岳志華

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國對于能源的需求在不斷增加。在我國一次能源的結(jié)構(gòu)比重中，煤炭仍然占據(jù)著極大的比重，做好煤炭的開采對于確保經(jīng)濟(jì)的健康、穩(wěn)定發(fā)展有著極為重要的意義。煤礦提升機(jī)是在煤炭開采中應(yīng)用極為廣泛的一種設(shè)備，其能夠完成井下煤炭與人員提升的重要任務(wù)，做好煤礦提升機(jī)的自動(dòng)化改造，提高其自動(dòng)化能力，對于確保煤礦提升機(jī)的安全使用有著極為重要的意義。本文在分析煤礦提升機(jī)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上對如何做好煤礦提升機(jī)的自動(dòng)化改造進(jìn)行了分析闡述。

關(guān)鍵詞：煤礦提升機(jī)；電氣改造；自動(dòng)化；PLC

中圖分類號(hào)： TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

煤礦提升機(jī)是礦山電力拖動(dòng)系統(tǒng)的重要組成之一，其能夠在井下人員與煤炭的提升中發(fā)揮出巨大的作用，是一種在煤炭開采中極為重要的設(shè)備。長期以來煤礦提升機(jī)作為煤礦中的重要的提升設(shè)備由于種種原因一直未能更新。煤礦提升機(jī)長時(shí)間的使用使得其功用已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足現(xiàn)今快速提升的采礦需求，并對煤炭的安全生產(chǎn)埋下了較大的安全隱患，因此，需要做好對于煤礦提升機(jī)的自動(dòng)化改造提升其自動(dòng)化水平，確保煤礦提升機(jī)能夠安全可靠地運(yùn)行。

1. 煤礦提升機(jī)自動(dòng)化改造所面臨的問題

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國各煤礦開采企業(yè)中所使用的煤礦提升機(jī)主要依靠的是低于1000W的交流異步電動(dòng)機(jī)來拖動(dòng)的，對于電動(dòng)機(jī)的供電多數(shù)依靠的是FD機(jī)組來實(shí)現(xiàn)的，對于煤礦提升機(jī)的制動(dòng)主要采用的是晶閘管裝置，此套控制系統(tǒng)可靠性與監(jiān)控能力都有所不足，在后期的改造中在煤礦提升機(jī)上添加了深度指示器和自動(dòng)控速等的保護(hù)設(shè)備以提高煤礦提升機(jī)的可靠性與安全性。在煤礦提升機(jī)的使用過程中由于煤礦提升機(jī)承受較大的負(fù)載力使得煤礦提升機(jī)的故障頻發(fā)，根據(jù)其所造成的嚴(yán)重程度可以分為損壞型故障（包括有鋼絲繩過卷、機(jī)械斷軸等）和提示性故障報(bào)警（如油溫過高、油壓不足等）。傳統(tǒng)的煤礦提升機(jī)的控制系統(tǒng)在使用中故障頻發(fā)、穩(wěn)定性較差從而為煤炭的安全生產(chǎn)帶來的不小的安全隱患，因此需要通過對煤礦提升機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行電氣化改造提升其自動(dòng)化水平以使得煤礦提升機(jī)的控制系統(tǒng)更為安全、高效。

