提升速度10.629m/s，最小提升速度0.2m/s，可实现手动、半自动、检修、长材、试验操作方式，采用E149C型中高压液压站。采用上海电机厂生产的ZK

5、TD215/47.5型直流电机，电枢电压750V，功率1100KW。提升钢丝绳选用38ZBB6V×37S+FC-1570型三角股钢丝绳，左、右同向捻各二根，平衡钢丝绳选用P170×28NAT-8×4×9-1370型扁钢绳二根。低压电控系统由中矿传动与自动化有限公司生产的ASCS全数字控制柜，主要由整流、辅助、励磁变压器，高压开关柜、整流柜、励磁柜、调节柜、低压电源柜、控制柜等组成。电控系统主要由高压配电系统、低压配电系统、操作系统、安全保护系统、监控系统、全数字变流系统组成。电气操作系统采用西门子公司原装S7-300系列的可编程序控制器作为操作

6、控制主控单元，安全保护采用软、硬件两路安全回路实现双重保护；监控计算机由工业控制计算机配备通讯软件构成，可对提升机全行程各重要参数进行监控。配备与过程接口相关的各种电源、继电器、接口模块、一体式操作台集中显示信号灯，采集、检测、预处理并显示提升机的各种运行指令、位置信号、速度信号、故障信号灯，并依据指令、安全信号的要求实现对提升机的工艺控制和安全保护。绞车并配备KHT149提升机后备综合保护装置，作为绞车后备保护。其硬件配置如下图。（2-1）（一）系统主要硬件说明。61.智能型全数字交流主控台（如图2-2）主控台是该电控系统的控制中心，该设备采

7、用操作台式结构，除位置、速度、温度、压力、电流等必要的信号采集传感器和终端执行设备外，所有控制回路全部集中于操作台中。司机可操作主控台上的开关及按钮来控制提升机运行，并通过指示灯和人机界面及时了解提升机的运行状态及运行参数。2.智能型高压换向电制动切换柜本设备用于用于高压电源与电制动电源的切换，采用RS485通讯方式实现了与主控台的通讯。本设备内设一台PLC，可以方便地对高低压换向接触器的各种试验，有效地节约了查找故障的时间。并在线路设计上采用了双重化可靠设计：①主电路的断开必须经过相互串联的两个接触器的主触头以保证电路的可靠断开。②正反接触器

8、之间有电气联锁、机械联锁及程序闭锁，从而防止了相与相之间的短路；③工频高压回路与电制动回路之间有电气联锁、机械联锁及程序闭锁，从而防止了高压电串入电制