侯小東

[摘 ? ?要]通過自動化控制系統(tǒng)，有助于更好把控整個提升過程，為采礦施工有效的開展提供強有力的保障。首先介紹了提升機運用狀況，然后提出了系統(tǒng)要求，其中包括提高過程自動化控制、提高行程自動化控制、回路自動化控制，最后針對于立井提升系統(tǒng)，探討了PLC自動化控制技術(shù)的具體運用，進一步提高系統(tǒng)的利用效果。

[關(guān)鍵詞]自動化控制;立井提升機;煤礦;驅(qū)動系統(tǒng);PLC

[中圖分類號]TD633 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）08–000–02

[Abstract]Through the automatic control system， it is helpful to better control the entire lifting process， provide a strong guarantee for the effective development of mining construction， and provide a strong guarantee for the effective development of mining construction. The article first introduces the operating conditions of the lifter， and then puts forward the system requirements， including the improvement process Automated control， improved stroke automated control， loop automated control， and finally for the vertical shaft hoisting system， the specific application of PLC automation control technology was discussed to further improve the utilization effect of the system.

[Keywords]automatic control; shaft hoist; coal mine; drive system; PLC

1 概述

煤礦采煤中，應(yīng)當(dāng)通過合理的設(shè)備，來完成對機械以及人員的輸送，促使生產(chǎn)作業(yè)可以正常開展，尤其是煤礦立井提升機，這一設(shè)備能夠起到很大的作用，屬于一種關(guān)鍵的設(shè)施。該設(shè)施主要包含2個部分：①控制系統(tǒng);②工作結(jié)構(gòu)。

基于對自動化技術(shù)的引入，使得自動化控制系統(tǒng)得以形成，由此為更好利用提升機創(chuàng)造有利的條件，可以達到自動化控制的目的，使得提升機的性能變得更為完善。

2 研究背景

（1）一般對于煤礦和金屬礦來說，往往會利用到較多的運輸設(shè)施，其中礦井提升機較為突出。對于礦井提升系統(tǒng)來說，其結(jié)構(gòu)是非常復(fù)雜的。包含一系列的環(huán)節(jié)，對于各個工序的控制還有著一定的區(qū)別，系統(tǒng)慣性相對突出，存在各種各樣的工作情況。系統(tǒng)中即便存在安全舉措，但是由于作業(yè)環(huán)境十分嚴峻，極有可能會降低部分零件的功能，因為系統(tǒng)具有非自動化功能，大部分情況下都是借助人工方式完成操作的，人工操作出現(xiàn)的誤差將對監(jiān)測及控制效果產(chǎn)生影響.

在一定程度上降低安全性能，因此當(dāng)系統(tǒng)處于工作狀態(tài)時，還是極易產(chǎn)生多種故障。因為部分零件功能降低，所以很難有效確保提升系統(tǒng)的運行，若是并未遵循規(guī)劃的線路運行，將很容易產(chǎn)生故障情況，若是情況嚴重的話，將會對工作人員的安全造成影響，進一步對煤礦企業(yè)造成不可估量的損失。

（2）針對提升機來說，其制動的安全性及平穩(wěn)性，在大多數(shù)情況下，都是取決于電氣控制系統(tǒng)的性能。

對電氣控制系統(tǒng)而言，能夠更好地掌控機械運行速度，降低機械的磨損程度，減小維修率，從而增加機械的應(yīng)用期限。因此，有必要強化對該系統(tǒng)的研究，這是一項非常關(guān)鍵的課題，伴隨自動化技術(shù)的進步，在功能方面也有了更為苛刻的要求，當(dāng)然電氣傳動形式也不例外。

具體表現(xiàn)在，針對提升機而言，應(yīng)具備良好的提升能力，且有著較好的使用性能;對于電氣傳動系統(tǒng)來說，應(yīng)可以快速完成正轉(zhuǎn)及反轉(zhuǎn)運動，并實現(xiàn)準確的制動，具備高性能等。

3 煤礦立井提升機運用狀況

（1）煤礦生產(chǎn)中，往往會通過對提升機的使用，從而達到提升設(shè)備的目的，不過在提升的過程中有著或大或小的問題，因為精度缺乏精準性，使得在控制中極有可能形成誤差，對于設(shè)置位置以及停車位置來講，兩者有著相對大的差異。

