馬道頭煤礦主斜井帶式輸送機電控系統(tǒng)

楊彥飛

摘 要：礦井主斜井提升帶式輸送機擔負礦井井下原煤運輸任務(wù)，是礦井生產(chǎn)的關(guān)鍵咽喉設(shè)備。帶式輸送機電控系統(tǒng)包括高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)、PLC網(wǎng)絡(luò)化操作系統(tǒng)、智能上位監(jiān)控系統(tǒng)、輸送機保護系統(tǒng)等。電控系統(tǒng)設(shè)計包含了系統(tǒng)框圖和系統(tǒng)實現(xiàn)的功能，并對該系統(tǒng)的設(shè)備相關(guān)參數(shù)進行了闡述。

關(guān)鍵詞：帶式輸送機 高壓變頻器 PLC控制系統(tǒng) 智能上位監(jiān)控系統(tǒng) 輸送機保護系統(tǒng)

中圖分類號：TD528.1 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）02（c）-00-01

馬道頭礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為10 Mt/a，采用斜井開拓方式，在工業(yè)場地設(shè)主、副斜井。主斜井帶式輸送機擔負全礦煤炭的運輸任務(wù)，輸送機帶長3040 m，帶速0～5 m/s。電動機電壓為10 kV，功率3150 kW，三臺工作。

1 電控系統(tǒng)總體技術(shù)要求

1.1 系統(tǒng)構(gòu)成

主斜井帶式輸送機電控系統(tǒng)包括高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)、PLC網(wǎng)絡(luò)化操作系統(tǒng)、智能上位監(jiān)控系統(tǒng)、輸送機保護系統(tǒng)等。電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見圖1。地面設(shè)置一臺工業(yè)控制計算機、一臺不間斷電源及相應(yīng)的控制軟件與信號傳輸設(shè)備，通過網(wǎng)絡(luò)與輸送機機頭的嵌入式計算機進行通信。在控制室內(nèi)設(shè)置一臺PLC控制柜，完成輸送機外圍設(shè)備控制設(shè)備的遠程控制以及采集被控設(shè)備的運行狀態(tài)及相關(guān)的模擬量參數(shù)，一臺嵌入式本安型計算機及多功能控制驅(qū)動器，提供沿線的保護以及機尾被控設(shè)備的控制，由此兩部分組成控制裝置。

1.2 系統(tǒng)功能要求

1.2.1 傳動系統(tǒng)要求

傳動系統(tǒng)采用全數(shù)字高壓交-直-交變頻調(diào)速系統(tǒng)，要求能適應(yīng)相應(yīng)輸送機系統(tǒng)的各種工作情況，變頻器的過載能力大于電動機的過載能力，按照預(yù)定的速度和工藝要求實現(xiàn)輸送機的啟動、加速、勻速、減速、停車等運行方式，使輸送機具有較高的運行效率。

1.2.2 控制系統(tǒng)要求

系統(tǒng)具有遠程集中自動控制、就地自動控制、就地手動控制（檢修方式）等多種控制功能。（1）遠程集中自動控制：地面工控機作為整個輸送機集控系統(tǒng)的控制主站，控制主斜井輸送機以及其他設(shè)備的開停。（2）就地自動控制：將工作方式設(shè)置為就地自動控制時，則輸送機的起停直接由本安計算機進行控制，實現(xiàn)一鍵自動起/停輸送機。（3）就地手動控制（檢修方式）：將控制機設(shè)置“手動”方式時，由本站的PLC控制柜對輸送機相關(guān)設(shè)備進行手動開停控制，手動方式只作為備用方式或檢修時使用。

2 主要電控設(shè)備的配置

2.1 高壓變頻調(diào)速裝置

變頻器為西門子6SR4502 10-10-5250 10 kV/260A 5250 kVA高壓交-直-交變頻調(diào)速裝置。采用全數(shù)字技術(shù)矢量控制技術(shù)，功率部分采用IGBT的電壓源型48脈動交流變頻傳動裝置。單元串聯(lián)矢量控制正弦波脈寬調(diào)制疊波輸出，10 kV每相8個單元，17電平。變頻器引起的電網(wǎng)諧波電壓和諧波電流含量滿足IEEE Std 519-1992和GB/T 14549-93《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》對諧波含量的要求。

2.2 監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)控系統(tǒng)選用西門子公司的S7-300可編程控制器，完成以下功能。

（1）通過控制柜觸摸屏控制輸送機及配套設(shè)施（冷卻風扇、拉緊裝置、減速器、變頻器等），可在觸摸屏上通過按鈕設(shè)定操作參數(shù)。PLC柜設(shè)定輸送機運行曲線，并保證變頻器同步功能。

（2）狀態(tài)顯示：本安計算機上可動態(tài)圖形顯示輸送機狀態(tài)、主電機狀態(tài)、制動閘狀態(tài)；高、低配電柜狀態(tài)參數(shù)顯示及監(jiān)測（合閘、分閘、高壓柜電壓電流信號）。監(jiān)測電機、變壓器狀態(tài)。（3）故障指示：本安計算機上實時顯示輸送機跑偏、閉鎖、縱撕、超溫、打滑、煙霧、堆煤、灑水等保護信號。如發(fā)現(xiàn)各狀態(tài)參數(shù)異常時可報警。（4）記錄和歷史查詢功能：系統(tǒng)具有操作、開停、故障、運行狀態(tài)數(shù)據(jù)的記錄和查詢功能。（5）沿線閉鎖位置顯示。（6）控制系統(tǒng)可與自動化調(diào)度網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)在礦調(diào)度室對輸送機的監(jiān)控。

3 結(jié)語

該電控系統(tǒng)已調(diào)試完畢，投入運行。經(jīng)實踐證明，本電控系統(tǒng)實現(xiàn)了輸送機力矩響應(yīng)速度快，控制精確系統(tǒng)可靠性高、操作簡單、運行穩(wěn)定，為煤礦創(chuàng)造了較大的經(jīng)濟效益，具有較高的推廣價值。

參考文獻

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