CN108089516A - 一种煤矿提升机电气控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种煤矿提升机电气控制系统，主要由主控系统、调速系统和上位机监控系统等组成，基于PLC技术在提升机电控系统中进行改造，使其性能更加完善。该电气控制对煤矿提升机电气控制系统的PLC技术改造有了一个整体的认识，明确了PLC技术应用下提升机电控系统所表现出的诸多优势，从而为煤矿提升机电控系统的发展提供了一个新的方向。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤矿提升机电气控制系统，适用于机械领域。
背景技术
PLC技术是一种较为完善的操作子系统，为数字运算形式，主要应用于对工业环境下应用系统的设计。PLC中的存贮器能够通过模拟、数字等输入、输出方式来对各类型机械或生产过程进行控制。归结PLC技术的应用特点，主要表现为编程简单、抗干扰能力强、通用性强、使用方便和可靠性高等。随着计算机技术在工业控制领域中的不断发展，PLC控制技术的应用必将成为工业科技发展的大趋势。同时，PLC技术还具有监控与自诊断的能力，即在系统异常的情况下，运行自动停止，并进行报警(发出报警信号)，能通过软件实施程序校验和故障检测。
发明内容
本发明提出了一种煤矿提升机电气控制系统，主要由主控系统、调速系统和上位机监控系统等组成，基于PLC技术在提升机电控系统中进行改造，使其性能更加完善。
本发明所采用的技术方案是：
所述煤矿提升机电控系统主要由主控系统、调速系统和上位机监控系统等组成，进行煤矿提升机电控系统的技术改造，有必要对电气控制系统的各个系统加以明确。
所述主控系统的任务主要是完成开关量控制，即煤矿提升机从启动、加速，途中减速、爬行和停车的整个运行过程。
所述电控系统采用FX-2N系列的PLC(三菱公司产品)作为核心控制元件，其具备先进技术，并配有相关的变频器、继电器、接口模板、编码器和电源等控制设备，且其上位机配有Windos、Step7软件，从而为技术人员的编程与调试工作提供了便利，使其能够在保证系统正常提升的情况下，监控和检测各种运行参数。
本发明的有益效果是：该电气控制对煤矿提升机电气控制系统的PLC技术改造有了一个整体的认识，明确了PLC技术应用下提升机电控系统所表现出的诸多优势，从而为煤矿提升机电控系统的发展提供了一个新的方向。
附图说明
图1是本发明的煤矿提升机电气控制系统的主要结构。
图2是本发明的基于PLC技术应用的煤矿提升机电气控制系统改造原理。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1，煤矿提升机电控系统主要由主控系统、调速系统和上位机监控系统等组成，进行煤矿提升机电控系统的技术改造，有必要对电气控制系统的各个系统加以明确。主控系统的任务主要是完成开关量控制，即煤矿提升机从启动、加速，途中减速、爬行和停车的整个运行过程。在其控制过程当中，应对提升机运行中电流情况、速度大小等同其他监视系统、控制子系统进行实时交互，共同控制煤矿提升机；电气控制系统中，调速系统是作为执行者而存在的，其以主控系统所发指令为依据，对主电动机动作进行榨制，下位机监控系统主要负责对提升机运行时电控系统的各个状态，如风机、液压站、安全回路等的运行状态作出显示，并统一显示故障，发出报警信号。因此，在煤矿提升机电气控制系统的技术改造中，上位机监控系统并不参与控制，而是仅作为显示之用。
如图2，当前，大部分煤矿的提升机电控系统表现出偏低的自动化水平，归结该系统存在的问题，主要包括以下几方面的内容:①电机转子回路为“交流接触器切换串接电阻”的调速形式，且方向的切换依靠高压侧用电压接触器来完成。因频繁动作和长时间运行，严重烧蚀了接触器的触头，线圈弹簧发生老化，直接表现为故障率高、振动噪音大，增加了日常维修的难度和工作量；②电控系统主控制屏为“背后布线”形式，较为复杂，控制元件和电气接点多，对于各电气元件参数的配合与调整存在难度，故障一旦发生，查找起来十分困难，且需要较长的修复时间，进而对煤矿正常生产造成严重影响;③井架上安装的到位开关、过卷开关，极易在运行中受罐笼撞击而发生变形，对设备和人员安全带来隐患；④系统制动保护的触发电路由电阻、磁放大器和其他元件构成，因各元件间电气节点多、参数差异大、故障率高和调整困难等问题的存在，使得提升机的使用会产生过大的冲击力，表现出较差的运行速度性能；⑤传统电控系统依赖于人员对工作闸电流的手动控制来作用于对提升机的速度控制，存在较大的人为因素，进一步增加了安全事故发生的概率。
