礦井提升機(jī)控制技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展

摘 要：礦井提升機(jī)是煤礦、有色金屬礦中的重要運(yùn)輸設(shè)備，主要負(fù)責(zé)礦石提升、人員運(yùn)送、物料下放這些工作。礦井提升機(jī)和相關(guān)設(shè)備的配套組合便成為了異常復(fù)雜的電氣和機(jī)械組合新模式。提升系統(tǒng)在礦山生產(chǎn)中處于非常重要的地位，整個提升系統(tǒng)不僅裝機(jī)容量大、可靠性要求高，并且能耗較大，當(dāng)前我國的大多數(shù)礦山中應(yīng)用的礦井提升機(jī)控制技術(shù)都存在著設(shè)備老化、無法實(shí)施有效的故障預(yù)警和實(shí)時監(jiān)控等問題，而面對著這些問題首先需要進(jìn)行的就是要對當(dāng)前礦井提升機(jī)控制技術(shù)的現(xiàn)狀有充分的認(rèn)識和理解，才能夠彌補(bǔ)我國礦山企業(yè)在該領(lǐng)域上的技術(shù)不足，從而使得礦山企業(yè)得以更好的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：提升機(jī)；控制技術(shù)；研究現(xiàn)狀；礦山企業(yè)；礦井

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.073

在礦山生產(chǎn)中礦井提升機(jī)做為生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，不僅關(guān)系到礦井的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，還關(guān)系到企業(yè)的安全生產(chǎn)，故對礦井提升機(jī)控制技術(shù)有關(guān)研究現(xiàn)狀進(jìn)行進(jìn)展分析是非常有必要的。

1 礦井提升機(jī)控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀分析

礦井提升機(jī)應(yīng)用在國內(nèi)的礦山生產(chǎn)中起步時間較晚，正式開始應(yīng)用的時間在1958年，提升機(jī)是在地表和井下不斷進(jìn)行往復(fù)運(yùn)行的，所以一旦有故障的出現(xiàn)就會造成設(shè)備損壞，另外礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)非常的復(fù)雜、耗電量也較大。2015年國家安監(jiān)總局制定關(guān)于《金屬非金屬礦山禁止使用的設(shè)備及工藝目錄》中包含TKD型提升機(jī)電控裝置及使用繼電器結(jié)構(gòu)原理的提升機(jī)電控裝置，TKD電控存在問題主要有：電控設(shè)備是繼電器—接觸器系統(tǒng)，電機(jī)的啟動、制動、調(diào)速采用轉(zhuǎn)子回路中切換電阻的方式，只能為有級調(diào)速，調(diào)速效果差，電阻發(fā)熱消耗電能，電阻易損壞，故障率非常的高。電阻調(diào)速電控系統(tǒng)存在的問題，是設(shè)備技術(shù)水平的先天缺陷，無法使用調(diào)試手段克服，只能根據(jù)現(xiàn)場情況適當(dāng)改善，并且調(diào)試難度大，效果很難理想，不能兼顧正力、負(fù)力提升負(fù)荷變化比較大場合。所以未來高可靠性、高效、綜合自動化等將成為其發(fā)展的方向。而當(dāng)前隨著科技技術(shù)的進(jìn)步和礦井生產(chǎn)現(xiàn)代化要求的不斷提高，提升設(shè)備及控制系統(tǒng)也逐步趨于完善，各種新技術(shù)逐步應(yīng)用于礦井提升設(shè)備中?？偨Y(jié)起來當(dāng)前礦井提升機(jī)控制技術(shù)主要具有下面幾個特點(diǎn)：

（1）礦井提升機(jī)處于四象限內(nèi)運(yùn)行：在不同的階段內(nèi)礦井提升機(jī)既有正力也有負(fù)力，既有正轉(zhuǎn)同時也存在負(fù)轉(zhuǎn)，既有制動也有電動，所以在金礦當(dāng)中使用的礦井提升機(jī)在運(yùn)行過程中則需要處于四象限內(nèi)進(jìn)行運(yùn)行。

（2）礦井提升機(jī)運(yùn)行速度較為可靠和準(zhǔn)確：礦井提升機(jī)屬于位置控制系統(tǒng)的一種，不斷下放和提升往復(fù)過程中在何位置等速運(yùn)行、何位置減速運(yùn)行、何位置加速運(yùn)行等都是有嚴(yán)格要求的。

