【摘要】礦井提升是礦井生產(chǎn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，煤礦用的較多的是礦井提升機(jī)，它聯(lián)系起地面與井內(nèi)輸送?，F(xiàn)有礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)常采用繼電器-接觸器組成的控制系統(tǒng)，但這種控制系統(tǒng)存在較多的缺點(diǎn)，比如速度控制不穩(wěn)等。為了提升礦井提升機(jī)的運(yùn)行可靠性，我們提出對(duì)該類礦井提升機(jī)的電控系統(tǒng)采用PLC控制的交一交變頻器調(diào)速進(jìn)行改造。改造后的提升機(jī)電控調(diào)速系統(tǒng)與原有交流電機(jī)串電阻調(diào)速方式相比，調(diào)速性能大為提高，而且安全性、可靠性和生產(chǎn)效率都有所提高。

【關(guān)鍵詞】礦井提升機(jī)；電控；改造

前言

礦井提升機(jī)是礦山機(jī)械中重要機(jī)種。輸送工作人員、設(shè)備、材料以及提升礦石、廢石等任務(wù)都需要礦井提升機(jī)承擔(dān)。因此，礦井提升機(jī)的安全運(yùn)行不僅可以保證礦井生產(chǎn)的正常進(jìn)行，保障煤礦工人的生命安全，而且直接關(guān)系到煤礦的生產(chǎn)狀況和經(jīng)濟(jì)效益。

1、提升機(jī)電控系統(tǒng)的缺點(diǎn)

現(xiàn)有礦井提升機(jī)電控采用的交流繞線式電動(dòng)機(jī)串金屬電阻調(diào)速系統(tǒng)，屬于繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串金屬電阻調(diào)速，該系統(tǒng)金屬電阻的投切用繼電器一交流接觸器控制。系統(tǒng)運(yùn)行中主要有以下缺點(diǎn)：

（1）電機(jī)轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速方法是通過(guò)分合串聯(lián)在轉(zhuǎn)子回路多級(jí)電阻。這種調(diào)速方法操作簡(jiǎn)單方便，投資少，同時(shí)也存在很多不足：①在提升機(jī)反復(fù)的啟動(dòng)以及制動(dòng)的工作過(guò)程當(dāng)中。電機(jī)轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻進(jìn)行調(diào)速也會(huì)產(chǎn)生很大的能量損耗。同時(shí)由于啟動(dòng)和換擋時(shí)會(huì)有電流的沖擊，也會(huì)產(chǎn)生一定的諧波污染，不但造成了電能的浪費(fèi)而且會(huì)危害設(shè)備的安全，②調(diào)速范圍小，特別是當(dāng)負(fù)載波動(dòng)時(shí)恒定的減速控制較難實(shí)現(xiàn)。電機(jī)的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)控制由接觸器完成且電機(jī)存在滑環(huán)等因素.控制電路會(huì)隨著元件的磨損，工作特性變差，控制度降低，容易出現(xiàn)故障。

（2）電控系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，調(diào)速過(guò)程中交流接觸器動(dòng)作頻繁，往往設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后，交流接觸器主觸頭會(huì)出現(xiàn)氧化現(xiàn)象，容易引起設(shè)備故障；

（3）交流繞線式電動(dòng)機(jī)串金屬電阻調(diào)速系統(tǒng)屬于有級(jí)調(diào)速，調(diào)速平穩(wěn)性差。提升機(jī)在爬行和減速階段的速度控制性差，會(huì)對(duì)鋼絲繩等其它提升設(shè)備造成不可避免的機(jī)械損傷，也容易造成停車(chē)位置不準(zhǔn)確。

2、提升機(jī)電控系統(tǒng)優(yōu)化改造

電控系統(tǒng)控制的核心對(duì)象是礦井提升機(jī)，提升機(jī)的運(yùn)行應(yīng)該按照預(yù)定的力圖和速度圖，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)啟動(dòng)、等速運(yùn)行、減速運(yùn)行、爬行和停車(chē)，而且在運(yùn)行過(guò)程中要有較好的安全性和可靠性。那么可以選用PLC控制系統(tǒng)構(gòu)造的交流提升機(jī)系統(tǒng)。

2.1 系統(tǒng)的優(yōu)化，

（1） 變頻調(diào)速。從交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速公式n=60f（1一s）/p可以看出.通過(guò)改變電源的頻率f.就可以實(shí)現(xiàn)交流電機(jī)的調(diào)速。這種調(diào)速方法和轉(zhuǎn)子側(cè)串聯(lián)電阻來(lái)進(jìn)行調(diào)速相比。變頻調(diào)速具有非常大的優(yōu)勢(shì)：①電能的利用率高，功率因數(shù)幾乎達(dá)到1。對(duì)裝有AFE變頻器的電控系統(tǒng)可以安裝在重物下放過(guò)程中勢(shì)能轉(zhuǎn)化成電能系統(tǒng)，具有較高的電能利用效率，而且對(duì)電網(wǎng)電流沒(méi)有諧波污染。②具有啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)矩大，啟動(dòng)和加速所需電流較小。所以對(duì)電網(wǎng)和設(shè)備的破壞性小，能完成提升機(jī)的恒定減速制動(dòng)、無(wú)級(jí)調(diào)速或者恒定加速，較好的預(yù)防過(guò)卷、過(guò)放事故的發(fā)生。③啟動(dòng)和加減速制動(dòng)平穩(wěn)，減小了對(duì)鋼繩的機(jī)械損傷，延長(zhǎng)了鋼繩的使用壽命。④變頻調(diào)速控制電機(jī)和繞線式電機(jī)比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，電機(jī)沒(méi)有換相器件.無(wú)需特殊維護(hù)等。