2. 煤礦提升機(jī)的自動(dòng)化改造

在對煤礦提升機(jī)的電氣系統(tǒng)進(jìn)行改造的過程中可以充分利用貯備技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，通過在電氣控制系統(tǒng)中增設(shè)貯備單元用以在煤礦提升機(jī)電氣控制系統(tǒng)中的一部分單元損壞時(shí)可以及時(shí)地切換至貯備單元以快速的恢復(fù)對于煤礦提升機(jī)的控制。在煤礦提升機(jī)的自動(dòng)化改造中需要以PLC作為控制改造的核心，在PLC邏輯程序的編制時(shí)需要對煤礦提升機(jī)的各項(xiàng)電氣控制功能進(jìn)行系統(tǒng)性的分析從而確保PLC程序編制的完善，在PLC的所編制的邏輯程序中主要涉及后備保護(hù)、減速過程中的若干自動(dòng)設(shè)定和功能的執(zhí)行等以及煤礦提升機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控，對于煤礦提升機(jī)運(yùn)行中的各種異常狀態(tài)進(jìn)行提示報(bào)警（如油溫過高、油位過低等）。通過使用PLC作為控制核心將會(huì)使得原煤礦提升機(jī)的電氣控制系統(tǒng)大為簡化，在降低煤礦提升機(jī)電氣控制系統(tǒng)成本的同時(shí)也使得其可靠性與安全性大為加強(qiáng)。在煤礦提升機(jī)中所使用的傳統(tǒng)的機(jī)械式深度指示器極為笨重，且對于深度的指示存在著一定的誤差，在對深度指示器進(jìn)行改造的過程中將其改造為數(shù)字式深度指示器，通過將深度指示器與PLC控制器進(jìn)行鏈接通信，從而使得PLC能夠?qū)γ旱V提升機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控保護(hù)。在煤礦提升機(jī)的電氣改造中關(guān)鍵是要做好煤礦提升機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)的改造，將傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)改造為變頻器控制系統(tǒng)，變頻器通過“交流-直流-交流”的轉(zhuǎn)變方式來實(shí)現(xiàn)對于煤礦提升機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩的控制，從而使得煤礦提升機(jī)提升電機(jī)的控制更為平滑、可靠，同時(shí)通過使用變頻器來控制煤礦提升機(jī)的提升電機(jī)能夠有效降低煤礦提升機(jī)提升電機(jī)的電能消耗，降低企業(yè)的成本。此外，相較于傳統(tǒng)的電阻、接觸器等的煤礦提升機(jī)提升電動(dòng)機(jī)的控制方式，使用變頻器來對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制有效簡化了控制系統(tǒng)，從而使得煤礦提升機(jī)電氣控制系統(tǒng)的故障率大為降低，安全性和效率都大為提高。

此外，在對煤礦提升機(jī)電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行改造的過程中還可以采用標(biāo)準(zhǔn)化插件結(jié)構(gòu)、電氣模塊來對原有的控制核心器件進(jìn)行更換的改造方式，采用此種改造方式相對于前文所述的全面自動(dòng)化改造成本較低且耗時(shí)較少，能夠使得煤礦提升機(jī)的電氣改造在最短的時(shí)間內(nèi)完成，從而恢復(fù)生產(chǎn)，但是此種改造方式存在的缺陷是改造后的新舊元件之間存在著一定的兼容性隱患和通信等的缺陷，從而為煤礦提升機(jī)的安全、可靠運(yùn)行埋下了較大的隱患。

此外在煤礦提升機(jī)的自動(dòng)化改造過程中可以通過引入局域網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)在煤礦提升機(jī)監(jiān)控中的應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)對于煤礦提升機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，對于煤礦提升機(jī)運(yùn)行中所存在的問題能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并予以解決。此外可以做好PWM整流控制技術(shù)的應(yīng)用用以降低網(wǎng)側(cè)電流的諧波，減少其所帶來的諧波污染，提高煤礦提升機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的安全性與可靠性。在煤礦提升機(jī)的自動(dòng)化改造過程中還可以通過將雙套配置引入到對于煤礦提升機(jī)的行程監(jiān)控與安全回路中通過采用多重防護(hù)措施對其安全性參數(shù)來進(jìn)行改善，提高其故障判斷與記憶了能力從而使得煤礦提升機(jī)故障檢修時(shí)能夠及時(shí)對煤礦提升機(jī)的故障位置進(jìn)行定位提高煤礦提升機(jī)的故障檢修效率，確保煤礦提升機(jī)的安全、可靠地運(yùn)行。

結(jié)語

煤礦提升機(jī)是煤炭開采中的重要設(shè)備，傳統(tǒng)的煤礦提升機(jī)電氣控制系統(tǒng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足控制需求，通過引入PLC為核心來對煤礦提升機(jī)的電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化改造從而使得煤礦提升機(jī)的電氣控制系統(tǒng)大為簡化且控制效率與控制安全性都大為提高。在煤礦提升機(jī)自動(dòng)化改造的過程中通過引入上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)對于煤礦提升機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，保障煤礦提升機(jī)的安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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