（3）礦井提升機(jī)控制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對行程的直觀顯示：當(dāng)?shù)V井提升機(jī)不斷下放和提升往復(fù)過程中，設(shè)備的操作人員是能通過深度指示器及顯示器讀取設(shè)備實(shí)時位置的。

（4）礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)在故障監(jiān)視領(lǐng)域較為完善：當(dāng)設(shè)備運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障的時候，做為礦井提升系統(tǒng)是會報警和顯示的，這也使得故障的排除速度有效的較快了。

2 礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)組成分析

在整個礦井運(yùn)行系統(tǒng)當(dāng)中，提升機(jī)控制系統(tǒng)屬于核心部分，該核心系統(tǒng)的質(zhì)量將直接的關(guān)系到礦山生產(chǎn)效率及生產(chǎn)安全，當(dāng)前PLC、變頻調(diào)速已經(jīng)成為了礦井提升控制系統(tǒng)的重要調(diào)速方案，從而實(shí)現(xiàn)了調(diào)速的平滑以及保護(hù)措施的兼?zhèn)洹?/p>

隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，PLC系統(tǒng)已被廣泛應(yīng)用，并被使用單位認(rèn)可?！敖弧薄弧弊冾l技術(shù)已經(jīng)非常成熟，變頻調(diào)速技術(shù)已成為提升機(jī)的最佳選擇，其具有無級調(diào)速，調(diào)速精確，節(jié)能效果顯著等優(yōu)勢，在礦山企業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。特別是近年來，變頻系統(tǒng)礦井提升機(jī)大量應(yīng)用，使礦井提升機(jī)達(dá)到了一個新水平。采用變頻調(diào)速技術(shù)，可以很容易的解決調(diào)速控制中的問題，而且節(jié)約大量電能，在僅增加少量成本的前提下，可以通過節(jié)能增效，逐步收回投資。從使用的角度出發(fā)，變頻調(diào)速技術(shù)無論從經(jīng)濟(jì)角度、還是從技術(shù)角度考慮，都是礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)的最佳選擇。變頻調(diào)速電控系統(tǒng)：共由1臺變頻調(diào)速柜、1 臺電阻柜、1臺綜合電源柜、1臺控制操作臺組成。 控制操作臺負(fù)責(zé)整個提升工藝過程的控制及保護(hù)。變頻柜、電阻柜、低壓配電柜，完成系統(tǒng)的電氣傳動、閉環(huán)控制各類保護(hù)，使系統(tǒng)更安全更可靠。

3 礦井提升機(jī)控制技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展趨勢

結(jié)合礦山生產(chǎn)及安全現(xiàn)狀，未來礦井提升機(jī)控制技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展趨勢按照幾個方面進(jìn)行：

（1）平滑調(diào)速且調(diào)速精度高。這一方面是為了避免啟動過程中出現(xiàn)提升機(jī)容器下墜現(xiàn)象，另一方面是在保證安全和準(zhǔn)確停車的條件下將爬行段距離設(shè)計得盡可能短，進(jìn)而獲得較高的提升能力。

（2）完善的故障監(jiān)視裝置。電控系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障能及時按照故障的性質(zhì)進(jìn)行保護(hù)，并且能對故障進(jìn)行顯示，使之迅速排除故障。

（3）綜合自動化控制。目前國內(nèi)外生產(chǎn)的提升機(jī)，其控制、監(jiān)視及保護(hù)措施已由原來的繼電器或半導(dǎo)體邏輯單元的技術(shù)水平發(fā)展到多PLC、智能儀表的數(shù)字控制以及上位工控機(jī)監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)水平。

（4）安全系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)的不斷完善；

4 總結(jié)

礦井提升系統(tǒng)是礦山生產(chǎn)中極其重要的環(huán)節(jié)，它的正常運(yùn)行與否直接影響著礦井的安全生產(chǎn)。提升機(jī)電控系統(tǒng)必將沿著數(shù)字化控制方向發(fā)展，具有高自動化程度的、完善的控制系統(tǒng)，其適用性更加廣泛。能為礦井提供更安全、高效、強(qiáng)大的技術(shù)服務(wù)，使礦井提升機(jī)控制朝著智能化控制的方向發(fā)展，為礦井建設(shè)提供更強(qiáng)大的物質(zhì)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]程樂.提升機(jī)節(jié)能控制技術(shù)研究[J].河北工業(yè)大學(xué)控，2010（09）.

作者簡介：張紹飛（1990-），男，山東招遠(yuǎn)人，本科，初級，研究方向：機(jī)械工程及自動化。