副井提升機(jī)電控升級(jí)改造在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用

鄭現(xiàn)全

摘 要：礦井副井提升機(jī)擔(dān)負(fù)著井下至地面的提矸、提人、下料、設(shè)備打運(yùn)等提升任務(wù)，而電控系統(tǒng)是提升機(jī)的核心部件，它的安全性極其重要。

關(guān)鍵詞：提升機(jī)；電控系統(tǒng)；監(jiān)控模式；升級(jí)改造方案

中圖分類號(hào)：TD63+3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.15.129

1 電控系統(tǒng)概況

張集礦北區(qū)副井提升機(jī)為中信重工生產(chǎn)JKMD-4×4（III）型落地式多繩摩擦式提升機(jī)，它主要擔(dān)負(fù)井下至地面的提矸、提人、下料、設(shè)備打運(yùn)等提升任務(wù)。絞車電控系統(tǒng)設(shè)備老化、性能下降，故障呈多發(fā)態(tài)勢(shì)，部分備件已停產(chǎn)，無法采購。

2 升級(jí)改造方案

2.1 整體方案

保留高、低壓配電柜，動(dòng)力變壓器，風(fēng)機(jī)變頻柜，主電機(jī)；更換電控系統(tǒng)設(shè)備，包括電樞整流變壓器、勵(lì)磁整流變壓器、快開、電抗器、PLC柜、繼電器柜、電樞整流柜、勵(lì)磁整流柜、電控系統(tǒng)低壓輔助電源柜和操作臺(tái)等。

提升機(jī)電樞回路采用串聯(lián)12脈傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案，增加了1臺(tái)6脈/12脈切換柜，實(shí)現(xiàn)了單橋全載半速運(yùn)行。同時(shí)，更換主控系統(tǒng)（包括過程控制、行程監(jiān)控、繼電器柜等）、監(jiān)視系統(tǒng)、安全回路、人機(jī)接口、司機(jī)臺(tái)、控制系統(tǒng)電源柜、軸編碼器等。勵(lì)磁部分設(shè)計(jì)為雙系統(tǒng)，采用冗余控制，一用一備。另外，要增設(shè)主電機(jī)電樞、勵(lì)磁繞組等在線絕緣監(jiān)測裝置。

2.2 技術(shù)方案

該技術(shù)方案主要包括以下幾部分：①此次改造傳動(dòng)系統(tǒng)采用的是全數(shù)字直流控制系統(tǒng)，核心控制單元采用的是DCS800系列直流傳動(dòng)控制系統(tǒng)，功率單元可控硅器件采用的是ABB公司生產(chǎn)的器件。②電控系統(tǒng)采用PLC控制模式，PLC是由西門子S7-400PLC+FM458模塊與ET200組合而成的，并且各PLC的軟件功能設(shè)置應(yīng)相互監(jiān)視，各PLC之間的信息傳輸以總線通訊方式為主。③直流調(diào)速電樞部分采用2個(gè)6脈動(dòng)變流器串聯(lián)連接，以控制直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)電機(jī)電樞換向、12脈動(dòng)四象限運(yùn)行。另外，在一組整流橋出現(xiàn)故障時(shí)、單橋工作的情況下，系統(tǒng)能進(jìn)行全載半速運(yùn)行。同時(shí)，采用雙勵(lì)磁系統(tǒng)能夠控制冗余，實(shí)現(xiàn)切換和閉鎖。④提升電控裝置能實(shí)現(xiàn)速度、電流閉環(huán)控制，其靜態(tài)、動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)必須滿足提升機(jī)四象限運(yùn)行的要求，以保證系統(tǒng)在各種運(yùn)行方式下的運(yùn)行速度圖為最佳S形曲線。相關(guān)系統(tǒng)具備速度、減速點(diǎn)自動(dòng)跟隨功能和敞閘定車功能。⑤電控系統(tǒng)應(yīng)具有位置控制功能。以罐籠在井口的位置為基準(zhǔn)——有1臺(tái)專用PLC用于位置控制，停車精度應(yīng)為±1 cm，行程顯示精度應(yīng)為1 cm。電控系統(tǒng)應(yīng)具有簡單的開車功能，當(dāng)電控系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，在確保安全的前提下，它可實(shí)現(xiàn)提升機(jī)低速或輕載運(yùn)行。⑥安全回路能分類處理各種故障——緊急停車、事故停車、不允許開車等，并采用軟件和繼電器電路2種方式并行控制。安全回路繼電器采用可靠繼電器，重要設(shè)備（比如編碼器、井筒開關(guān)等）上級(jí)開關(guān)電源需帶輔助觸點(diǎn)，并接入PLC進(jìn)行監(jiān)控。⑦電控系統(tǒng)采用多PLC相互監(jiān)控模式，各PLC的軟件功能設(shè)置應(yīng)部分重疊，重要的軟件功能可以相互監(jiān)控。各PLC之間的信息傳輸以總線通訊方式為主。PLC應(yīng)有具備A/D、D/A接口和不少于總量15%的備用I/O接口。⑧電控柜調(diào)節(jié)、監(jiān)視、控制等電路都采用電氣模塊插件，以便更換備件。電控柜內(nèi)元器件采用進(jìn)口或知名品牌。⑨電控系統(tǒng)要滿足安全提矸、提人、下放材料設(shè)備的要求。副井提升操作方式應(yīng)具備檢修、驗(yàn)繩、手動(dòng)、半自動(dòng)、全自動(dòng)、簡易運(yùn)行、長材、大件、提人和提物等功能，具備自動(dòng)化開車功能。在任何運(yùn)行方式下，司機(jī)都可以通過急停按鈕緊急停車。⑩配置的計(jì)算機(jī)站具有人機(jī)對(duì)話功能和中文顯示、打印功能。它可以清晰、直觀地顯示提升系統(tǒng)的工作狀態(tài)、開車準(zhǔn)備情況、控制系統(tǒng)的狀態(tài)、報(bào)警和故障狀態(tài)以及相關(guān)處理方法（重要的工作和故障狀態(tài)還需有對(duì)應(yīng)的光字牌顯示）。計(jì)算機(jī)站可以存儲(chǔ)最少一個(gè)月主要參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)，并動(dòng)態(tài)顯示其趨勢(shì)畫面，以便于診斷和排除系統(tǒng)故障。該系統(tǒng)要具備首發(fā)故障診斷，便于查找第一故障，工程師遠(yuǎn)程協(xié)助診斷，系統(tǒng)測試等功能。它可以在上位機(jī)的測試畫面上直接進(jìn)行軟件過卷、PLC超速、傳動(dòng)超速、錯(cuò)向、限速點(diǎn)超速、編碼器比較出錯(cuò)、過負(fù)荷、欠壓等試驗(yàn)。

3 結(jié)束語

該系統(tǒng)運(yùn)行可靠，維護(hù)工作量少。目前，張集煤礦副井提升機(jī)已投入使用，運(yùn)行效果良好。

〔編輯：白潔〕