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【摘 要】针对正鑫煤矿提升机电控系统存在运行成本高、能耗大、自动化程度低等问题，需要对其进行改造，改造后安全性能得到提高，事故率大大降低，安全效益、经济效益显著，对类似提升机改造有借鉴作用。
【关键词】PLC 电控系统 提升机
中图分类号：V351.31 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）35-032-01
近年来，随着矿山资源需求高速增长对矿山生产技术提出越来越高的要求国内绝大多数矿井提升机还使用TKD电阻调速.电控系统，属于国家明令禁止产品，主要存在以下缺点：①整个电控系统的继电器盘体积大，能耗高，接线复杂，电器气接点多，故障率高，查找故障困难，日常维修量大。②故障诊断能力差，不能直接指示故障类型及故障发生点，维护和维修时间长，工作量大。为解决上诉问题，提高生产效率，是现代化矿山技术改造的重点。在此情况下广泛应用于PLC提升机电控技术无疑是解决上述问题的有效手段。为此，正鑫煤矿结合矿井生产实际需要，决定采用PLC电控系统对提升机进行改造。
1 用途及适用范围
PLC型提升机控制系统适用于控制交流绕线式异步电动机的单绳缠绕式矿井提升机，电动机额定电压分别为交流电压380v、660v、6kv及10kv，可以与新安装的提升机配套，也可适用于对提升机电控的技术改造。
2 技术方案
提升机系统实现网络化。采用两台PLC用于控制，并将两台PLC、上位计算机、数字化变频装置和数字化调速装置等，通过工业网络连接在一起，在各个子系统完成独立功能的基础上实现集散控制，并预留与其它系统如提升信号系统、井下井上装卸载系统、矿山模拟调度系统等组成网络系统的接口，是提升机电控系统的硬件、软件配置更加简洁合理，系统的智能化水平得到极大的提高，整个系统安全可靠。
采用大功率电子式接触器，并用于对大型交流提升机的加速、减速、停车进行控制。实现非接触式无触点的开关控制，使电控系统中的元器件数量和设备间的连线大幅降低，提高电控系统的安装调试效率，且做到无噪声、寿命长、免维修。
在每一套电控系统中，采用2套PLC进行冗余控制，每一个系统具有2套以上完全独立的深度、速度检测及采样通道，并通过2套独立的PLC之间的各种参数进行比较判别，确保提升机电控的关键控制环节，如减速、速度包络线保护、速度定点检测保护、安全回路、过卷保护、测速元件之间、深度采样元件之间均能实现2道以上的冗余串联控制，提高系统的安全可靠性。
上位机实现功能：在提升机的正常运行期间，作为提升机整机的监控系统；在安装调试、检修期间，作为PLC、数字化调速装置是的编程器进行编程工作；作为提升机电控系统工业局域网络与其它网络如INTERNET网的接口，节省设备投资，提高整机性能。
建立远程诊断服务网络，能利用厂家的技术优势，及时解决使用中出现的故障和问题，并便于设备的维护、保养。
电控系统的构成和配置提升机电控系统可简单的分为：控制系统（主控系统、辅控系统），调速控制系统（调速系统、供电系统），监控系统（上位机、操作台），提升机电控系统构成如图1所示
交流电控系统采用日本三菱公司原装FX2n双PLC 控制，定子采用真空换向接触器，转子采用大功率无触点转子电阻控制装置，减速制动装置采用数字化低频制动电源装置，操纵台采用网络化集散控制操纵台，配上位机监控系统，远程诊断专家服务系统。双PLC之间与减速制动装置、操纵台、上位机、远程诊断专家废物系统之间，通过网络进行数据交换通信，NT型提升机网络化集散控制交流系统如图2所示。
4 PLC电控系统调试
电控系统在完成设计、工厂制造检验和试验后、在正鑫矿有关技术人员和安装厂家技术人员共同努力下，调试完毕。在各种负载下运行证明，系统安全可靠，保护齐全灵敏满足各项要求。
5 PLC电控优点（与TDK电控相比）
