五礦副立井六繩車電控技術改造研究

趙新平

(陽泉煤業(yè)(集團)有限責任公司，山西 陽泉 045000)

副立井六繩車擔負大井提人、下料、提矸運輸任務，六繩車運轉(zhuǎn)正常與否直接關系到原煤生產(chǎn)和掘進的完成，舊電控系統(tǒng)由于設備陳舊已無法滿足生產(chǎn)的需要，必須進行技術改造。

一 原電控系統(tǒng)存在問題

(1)控制回路采用繼電器控制，總計有126個繼電器來完成整個控制，由于長期使用，觸點氧化，常出現(xiàn)誤動作現(xiàn)象;2004年的統(tǒng)計顯示，因繼電器故障造成停車時間達30個小時。

(2)調(diào)速系統(tǒng)采用磁放大器—電機放大機二級放大的速度閉環(huán)自動調(diào)速系統(tǒng)，給定放大的調(diào)節(jié)是通過調(diào)整雙拍磁放大器來實現(xiàn)，為實現(xiàn)供給電機放大機兩個參數(shù)完全相同的控制繞組，必須對磁放大器的外圍的可調(diào)電阻進行仔細的調(diào)整，而可調(diào)電阻的調(diào)整是一個精細工作，稍有不慎就會出現(xiàn)偏差。且舊可調(diào)電阻老化，特性不穩(wěn)定，需要經(jīng)常調(diào)整;2004年就因特性不穩(wěn)定而造成左右速度不平衡。

(3)主控回路采用典型的發(fā)電機—電動機直流電力拖動系統(tǒng)，此系統(tǒng)為提升機由直流主電機拖動，直流主電機由直流主發(fā)電機獨立發(fā)電，直流主發(fā)電機由同步電動機拖動組成變流機組，直流主電機的勵磁由單獨的勵磁機供電。本系統(tǒng)的特點是供電系統(tǒng)都是由運轉(zhuǎn)機組來實現(xiàn)，最大的缺點就是長期的運轉(zhuǎn)造成機組的磨損，維修量增大。

(4)無法實現(xiàn)實時監(jiān)控。

二 解決方案

1.主控系統(tǒng)

主控系統(tǒng)是提升機的核心，它擔負整個系統(tǒng)的工藝控制、監(jiān)視功能，可以對發(fā)出的操作命令進行判斷、處理，給出相應的控制命令和給定信號來控制6RA70裝置以實現(xiàn)其功能。系統(tǒng)采用西門子網(wǎng)絡化結構雙PLC(S7－300DP)作為核心控制元件能。主控系統(tǒng)由兩部分組成，一部分為主系統(tǒng)采集來自井下位置開關、深度編碼器、操作臺的操作手柄、按鈕開關、人－機界面、SIEMENS 6RA70全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)、各輔助系統(tǒng)中的狀態(tài)值、實際值之間的邏輯關系進行處理，并將處理產(chǎn)生的各種命令值、給定值送到上述相應系統(tǒng)，產(chǎn)生相應的控制。另一部分為安全回路的監(jiān)控，采用與主控部分完全相同型號的CPU，雙PLC之間采用PROFIBUS總線通訊，提取《煤礦安全規(guī)程》中有關提升機的九項保護，實現(xiàn)了后備保護的作用

2.驅(qū)動系統(tǒng)(電流控制單元和速度控制單元的總稱)

選用Siemens6RA70傳動裝置為全數(shù)字式調(diào)速系統(tǒng)，為保證一臺電機有故障的情況下不停產(chǎn)，確定采用兩臺西門子原裝6RA70直流調(diào)速裝置，三種工作方式:a、兩臺裝置協(xié)同工作，組成雙十二脈沖的工作方式;b、任何一臺裝置單獨工作。

3.聯(lián)線

采用西門子S7－300 CPU與西門子6RA70之間的Profi-Bus－CP總線通信技術;S7－300 CPU與DP－I/O之間的ProfiBus－DP總線通信技術。從而既減少了電氣聯(lián)線，又提高了系統(tǒng)的可靠性，因Provirus總線具有斷線檢測功能，ProfiBus總線斷線時，將發(fā)生故障報警，使系統(tǒng)安全停車。

4.實時監(jiān)控

由Siemens WinCC組成人機界面，完成對工藝參數(shù)設定、工藝過程監(jiān)視的工作。通過對變量參數(shù)的提取實現(xiàn)PLC輸入輸出的監(jiān)控，實現(xiàn)深度、速度、電流、電壓的模擬顯示。

5.反饋的接入

深度、速度采用絕對值編碼器和編碼器來采集，完全摒棄了原來的機械觸點模式。

三 改造后效果

1.由于PLC S7－300采用模塊化設計，外部的無觸點，提高了其使用壽命

本系統(tǒng)選用了S7－300型最新型號的CPU模塊，主機設有PROFIBUS現(xiàn)場通訊接口，裝置與裝置之間采用PROFIBUS總線，減少了接線，并能實現(xiàn)斷線自檢功能。

2.6RA70變流調(diào)速裝置其動態(tài)參數(shù)、靜態(tài)參數(shù)是靠算法實現(xiàn)的，而不是靠元器件特性和人為經(jīng)驗實現(xiàn)的，因此不受人為因素、溫度、電流、電壓等外部物理因素影響;三相電流完全平衡，使整個系統(tǒng)特性變強，減少了因特性不穩(wěn)定造成設備運轉(zhuǎn)振蕩。

3.6RA70變流調(diào)速裝置具有E－Stop功能，可以安全地切斷與傳動系統(tǒng)無關的半導體器件和微處理器實現(xiàn)緊急安全斷電。

4.整個系統(tǒng)采用直流調(diào)速裝置驅(qū)動，減少了原來的靠運轉(zhuǎn)設備提供整流的方式，減輕了檢修的工作量。

5.故障處理的方便化

a.簡捷的接線，便于查找故障;

b.利用wincc系統(tǒng)和plc通訊實現(xiàn)人性化的人機界面查找故障時，只要通過在計算機上查找PLC程序和界面即可找到故障部位。

c.直流調(diào)速裝置的內(nèi)部故障可通過舒適式編程器檢測故障代碼來得到故障信息。

8.保護安全化，就減速、過卷來說通過三道防線，井筒中的減速開關、深度指示器的減速開關、程序中的減速點。

9.工作方式轉(zhuǎn)換的簡捷化

只要轉(zhuǎn)換操作臺上的按鈕和轉(zhuǎn)換刀開關即可。