（2）老式電控中的繼電器單元由PLC來(lái)替代。這種方法減少了速度繼電器和方向繼電器等的使用.控制線路得到了簡(jiǎn)化。而且PLC軟件控制可方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)編碼器的深度值進(jìn)行比較以及錯(cuò)向，還可以堵轉(zhuǎn).編碼器的等速過(guò)速。大大提高了控制系統(tǒng)的安全性和可靠性。

2.2 PLC電控礦井提升機(jī)

常用PLC電控礦井提升機(jī)的構(gòu)成有：①主控PLC電路（主要實(shí)現(xiàn)PLC電控系統(tǒng)內(nèi)部電路）、②提升行程檢測(cè)與顯示電路（主要實(shí)現(xiàn)提升機(jī)的實(shí)時(shí)位置檢測(cè)與主畫(huà)面的顯示）、③提升速度檢測(cè)（主要實(shí)現(xiàn)提升機(jī)速度檢測(cè)）、④提升信號(hào)電路（主要實(shí)現(xiàn)提升機(jī)接收啟動(dòng)或停車(chē)信號(hào)）、⑤主電路（主要實(shí)現(xiàn)礦井提升機(jī)的主電路系統(tǒng)，包括電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)系統(tǒng)等）。

電控系統(tǒng)控制的核心對(duì)象是礦井提升機(jī)，提升機(jī)的運(yùn)行應(yīng)該按照預(yù)定的力圖和速度圖，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)啟動(dòng)、等速運(yùn)行、減速運(yùn)行、爬行和停車(chē)，而且在運(yùn)行過(guò)程中要有較好的安全性和可靠性。其運(yùn)行方式有正常狀態(tài)和故障狀態(tài)，我們主要介紹正常狀態(tài)下的操作運(yùn)行，即啟動(dòng)———加速運(yùn)行———恒速運(yùn)行———減速運(yùn)行———停車(chē)。

（1）啟動(dòng)。首先確認(rèn)主令手柄在零位電控系統(tǒng)，以保證能接收到開(kāi)車(chē)信號(hào)；然后，等待井口發(fā)出開(kāi)車(chē)信號(hào)，收到信號(hào)后啟動(dòng)液壓油泵和潤(rùn)滑油泵，等待潤(rùn)滑油壓力超過(guò)電接點(diǎn)壓力表上最低設(shè)定油壓值；最后允許開(kāi)車(chē)。若上述過(guò)程出現(xiàn)故障，則必須等待維修人員排除故障之后，再按故障復(fù)位按鈕復(fù)位PLC所記憶的故障之后，再重復(fù)以上步驟。

（2）加速運(yùn)行。啟動(dòng)后，在保證提升機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定的前提下通過(guò)緩慢推動(dòng)主令控制器手柄使得繼電器合閘，繼而提升機(jī)速度得到提升。

（3）恒速運(yùn)行。提升機(jī)速度達(dá)到恒速時(shí)，控制線路不發(fā)生變化。

（4）減速運(yùn)行。實(shí)時(shí)觀測(cè)提升機(jī)的運(yùn)行位置，當(dāng)達(dá)到減速需要時(shí)，會(huì)有操作臺(tái)減速燈的提示。在減速階段時(shí)，有兩種操作方式：①斷開(kāi)主電機(jī)高壓電源，提升機(jī)主電機(jī)處于斷電狀態(tài)，在慣性的作用下繼續(xù)運(yùn)行，同時(shí)受到外力緩慢減速。②保持主電機(jī)高壓電源，根據(jù)提升機(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)緩慢的下拉主令控制器手柄，完成提升機(jī)運(yùn)行速度減小的任務(wù)；

（5）停車(chē)。當(dāng)滿足停車(chē)要求時(shí)，把主令控制器手柄回零，完成停車(chē)。

3、結(jié)語(yǔ)

針對(duì)礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造后，絞車(chē)運(yùn)行更有效率的，操作人員也能操作更方便和簡(jiǎn)捷。優(yōu)化改造后系統(tǒng)運(yùn)行更加平穩(wěn)，減少了操作時(shí)間和休止時(shí)間，增加了礦井的提升能力，提高礦山工程的可靠性和安全性?？傊墒斓男录夹g(shù)值得我們?cè)趯?shí)際工作中借鑒使用，以最大程度地促進(jìn)礦井的節(jié)能降耗，實(shí)現(xiàn)礦井的高效運(yùn)行，提高煤礦的收益，并使其更加安全可靠，確保礦井安全生產(chǎn)。

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作者簡(jiǎn)介

王遠(yuǎn)世，畢業(yè)于安徽理工大學(xué)，工作于國(guó)投新集一礦機(jī)電辦.