滾筒多繩摩擦式提升機(jī)kd電控系統(tǒng)的改造

0實(shí)際運(yùn)行中存在的問(wèn)題隨著煤礦生產(chǎn)的快速發(fā)展，煤礦現(xiàn)代化技術(shù)逐漸發(fā)展為智能、工業(yè)化和一體化。荊各莊礦的提升機(jī)為JKM2.8×4單滾筒多繩摩擦式提升機(jī),其電控設(shè)備為80年代的控制系統(tǒng),配套的主電機(jī)型號(hào)為YR800-12/143。該電控系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行中存在下列問(wèn)題:(1)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路采用交流低壓空氣接觸器切換串接電阻調(diào)速方式,高壓側(cè)用高壓空氣換向器進(jìn)行方向切換。二者由于長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行,動(dòng)作頻繁,其觸頭燒損嚴(yán)重,故障率高,日常維修量大,直接影響原煤的安全生產(chǎn)和原煤成本。(2)整個(gè)電控系統(tǒng)的繼電器盤體積大,接線復(fù)雜,電氣接點(diǎn)多,故障率高,查找故障困難,日常維修量大。(3)故障診斷能力差,不能直接指示故障類型及故障發(fā)生點(diǎn),維護(hù)和檢修時(shí)間長(zhǎng),工作量大。(4)系統(tǒng)的運(yùn)行速度特性較差。(5)部分元器件目前在市場(chǎng)上很難買到,若出現(xiàn)問(wèn)題則難以修復(fù),從而影響生產(chǎn)。為此,荊各莊礦結(jié)合礦井生產(chǎn)的實(shí)際需要,提出礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)改造工程項(xiàng)目。1提升機(jī)裝置改造后的荊各莊礦提升機(jī)電控系統(tǒng)如圖1所示。該電控系統(tǒng)采用PLC作為主控制器,定子采用高壓真空換向柜進(jìn)行正反向、投高壓或投制動(dòng)電流控制,轉(zhuