任保將

摘要

本文主要講述了提升機(jī)雙電控系統(tǒng)在煤礦提升系統(tǒng)中的探索和研究，通過在保留提升機(jī)原電控系統(tǒng)的前提下，增加一套直流調(diào)速系統(tǒng)與PLC控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)新舊調(diào)速系統(tǒng)和新舊PLC控制系統(tǒng)的互為備用、快速切換。

【關(guān)鍵詞】提升機(jī) 雙電控系統(tǒng) 快速切換

1 背景介紹

提升機(jī)作為煤礦大型固定設(shè)備，擔(dān)負(fù)著礦井人員、設(shè)備、物料下井主要任務(wù)，是礦井安全生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié)，提升機(jī)的安全運(yùn)行是礦井機(jī)電設(shè)備管理的重中之重，而提升機(jī)電控系統(tǒng)決定著提升機(jī)是否能安全可靠的運(yùn)行。

五陽煤礦南豐進(jìn)風(fēng)井提升系統(tǒng)裝備一部型號(hào)為JKMD-3.5×4[Ⅲ]E型多繩摩擦式提升機(jī)，提升機(jī)主控系統(tǒng)采用SIEMENS公司SIMATICS7-400.通過對(duì)提升機(jī)的使用過程中，我們發(fā)現(xiàn)，提升機(jī)單一電控系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各類故障，由于電控設(shè)備復(fù)雜，元器件多，給故障的排查帶來了諸多不便，影響了人員和物料的提升，進(jìn)而影響到了礦井正常生產(chǎn)。

2 研究論證

我礦機(jī)電工程技術(shù)人員通過查閱資料、文獻(xiàn)，多方調(diào)研和考察，對(duì)提升機(jī)電控系統(tǒng)的運(yùn)行方式進(jìn)行了討論和研究，提出了“提升機(jī)雙電控系統(tǒng)”這一研究方向，其主要內(nèi)容就是增加一套PLC主控系統(tǒng)以及直流調(diào)速系統(tǒng)，并且保留原電控系統(tǒng)和直流調(diào)速系統(tǒng)，且能實(shí)現(xiàn)新舊調(diào)速系統(tǒng)和新舊PLC控制系統(tǒng)的互為備用、快速切換。其優(yōu)點(diǎn)是：在一套主控或者調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)故障，無法快速恢復(fù)的情況下，可以迅速切換至備用系統(tǒng)，這樣既不影響提升機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，又有充足的時(shí)間來處理故障，從而確保提升系統(tǒng)安全可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。但是由于存在兩套電控系統(tǒng)，其系統(tǒng)比較復(fù)雜，檢修工作量大，所以這種雙電控系統(tǒng)運(yùn)行方式對(duì)檢修人員的素質(zhì)和業(yè)務(wù)技能要求比較高。

要實(shí)現(xiàn)新舊調(diào)速系統(tǒng)和新舊PLC控制系統(tǒng)的互為備用、快速切換，必須滿足以下條件：

（1）新舊控制系統(tǒng)和調(diào)速系統(tǒng)切換簡單、快捷、可靠;

（2）新電控的關(guān)鍵信號(hào)不與舊電控混用，保證新電控的獨(dú)立可靠性。

（3）所有更換的設(shè)備需與原電控系統(tǒng)兼容，能實(shí)現(xiàn)獨(dú)立運(yùn)行和互備控制。

3 提升機(jī)雙電控系統(tǒng)實(shí)施方案

3.1 總體思路

針對(duì)目前提升機(jī)電控系統(tǒng)運(yùn)行情況，增加一套PLC主控系統(tǒng)以及直流調(diào)速系統(tǒng)，并且保留原電控系統(tǒng)和直流調(diào)速系統(tǒng)，改造后的新舊兩套電控系統(tǒng)均應(yīng)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)具有檢修、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、提物、保護(hù)試驗(yàn)等功能，具備自動(dòng)化開車功能。且能實(shí)現(xiàn)新舊調(diào)速系統(tǒng)和新舊PLC控制系統(tǒng)的互為備用、快速切換，在一套主控或者調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)故障，無法快速恢復(fù)的情況下，可以迅速切換至備用系統(tǒng)，從而確保提升系統(tǒng)安全可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.2 系統(tǒng)設(shè)備組成

（1）提升機(jī)雙電控系統(tǒng)主要由共用部分、獨(dú)立部分兩部分組成，具體內(nèi)容如下：

共用部分：①共用部分不需要切換的有：電機(jī)、高壓供電、輔助變電器、整流變壓器、快開、電抗器、操作臺(tái)（包括速度手把、指示燈、深度指示器顯示等）。②共用部分需要切換的有：信號(hào)系統(tǒng)、高壓合分狀態(tài)信號(hào)、井筒開關(guān)、軸編碼器、快開信號(hào)、變壓器溫度巡檢儀、右操作臺(tái)的按鈕及轉(zhuǎn)換開關(guān)等信號(hào)，通過信號(hào)切換柜來實(shí)現(xiàn)切換。

獨(dú)立部分：①新舊傳動(dòng)系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行;②新舊提升機(jī)控制系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行;