（1）由PLC 控制系统代替了由原来的继电器逻辑和磁放大器闸控系统。原有系统继电器逻辑关系复杂，新的PLC系统用软件代替了原来的逻辑继电器，减少了控制元件的损耗，并且降低了设备故障率，提高了提升机运行的安全性、可靠性以及延长了电气设备的使用寿命。
（2）两套PLC控制器有主有从，互有分工，相互监视，从而确保了提升机安全运行。紧急情况下还具备低速应急开车功能。
（3）系统智能化水平高、人机界面优越，对于报警、运行状态和参数设定的综合诊断及监视信息，能以清晰的格式连续的显示在屏幕上，任何使提升机安全制动的第一故障点就会被立即锁定并显示出来，从而使操纵者立即予以确认并加以纠正。
（4）系统增加了许多检测、监控及提升机运行过程重要参数的记录功能，使调速工作简单方便，为提升机的故障原因及动态过程分析提供了依据，减少了查找故障时间，可靠性得到进一步提高。
（5）系统具有良好的容错能力，当各软、硬件功能与数据采集处理系统的通讯出错，以及当司机或运行人员在操作过程中发生一般性错误时，均不影响系统正常运行。对意外情况引起的故障，系统具备恢复功能。
（6）维护简单化、操作人性化，全中文监控系统使得提升机运行参数、运行状态、故障信息一目了然。自动、手动、半自动、检修等各种运行操作方法简单、可靠，全行程速度给定、速度闭环控制、可调闸闭环控制使得控制系统安全可靠，操作简便。
此次改造，采用目前比较先进的交流电控设备实现提升机的平稳调速控制，完善数字化控制、保护；简化了现场设备，也减少了故障产生的几率和维护的工作量；减少了对系统中机械部分的冲击振动，延长了设备的使用寿命；也提高了电控系统的可靠性，产生了较大的经济效益。
参考文献：
[1] 王清灵 现代矿井提升机电控系统 机械工业出版社 1996
[2] 余发山 国内外矿井提升机的现状与发展 煤炭机点 1995
[3] 易建湘 提升机全自动电器控制系统 有色金属 2001
[4] 卢 燕 PLC与提升机电控系统 矿山机械 1999
[5] 苏红卫 提升机数字式监控器的研究 矿山机械 1999
[6] 余发山等 自动控制系统 中国矿业大学出版社 2005
[7] 王艳秋 点电机及电力拖动 化学工业出版社 2001
[8] 《煤矿安全规程》 煤炭工业出版社 2012
【关键词】PLC 电控系统 提升机
中图分类号：V351.31 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）35-032-01
近年来，随着矿山资源需求高速增长对矿山生产技术提出越来越高的要求国内绝大多数矿井提升机还使用TKD电阻调速.电控系统，属于国家明令禁止产品，主要存在以下缺点：①整个电控系统的继电器盘体积大，能耗高，接线复杂，电器气接点多，故障率高，查找故障困难，日常维修量大。②故障诊断能力差，不能直接指示故障类型及故障发生点，维护和维修时间长，工作量大。为解决上诉问题，提高生产效率，是现代化矿山技术改造的重点。在此情况下广泛应用于PLC提升机电控技术无疑是解决上述问题的有效手段。为此，正鑫煤矿结合矿井生产实际需要，决定采用PLC电控系统对提升机进行改造。
1 用途及适用范围
PLC型提升机控制系统适用于控制交流绕线式异步电动机的单绳缠绕式矿井提升机，电动机额定电压分别为交流电压380v、660v、6kv及10kv，可以与新安装的提升机配套，也可适用于对提升机电控的技术改造。
2 技术方案
提升机系统实现网络化。采用两台PLC用于控制，并将两台PLC、上位计算机、数字化变频装置和数字化调速装置等，通过工业网络连接在一起，在各个子系统完成独立功能的基础上实现集散控制，并预留与其它系统如提升信号系统、井下井上装卸载系统、矿山模拟调度系统等组成网络系统的接口，是提升机电控系统的硬件、软件配置更加简洁合理，系统的智能化水平得到极大的提高，整个系统安全可靠。
采用大功率电子式接触器，并用于对大型交流提升机的加速、减速、停车进行控制。实现非接触式无触点的开关控制，使电控系统中的元器件数量和设备间的连线大幅降低，提高电控系统的安装调试效率，且做到无噪声、寿命长、免维修。
