基于PLC礦井提升機液壓站工作原理作用分析及應用

【摘要】本文描述了礦用提升機PLC電控系統(tǒng)，采用當今較先進的可編程控制器，中文液晶屏作為人機界面，具有運行狀態(tài)實時監(jiān)控，速度數(shù)字顯示，深度圖形/數(shù)字顯示，故障狀態(tài)中文顯示功能。

【關鍵詞】提升；絞車；PLC；液壓；壓力；監(jiān)測；安全；保護

引言

本公司用的5部礦用提升機為TKD型電控，被列為國家禁止井工煤礦使用。根據公司實際，將TKD電控系統(tǒng)改為PLC可編程序控制器電控系統(tǒng)。系統(tǒng)可配置新型人機界面-觸摸顯示屏來直觀顯示提升機的運行狀態(tài)：深度、速度數(shù)字顯示，提升機安全回路及信號回路故障顯示及記憶，并有專門故障表記憶故障發(fā)生日期、時間。顯示提升給定速度圖、實際速度圖、并給出安全回路、信號回路動態(tài)梯形圖、方便查找兩個回路的通斷狀態(tài)。能夠自動檢測提升機的欠電壓、超速、過卷、落繩、油壓等九大安全保護回路。

液壓站是礦井提升機重要的安全控制部件，它和盤形制動器組合成為一套完整的制動系統(tǒng)，其用途一是在工作制動時，產生不同油油，以控制盤式制動器獲得不同的制動力矩；二是在安全制動時，能迅速回油，實現(xiàn)二級制動；三是產生壓力油控制雙滾筒提升機活滾筒的調繩裝置，以使在更換水平或鋼絲繩延長時，調節(jié)鋼絲繩的長度；是為盤形制動器提供可以調節(jié)的壓力油，使提升機獲得不同的制動力矩，使礦井提升機正常的運轉、調速、停車。在任何事故狀態(tài)下，可以使盤形制動器的油壓迅速降低到預先調定的某一值，經延時后，盤形制動器的全部油壓值迅速回到零。使提升系統(tǒng)處于，全制動狀態(tài)，還提供單繩雙筒礦井提升機可以供給提升機調繩裝置所需要的控制壓力油。

一、結構

液壓站主要由油箱、泵裝置和閥組成，液壓站有兩套油泵裝置，兩套電液比例調節(jié)裝置，一套工作一套備用。兩泵互為備用時，由液動換向閥自動換向，系統(tǒng)采用恒壓泵作為工作油源，可以減小系統(tǒng)發(fā)熱。油系統(tǒng)主閥組上的元件主要采用插裝閥，使系統(tǒng)工作更加可靠。液壓站出油口設有濾油器，防止制動器油缸回油時將雜質帶入系統(tǒng)。液壓站裝有油箱溫度計和壓力變送器，用于監(jiān)控油溫和壓力變化。

二、工作制動部分的原理

液壓站可以為盤形制動器提供不同油壓的壓力油。油壓變化由電液比例溢流閥來譏諷節(jié)，系統(tǒng)正常工作時，電磁鐵通電，壓力油經液動換向閥、電磁閥、濾油器、球式截止閥分別進入盤形制動器，司機可以調節(jié)電液比例溢流閥的電壓大小來實現(xiàn)油壓的變化，從而達到調節(jié)制動力矩的目的。當電液比例溢流閥的比例電磁鐵控制電壓增加時，系統(tǒng)油壓升高。制動器開閘，當電液比例溢流閥的比例電磁鐵控制電壓減少時，系統(tǒng)油壓下降，制動器合閘。當電液比例溢流閥的比例電磁鐵控制電壓減少至零時，這時系統(tǒng)的油壓最低，為殘壓。提升機處于完全制動狀態(tài)。

三、安全制動部分的原理

系統(tǒng)發(fā)生故障時，如全礦停電等，提升機必須實現(xiàn)緊急制動。此時電機，KT線圈電磁鐵斷電，固定卷筒的盤形制動器油壓降為零，游動卷筒的盤形制動器油壓降溢流閥閥調定的壓力P1級值，即一級制動油壓值，保壓到時間繼電器動作，電磁鐵斷電后，油壓降到零，實現(xiàn)全制動。在延時過程中，蓄能器超穩(wěn)壓補油作用，調節(jié)單向節(jié)流截止閥的開口度可調節(jié)其補油量，使延時過程中P1值基本穩(wěn)定在要求值。

以上這個過程，使提升機在緊急制動時，獲得了良好的二級制動性能，特性見圖，從A點降到B點，固定卷筒的盤形制動器處于制動狀態(tài)，整個卷筒受到1/2以上的制動力矩。游動卷筒的盤形制動器的油壓降到一級制動油壓P1級延時11秒后到達D點，此時，提升機已停車，電磁換向閥G5延時后斷電，G6延時通電，油壓從P1級降到零壓，完成二級制動，盤形制動器以三倍的靜力矩將卷筒牢固地閘住，使其安全的停止轉動。

四、調繩工作原理

當盤形制動器處于全制動狀態(tài)時，打開兩個液壓螺旋開關25，電磁鐵G1通電壓力油進入調繩離合器油缸的離開腔，使游動卷筒與主軸脫開。電磁鐵G4通電，壓力油進入腔固定卷筒的盤形制動器的油缸，使固定卷筒開閘，轉動固定卷筒可以調節(jié)提升高度和繩長。調繩結束后，電磁鐵G4斷電，使固定卷筒處于制動狀態(tài)，電磁鐵G1斷電、G2通電，壓力油進入調繩離合器油缸的合上腔，使游動卷筒與主軸合上，電磁鐵G2斷電，G1、G2所在的電磁換向閥24處于中位，切斷了壓力油進入離合器的油路，調繩過程到此結束。關閉兩個液壓螺旋開關25.武裝警察以處于制動狀態(tài)子缸的離開腔。

液壓站工作原理圖

五、液壓站的調試要求

1、清洗油箱及有關管束及各個液壓元件，將油箱注滿規(guī)定的液壓油后，按液壓站的電控原理圖進行正確接線。

2、為了更換的試驗液壓站的各種性能，其中包括滲漏現(xiàn)象，故應在6.5MPa的油壓條件下對液壓站進行試驗。

3、要穩(wěn)定，即要求油壓在P=4MPa以上時，其波動值不大于±0.4MPa；當壓在P=4MPa以下時，其波動值不大于±0.2Pa。

4、一級制動時間在10S內可調，急制動時，液壓站應具有良好的二級制動性能。

5、油壓電流特性曲線中，當電流為零時，其殘壓不應大于0.5MPa。

六、結束語

液壓站在礦井提升絞車PLC電控系統(tǒng)中，由油泵通過換向閥向絞車滾筒盤形閘供油，用油壓的大小起到松剎絞車滾筒，從而起到絞車起動和停車的作用。在礦井自動化、工控化建設中舉足輕重，與PLC可編程控制器配合，編碼器自動檢測，使用提升絞車運行穩(wěn)定可靠。