[摘 要]对新建煤矿矿井提升机交流提升电控系统改造前后的优缺点进行了分析，重点阐述了改造后的提升机全数字变频控制系统的功能组成和专用特点，指出新系统优势明显，值得推广。
　　[关键词]PLC；全数字变频控制系统；四象限；保护
　　中图分类号：TD534 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）18-0110-01
　　1 改造前提
　　國内矿井提升机的控制系统大多采用TKD系列交流提升机电控系统，受当时设计时期科技水平的限制，其组成主要为继电器、接触器等，这些触点器件，存在安全性差、稳定性差、控制精度低等不足，随着当今科学技术的快速发展和生产实际的迫切需要，应用现代机电一体化技术改造TKD电控系统是大势所趋，新建煤矿下大力度今年全面改造矿井提升机控制系统为全数字变频控制系统，用全数字直流调速装置来代替模拟直流电源，实现了动力制动，运行效果良好。提升机全数字变频控制系统，采用PLC控制技术、网络技术、变频调速技术，采用可控的变频调速取代交流绕线异步电动机的转子串电阻调速。不仅实现了电机的软启动、软停车，连续平滑调速，而且降低了制动能耗，实现节约电能。适用于单绳、多绳交流提升机控制。
　　2 系统的主要组成和功能分析
　　提升机全数字变频控制系统基于数字化、自动化、网络化和信息化等先进技术，采用“交流同步电机+可控硅变流十全数字调节控制+多PLC网络控制+上位机诊断与监控+局域网信息互联”的控制模式，提升机全数字变频控制系统由PLC主控柜、操作台、变频柜、制动柜、以及编码器、井筒传感器等组成。
　　2.1 PLC主控柜
　　PLC控制系统采用S7-300系列PLC，包括主控PLC、监控PLC、操作台PLC、液压站控制PLC和装卸载控制PLC，它们彼此通过PROFIBUS和MPI网进行数据交换，选用进口可编程序控制器和进口继电器，完成提升机手动、半自动、检修、紧急控制开车及低速爬行等运行方式的控制及特殊工况（如运输爆破器材、长材）等。其控制与提升信号系统之间相互闭锁，实现对调速系统行程、速度等的控制。系统采用软件和硬件冗余的安全回路，构成两重安全保护，并具有PLC故障状态下的低速故障开车功能。
　　2.2 变频器柜
　　矿井提升机作为一个典型的位势力矩负载，要求其拖动电动机在其机械特性的四象限内频繁周期性的进行启动、制动和反向运行，反映其运行状态的速度图和力图是根据设计的提升能力和安全规程确定的，对其在运行过程中的加速度、减速度以及各运行阶段的行程和最后的停车位置都有精确的要求和严格的限制采用矢量控制，配制动单元，满足提升机四象限运行要求，满足提升工艺要求的过载能力和安全系数，满足各种工况下力图的要求。
　　2.3 操作台
　　装有一体化工控机、打印机、指示灯、仪表、选择开关、按钮、速度给定旋钮、闸力调整手柄、声响设备等，实现提升机运行监控和操作。对提升机运行过程的动、静态参数进行监测监控，对提升机系统发生的轻重故障进行诊断和保存，实现图表显示、声光报警、各类报表的生成、打印和历史记录。）操作台上配备人机界面装置，通过与PLC系统建立点对点通信，综合整个提升系统的运行参数和运行状态，进行信息管理。
　　2.4 制动电阻柜
　　将提升机制动过程中不能及时回馈电网的少数能量消耗掉，实现平滑速度调节和平稳制动。
　　3 系统特点
　　全数字控制系统与改造前相比运行更加可靠。集成的操作台操作更加舒适和方便。周密的连锁方案避免误操作，更加安全。安全回路由PLC内部和外部AC回路串联实现。增加自动换向功能和故障语音报警功能。同时保护功能更加完善，除常规保护外，还具有深度指示器断轴保护、减速点后备保护、井口2m/s限速保护、开车错向保护、二级制动解除保护、减速段超速保护。
　　技术参数特别精确，定位精度≤±1cm。手动操作时，可控制油压在0～最大压力连续可调，提升速度在0～额定速度范围内连续可调。检修运行时，最大速度为0.5m/s，能够实现0～0.5m/s速度的连续可调，或者以0.5m/s的恒定速度运行。在PLC、监测系统局部故障时，提升机能实现低速应急运行，运行速度<2m/s。零速启动力矩可达160%～200%额定转矩。
　　4 结束语
　　矿井提升机全数字矿井提升机变频驱动系统从根本上解决了原有电阻调速控系统存在的各种弊病，使矿山提升驱动系统迈上了一个新的台阶。全数字变频控制系统的改造具有投资小、性能好、可靠性高、改造周期短和简便易行的特点，改造过程不会影响正常的生产，很具有实用性，值得各矿井引以借鉴。