在每一套电控系统中，采用2套PLC进行冗余控制，每一个系统具有2套以上完全独立的深度、速度检测及采样通道，并通过2套独立的PLC之间的各种参数进行比较判别，确保提升机电控的关键控制环节，如减速、速度包络线保护、速度定点检测保护、安全回路、过卷保护、测速元件之间、深度采样元件之间均能实现2道以上的冗余串联控制，提高系统的安全可靠性。
上位机实现功能：在提升机的正常运行期间，作为提升机整机的监控系统；在安装调试、检修期间，作为PLC、数字化调速装置是的编程器进行编程工作；作为提升机电控系统工业局域网络与其它网络如INTERNET网的接口，节省设备投资，提高整机性能。
建立远程诊断服务网络，能利用厂家的技术优势，及时解决使用中出现的故障和问题，并便于设备的维护、保养。
电控系统的构成和配置提升机电控系统可简单的分为：控制系统（主控系统、辅控系统），调速控制系统（调速系统、供电系统），监控系统（上位机、操作台），提升机电控系统构成如图1所示
交流电控系统采用日本三菱公司原装FX2n双PLC 控制，定子采用真空换向接触器，转子采用大功率无触点转子电阻控制装置，减速制动装置采用数字化低频制动电源装置，操纵台采用网络化集散控制操纵台，配上位机监控系统，远程诊断专家服务系统。双PLC之间与减速制动装置、操纵台、上位机、远程诊断专家废物系统之间，通过网络进行数据交换通信，NT型提升机网络化集散控制交流系统如图2所示。
4 PLC电控系统调试
电控系统在完成设计、工厂制造检验和试验后、在正鑫矿有关技术人员和安装厂家技术人员共同努力下，调试完毕。在各种负载下运行证明，系统安全可靠，保护齐全灵敏满足各项要求。
5 PLC电控优点（与TDK电控相比）
（1）由PLC 控制系统代替了由原来的继电器逻辑和磁放大器闸控系统。原有系统继电器逻辑关系复杂，新的PLC系统用软件代替了原来的逻辑继电器，减少了控制元件的损耗，并且降低了设备故障率，提高了提升机运行的安全性、可靠性以及延长了电气设备的使用寿命。
（2）两套PLC控制器有主有从，互有分工，相互监视，从而确保了提升机安全运行。紧急情况下还具备低速应急开车功能。
（3）系统智能化水平高、人机界面优越，对于报警、运行状态和参数设定的综合诊断及监视信息，能以清晰的格式连续的显示在屏幕上，任何使提升机安全制动的第一故障点就会被立即锁定并显示出来，从而使操纵者立即予以确认并加以纠正。
（4）系统增加了许多检测、监控及提升机运行过程重要参数的记录功能，使调速工作简单方便，为提升机的故障原因及动态过程分析提供了依据，减少了查找故障时间，可靠性得到进一步提高。
（5）系统具有良好的容错能力，当各软、硬件功能与数据采集处理系统的通讯出错，以及当司机或运行人员在操作过程中发生一般性错误时，均不影响系统正常运行。对意外情况引起的故障，系统具备恢复功能。
（6）维护简单化、操作人性化，全中文监控系统使得提升机运行参数、运行状态、故障信息一目了然。自动、手动、半自动、检修等各种运行操作方法简单、可靠，全行程速度给定、速度闭环控制、可调闸闭环控制使得控制系统安全可靠，操作简便。
此次改造，采用目前比较先进的交流电控设备实现提升机的平稳调速控制，完善数字化控制、保护；简化了现场设备，也减少了故障产生的几率和维护的工作量；减少了对系统中机械部分的冲击振动，延长了设备的使用寿命；也提高了电控系统的可靠性，产生了较大的经济效益。
参考文献：
[1] 王清灵 现代矿井提升机电控系统 机械工业出版社 1996
[2] 余发山 国内外矿井提升机的现状与发展 煤炭机点 1995
[3] 易建湘 提升机全自动电器控制系统 有色金属 2001
[4] 卢 燕 PLC与提升机电控系统 矿山机械 1999
[5] 苏红卫 提升机数字式监控器的研究 矿山机械 1999
[6] 余发山等 自动控制系统 中国矿业大学出版社 2005
[7] 王艳秋 点电机及电力拖动 化学工业出版社 2001
[8] 《煤矿安全规程》 煤炭工业出版社 2012