（2）在中途停車的情況下，常常有著這樣的現(xiàn)象，即停車存在錯誤。當(dāng)具體提升時，自動化水平并不是很高，常常需要借助人工來完成操作，在這樣的情況下，無法確保作業(yè)的安全。對于這一豎井提升機來講，當(dāng)處于兩個環(huán)節(jié)相對突出，也就是加速以及減速環(huán)節(jié)，當(dāng)處于這兩個環(huán)節(jié)，接觸器運行相對頻繁，會釋放出更多的噪音，由此能對接觸器的使用年限造成影響，使得出現(xiàn)故障的概率變大，因為是通過人工來完成操作的，并不屬于自動化，所以在出現(xiàn)故障的情況下，一定程度上會影響到人們的安全。

（3）一般就提升機而言，都會實施電阻能耗控制，而這會消耗很多的能源，當(dāng)提升或者減速時，對能量的消耗更為突出，就煤礦企業(yè)來講，如果能耗偏大的話，則不利于提高經(jīng)濟效益，另外能量的過于消耗，也違背了節(jié)能減排的要求。

4 煤礦立井提升機自動化控制系統(tǒng)要求

某一礦井擔(dān)負著主提升的任務(wù)，配置著繞式提升機，對于所選用的電機來講，其功率大小達到800 kW，將7 t的箕斗當(dāng)作提升容器。另外就新副井而言，也擔(dān)負著一系列的提升任務(wù)，例如煤礦機械的提升，配置著摩擦輪提升機，對于所選用的電機來講，其功率大小達到400 kW，將1 t的罐籠當(dāng)作提升容器。伴隨自動化技術(shù)的持續(xù)進步，使得在很多的領(lǐng)域，電氣自動化控制得到了大力的推廣，當(dāng)然礦井提升機也不例外，目前，無論是國外還是國內(nèi)，該項技術(shù)都較為成熟，同時也取得了可觀的應(yīng)用效果，對于在提升機上的運用，本文主要從以下幾點進行分析，也就是提高過程自動化控制、提高行程自動化控制以及回路自動化控制，以期能為有關(guān)人員提供借鑒。

（1）提高過程自動化控制。因為系統(tǒng)有著一系列的優(yōu)勢，例如運算速率理想、有著較好的靈活性等，所以可以開展故障診斷，可以基于交流變頻裝置，向其中引入這一系統(tǒng)，促使控制效果更為突出，可以把預(yù)測以及控制等，有效組合于控制總線，以針對于靜止變流器，達到傳動控制的目的，與此同時，對變量開展科學(xué)合理地調(diào)整。

（2）提高行程自動化控制。在對提升機進行控制時，應(yīng)對位置進行全面控制，讓它可以在準確的位置上停車。借助電氣自動化控制，有利于更好地完成傳感信號的收集和處理工作，并科學(xué)的求出罐籠位置，然后對其開展控制保護工作。在對罐籠進行提升的過程中，應(yīng)防止出現(xiàn)爬行提升現(xiàn)象，這樣才能有效增加提升效率。

（3）回路自動化控制。若是設(shè)備出現(xiàn)故障，想要更好地完成保護工作，防止出現(xiàn)不良后果，需對安全回路進行科學(xué)設(shè)置，為設(shè)備的應(yīng)用安全提供可靠保障。就安全回路來說，它可以結(jié)合故障產(chǎn)生的原因，通過多種處理方式來實現(xiàn)，還擁有一定的監(jiān)視功能，無論是設(shè)備故障還是電氣問題，都可以獲得安全制動效果。

5 PLC自動化控制技術(shù)在系統(tǒng)中的運用

伴隨社會經(jīng)濟的發(fā)展，再加上生產(chǎn)力持續(xù)的進步，對于電氣自動化來講，其屬于一種生產(chǎn)力工具，不但有助于促進社會的進步，也可以有效提升作業(yè)效率，確保整體的工作效果。通過有效運用這一項技術(shù)，可為產(chǎn)業(yè)更好的發(fā)展，提供有力的支持，并且也有助于進行開采作業(yè)。在提升系統(tǒng)中包括多個構(gòu)成部分，例如主控系統(tǒng)，其屬于核心的系統(tǒng)，可以有效檢測及保護工作過程。在這些系統(tǒng)的配合下運行，有利于讓提升系統(tǒng)更好地發(fā)揮作用。

（1）井筒信號系統(tǒng)。對于這一系統(tǒng)來說，主要包含著兩個部分，也就是操車以及信號系統(tǒng)，當(dāng)然也包括一些別的成分，例如PLC控制箱。在信號裝置中還包含多個構(gòu)成部分，如CPU及小型繼電器等。當(dāng)運行時還具有信號采集及邏輯運算等特點，基于通訊系統(tǒng)的支持，能夠更好地完成井口信號同車房顯示屏的信號傳輸。就電源模塊來講，它可以增強裝置運行時的電能，信號顯示屏則能展示出實際的工作狀態(tài)，通過繼電器的作用，能夠?qū)崿F(xiàn)電氣隔離。