针对上述存在的问题，对现有系统中的交流电机、高压开关柜、深度指示器、润滑站、信号系统和调速电阻等予以保留，运用PLC技术进行煤矿提升机电气控制系统的升级改造。电控系统采用FX-2N系列的PLC(三菱公司产品)作为核心控制元件，其具备先进技术，并配有相关的变频器、继电器、接口模板、编码器和电源等控制设备，且其上位机配有Windos、Step7软件，从而为技术人员的编程与调试工作提供了便利，使其能够在保证系统正常提升的情况下，监控和检测各种运行参数。
结合提升机电控系统改造原理图，就技术改造后的煤矿提升机电气控制系统进行分析。①技术改造后的煤矿提升机电气控制系统在原有保护基础上，进行了如下保护的增加：低频制动电源联锁、控制手柄零位联锁、减速过速、方向记忆、定点过速、PLC输出继电器联锁和调绳联锁等保护。安全回路保护冗余由PLC安全回路的内/外部串联来实现。单PLC于故障状态下的应急低速运行。监视系统运行时设备参数和工况，并记忆与显示第1故障。此外，在发生停电情况下，依然能够实现对提升机的二级制动保护；②技术改造后的煤矿提升机电控系统提供了可进行选择的3种工作方式：全自动、半自动及手动方式，其中，提矿又细分为故障开车、全自动、半自动和手动4种方式，提入则细分为全自动、半自动和手动3种方式，减速开车方式包括正力、负力2种，且操作司机可对各种工作方式作出自由的切换，可靠方便，极具灵活性;③技术改造后的煤矿提升机电控系统用真空高压接触器代替有着频繁动作的高压接触器，低压接触器被大功率晶闸管所取代，来对转子回路电阻进行无触点形式的控制，可靠性高，有效降低了运行噪音。同时，高精度磁性开关安装于各中段水平，使得罐笼定位更加精确，节省了对罐时间，从而为生产留有充裕时间；④技术改造后的煤矿提升机电控系统，将动力制动柜替换为低频全数字制动电源柜，全数字式变频器是其核心设备，采用进口开关管来进行元件整流，实现了闭环控制和无级调速，且在多重保护之下，使其表现出极低的维修量。同时，因系统为低频制动，对于设备的冲击减少，使得提升机的运行更加平稳，实现了提升机制动向电动的平滑过渡。在提升机运行的整个过程中，由PLC依据预先给定的参数，进行自动的控制，直至停车，且提升机速度表现出高精度和良好的闭环特性；⑤技术改造后的煤矿提升机电控系统为网络化控制结构，减少了大量的磁放大器、继电器、接触器及其他元件，设备间的连线得到极大简化。同时，在原系统功能得到保留的基础上，增添了一些保护环节，故障率大大降低，有效保证了系统的安全性；⑥技术改造后的煤矿提升机电控系统具备远程诊断功能，通过电话线路、Modem，即可实现对现场的远程访问，为技术人员对故障的及时排除提供了极大便利。
Claims (3)
1.一种煤矿提升机电气控制系统，其特征是：所述煤矿提升机电控系统主要由主控系统、调速系统和上位机监控系统等组成，进行煤矿提升机电控系统的技术改造，有必要对电气控制系统的各个系统加以明确。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿提升机电气控制系统，其特征是：所述主控系统的任务主要是完成开关量控制，即煤矿提升机从启动、加速，途中减速、爬行和停车的整个运行过程。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿提升机电气控制系统，其特征是：所述电控系统采用FX-2N系列的PLC(三菱公司产品)作为核心控制元件，其具备先进技术，并配有相关的变频器、继电器、接口模板、编码器和电源等控制设备，且其上位机配有Windos、Step7软件，从而为技术人员的编程与调试工作提供了便利，使其能够在保证系统正常提升的情况下，监控和检测各种运行参数。
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Publications (1)
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2016
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