淺談提升機限速保護控制的改進

【摘要】隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國礦井提升機控制系統(tǒng)中以大量地采用高新技術(shù)，目前所設(shè)計的大型礦井提升機都使用了可編程序控制器，所有的控制邏輯和控制數(shù)據(jù)都由可編程序控制器集中處理和控制，本文通過對PLC控制技術(shù)的了解和實際應(yīng)用，針對礦山交流提升機中限速保護控制環(huán)節(jié)的原理進行理論分析，并結(jié)合實際對原有PLC的程序進行修改完善，最終解決了生產(chǎn)中存在的問題，使系統(tǒng)運行更加安全穩(wěn)定。

【關(guān)鍵詞】礦井提升機；限速保護；閉環(huán)控制：改進措施

可編程控制器簡稱PLC它是隨著計算機、數(shù)字技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)代化工業(yè)的要求而誕生的，PLC廣泛地應(yīng)用在各種機械設(shè)備和生產(chǎn)的自動控制系統(tǒng)中。我公司于2003年采用PLC控制技術(shù)改造了第一臺箕斗井提升機電控，其后又相繼改造了5臺交流提升機電控。本文主要介紹我公司在實際應(yīng)用PLC電控過程中對限速保護控制環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問題進行分析，并通過理論與實際相結(jié)合方式將故障排除的實施過程。

1.提升機限速保護控制的原理

限速保護控制是提升機安全運行的重要保護環(huán)節(jié)，它是保證提升機的整個運行過程始終圍繞在規(guī)定的速度曲線范圍內(nèi)運行的裝置，其中限速保護控制由兩部分組成，為別是可調(diào)閘閉環(huán)控制和低頻制動控制。

在正常工作狀態(tài)下，可調(diào)閘控制用于保證司機根據(jù)需要隨時調(diào)整工作制動油壓以調(diào)整制動器的制動力，達到控制提升機速度的目的。當提升容器處于減速段時，可調(diào)閘限速控制自動投入以保證提升機安全減速。可調(diào)閘閉環(huán)控制就是保證提升機從加速、等速、減速、爬行到停止整個過程，始終圍繞在規(guī)定的范圍以內(nèi)運行。低頻制動也是保證提升機在減速段安全運行的裝置，當提升機運行到減速段以后，低頻制動裝置自動投入，使提升機速度下降到規(guī)定的數(shù)值，然后在以每秒0.5米的速度將提升機平穩(wěn)的運行至停車位置。低頻接觸器和線路接觸器的線圈由提升機控制系統(tǒng)進行控制并具有電氣及機械閉鎖，確保兩臺換向器在任何情況下不能同時得電閉合，保證數(shù)字化低頻電源裝置的安全運行。

2.問題的提出與分析

2003年該公司采用PLC控制技術(shù)改造完成的提升機電控系統(tǒng)投入正常生產(chǎn)后，剛開始的一段時間里設(shè)備運行一直很穩(wěn)定，后來多次出現(xiàn)在提升機運行到減速段時提升機的速度突然降低的現(xiàn)象，然后顯示故障停車。在加速段沒有按照給定的速度曲線去平滑的減速，偏離了給定的范圍，同時減速機由于速度的突變發(fā)出巨大的響聲，經(jīng)過多次查找未找到原因。

經(jīng)過幾天對電控原理和PLC內(nèi)部減速段速度閉環(huán)程序部分的分析最終找到了原因。提升機是在減速段中出現(xiàn)的問題，通過仔細觀察PLC內(nèi)部的梯形圖發(fā)現(xiàn)提升機的速度還沒降下來低速繼電器就動作，導(dǎo)致變頻器在提升機全速運行時就開始低速運行，相當于給提升機一個很大的制動電流，這是不允許的，也是減速齒輪響聲的根源。問題就出在于這個低速繼電器上。

3.問題的解決

低速繼電器是由測速發(fā)電機反饋的實際速度值經(jīng)測速板轉(zhuǎn)換后進入PLC中來控制的，當提升機速度下降到3米每秒時低速繼電器才動作，而現(xiàn)在是全速時就開始動作，經(jīng)檢查測速板發(fā)現(xiàn)提升機全速時測速板輸出值不到3V，正常是應(yīng)該時8V，這就是M41常閉點始終接通的原因。

針對以上出現(xiàn)的問題，首先要對測速板進行更換或查找故障，然后重新調(diào)整全速時的輸出數(shù)值。由于測速板沒有備用的可更換，就試著對照測速板原理圖去調(diào)整輸出端的電位器，發(fā)現(xiàn)電壓可以變化調(diào)整，證明測速板沒有損壞，只是測速板的電阻值由于長時間工作造成電阻值發(fā)生變化，才導(dǎo)致故障的出現(xiàn)。經(jīng)重新調(diào)整輸出電壓值，在提升機全速運行的時候?qū)y速板的輸出調(diào)整到8V，然后在進行試車，打開梯形圖觀察低速繼電器已經(jīng)恢復(fù)在規(guī)定值時正常釋放，提升機也能夠平穩(wěn)減速、爬行最終到停車。故障排除。

4.對程序的完善

在實際的應(yīng)用中還出現(xiàn)過到減速點后由于閘閉環(huán)控制開始啟動，經(jīng)常出現(xiàn)閘輸出值太大使提升機速度下降的太快的現(xiàn)象，通過分析梯形圖程序發(fā)現(xiàn)閘閉環(huán)控制輸出值不合理使得工作閘抱的太緊，才出現(xiàn)提升機速度下降太快的現(xiàn)象，于是對梯形圖程序進行修改，修改后的梯形圖程序如圖1所示。

修改后的梯形圖設(shè)計了一個仿PI調(diào)節(jié)器調(diào)速功能的程序，把（T200）作為限速積分器，當提升機超速時，M79動作，限速積分器T200內(nèi)K值快速上升，用D9（閘閉環(huán)結(jié)果）減去T200內(nèi)變化的數(shù)值，超速時間越長可調(diào)閘制動力矩越大，使超速的提升機快速恢復(fù)到正常速度曲線內(nèi)。將D9作為閘閉環(huán)結(jié)果與閘把給定值比較，閘閉環(huán)結(jié)果大于閘把給定值設(shè)定值，梯形圖程序比較指令M73常開點動作，選擇閘把給定作為閘電流輸出；閘閉環(huán)結(jié)果小于閘把給定值，梯形圖程序比較指令M74常閉點動作，選擇閘閉環(huán)結(jié)果作為閘電流輸出結(jié)果。另外，當提升機超速時用數(shù)值K1200作為閘輸出初始值，使可調(diào)閘快速投入，貼閘瓦輕微制動。重新修改的梯形圖在保證提升機安全運行的情況下，解決了提升質(zhì)量變化和可調(diào)閘閉環(huán)滯后的問題，經(jīng)過上述對原有限速程序的修改，徹底的解決以往經(jīng)常出現(xiàn)的故障，現(xiàn)在已經(jīng)運行近6年的時間未出現(xiàn)限速保護方面的問題。

圖1 梯形圖程序

PLC可編程控制器技術(shù)在提升機電控系統(tǒng)中的應(yīng)用大大提高了生產(chǎn)效率。我們在使用使先進技術(shù)的同時，要不斷的探索和實踐，對實際應(yīng)用中出現(xiàn)的各種問題，要通過理論與實際方式去分析去完善，最終達到理想的使用效果。

參考文獻

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