（2）驅(qū)動系統(tǒng)。對于驅(qū)動系統(tǒng)而言，可以起到很好的監(jiān)測及保護作用，在該系統(tǒng)中還存在著多種控制功能，例如驅(qū)動以及電流控制。對于驅(qū)動控制來說，無論是位置還是速度，都可以達到保護的目的，并獲得主控PLC系統(tǒng)的命令，利用位置系統(tǒng)和速度PID可以對程序進行有效地調(diào)節(jié)，把電流計勵磁控制傳輸給電樞電流計勵磁電流，然后發(fā)送脈沖信號給勵磁變流器，會按照系統(tǒng)的調(diào)節(jié)來全面強化提升機的運行，進一步增強其運行效果。

（3）主控系統(tǒng)。在PLC控制中，最關(guān)鍵的部分就是主控系統(tǒng)，它可以完成提升機運行的順序控制等功能，根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計標準，對有關(guān)的硬件和PLC通訊進行設(shè)置，以達到系統(tǒng)的控制和監(jiān)控目的。

（4）診斷報警系統(tǒng)。針對診斷報警系統(tǒng)來說，它有著很好的保護作用，在這之中包含一系列的功能，如自動診斷及報警功能。其報警將顯示出通訊故障及漏電閉鎖等問題。若是出現(xiàn)故障，該系統(tǒng)能夠自行進行診斷，且還能實現(xiàn)自動報警，根據(jù)故障的具體狀況，找出故障出現(xiàn)的部位，分析故障狀態(tài)，從而將其解決掉。

6 自動化控制技術(shù)在系統(tǒng)中實現(xiàn)的功能

在礦井中應(yīng)用的控制裝置，大部分都是機電裝置，亦或是接觸器，該系統(tǒng)的穩(wěn)定性相對不好，在運行過程中還極易出現(xiàn)故障，且耗費電量比較多，因此礦井的經(jīng)濟成本相對較多，這將不利于礦井的正常生產(chǎn)。若是借助機電一體化技術(shù)將能較好地防止故障問題，有利于確保作業(yè)人員安全，減少設(shè)備維修費用，增強其運行效率，從而進一步提升礦井的安全，確保生產(chǎn)的高效性。

（1）借助自動化技術(shù)，可以達到集中控制的目的，同時還能對有關(guān)人員進行監(jiān)視，完成絞車打點及提升等工作。

（2）就主井來說，應(yīng)按照PLC系統(tǒng)及信號PLC系統(tǒng)，構(gòu)建通訊聯(lián)系，從而達到邏輯控制及相互閉鎖的目的，構(gòu)建數(shù)據(jù)集成及處理等一體的智能控制系統(tǒng)，有利于全面確保絞車安全。

（3）可以實時監(jiān)測提升機的提升過程，如對電流及天輪軸溫度進行監(jiān)測，最大限度地防止提升機出現(xiàn)超載及二次裝載等事故。

（4）完成集控手動、全自動及檢修之間的相互轉(zhuǎn)換。當(dāng)正常生產(chǎn)時，可通過集控全自動來實現(xiàn)運行;若是某一運行環(huán)節(jié)發(fā)生故障，那么絞車房就會發(fā)出報警信號，同時還會將絞車信號系統(tǒng)關(guān)掉，將箕斗放到裝載部位，無法實現(xiàn)自動裝載，且也不能發(fā)出提升信號。在這一過程中，僅可以通過裝載硐室信號進行檢查確認，并借助手動裝載來實現(xiàn)檢修過程中的現(xiàn)場操作。

（5）可借助雙變頻控制系統(tǒng)，將兩套系統(tǒng)當(dāng)作備用，增強裝備水平，最大限度地減少控制系統(tǒng)事故，將其影響降到最低。

7 結(jié)束語

總之對于立丼提升機來講，可為施工準備、設(shè)備的運輸?shù)?，?chuàng)造有利的條件，為盡可能發(fā)揮提升機的作用，需要積極引入自動化控制技術(shù)，針對于自動化控制系統(tǒng)，不斷強化其自動化效果，確保系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的可靠以及安全，在具體應(yīng)用過程中，可以降低發(fā)生誤差的問題。

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