（2）需增加的設(shè)備及作用。實(shí)現(xiàn)雙電控系統(tǒng)，需要增加的設(shè)備有：信號(hào)切換柜、PLC柜、主電樞整流柜、勵(lì)磁整流柜、主回路切換柜。

其中主回路切換柜，能實(shí)現(xiàn)電樞變壓器到新舊電樞整流柜，新舊電樞整流柜到直流快開的快速切換。這樣就能實(shí)現(xiàn)主電機(jī)的新舊直流調(diào)速系統(tǒng)的切換。

信號(hào)切換柜設(shè)置信號(hào)分站，用于提升機(jī)關(guān)鍵信號(hào)的切換。信號(hào)系統(tǒng)、高壓柜、快開、變壓器溫度巡檢儀等共用信號(hào)接入信號(hào)切換柜，通過內(nèi)置的轉(zhuǎn)換開關(guān)分別分配給新舊系統(tǒng)。所有的切換信號(hào)有切換保護(hù)控制裝置進(jìn)行信號(hào)閉鎖保護(hù)，新舊控制系統(tǒng)能自動(dòng)識(shí)別狀態(tài)及完成設(shè)備運(yùn)行控制功能。

3.3 新舊切換系統(tǒng)簡介

3.3.1 主回路調(diào)速系統(tǒng)切換方式

配置1臺(tái)主回路切換柜，采用大電流刀閘快關(guān)對(duì)主回路進(jìn)行切換，實(shí)現(xiàn)新傳動(dòng)系統(tǒng)與舊傳動(dòng)系統(tǒng)主回路的切換。主回路切換柜用于將電樞變壓器出線分別引入新舊電樞整流柜處，新舊電樞整流柜通過主回路切換柜將出線引入主回路。采用本切換裝置可實(shí)現(xiàn)快速切換，減少對(duì)生產(chǎn)的影響，方便對(duì)故障整流裝置的維修。主回路轉(zhuǎn)換柜配置4臺(tái)三刀雙置開關(guān)，主控對(duì)轉(zhuǎn)換進(jìn)行監(jiān)視保護(hù)。

3.3.2 新舊信號(hào)系統(tǒng)切換方式

所有切換的信號(hào)為公共信號(hào)。公共信號(hào)包括：高壓系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、操作臺(tái)等關(guān)鍵信號(hào)，新舊控制系統(tǒng)共用一套公共信號(hào)。

公共信號(hào)由現(xiàn)場實(shí)際信號(hào)起始點(diǎn)引出線，引至信號(hào)切換柜公共端輸入端子，切換端輸出端子分別接新、舊系統(tǒng)的兩個(gè)通道，分別進(jìn)入各自的PLC.配置轉(zhuǎn)換開關(guān)，轉(zhuǎn)換開關(guān)有舊電控通道和新電控通道兩種狀態(tài)，且設(shè)有閉鎖，避免誤操作。

3.4 操作臺(tái)改造

為實(shí)現(xiàn)雙電控系統(tǒng)的使用和操作，需要對(duì)現(xiàn)有操作臺(tái)進(jìn)行改造，加裝相應(yīng)的轉(zhuǎn)換開關(guān)，按鈕，用做新電控系統(tǒng)的控制輸入點(diǎn)。

保留原操作臺(tái)PLC作為分站與新系統(tǒng)主控PLC通訊，接收操作臺(tái)按鈕、指示燈和速度手把信號(hào)。

在操作臺(tái)增加一套與原系統(tǒng)相同配置PLC作為其備用。

在操作臺(tái)增加一套上位機(jī)系統(tǒng)，用于新電控系統(tǒng)的監(jiān)控和操作。

3.5 新舊電控系統(tǒng)操作及切換流程

在當(dāng)前提升機(jī)電控系統(tǒng)出現(xiàn)故障，無法快速排查出故障點(diǎn)，或者故障無法在短時(shí)間內(nèi)處理好的情況下，我們就需要對(duì)電控系統(tǒng)進(jìn)行切換，通過在主回路切換柜和信號(hào)切換柜進(jìn)行簡單操作，來實(shí)現(xiàn)新舊兩套電控系統(tǒng)的互相切換作業(yè)。

4 預(yù)期效果和前景展望

通過對(duì)南豐提升機(jī)電控系統(tǒng)進(jìn)行改造，采用互為切換備用的雙電控系統(tǒng)，能在當(dāng)前在用系統(tǒng)故障的情況下，迅速切換到備用系統(tǒng)，減小機(jī)電設(shè)備事故率，從而實(shí)現(xiàn)提升系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)轉(zhuǎn)，從而保障礦井安全高效生產(chǎn)。具備一定的可行性，可在各煤礦提升系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用。

煤礦生產(chǎn)作為高危行業(yè)，其設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性至關(guān)重要，因此，積極探索和改進(jìn)煤礦裝備，不斷提高煤礦裝備穩(wěn)定性，縮短故障時(shí)間，確保煤礦安全高效生產(chǎn)，是我們常抓不懈的一項(xiàng)重點(diǎn)工作。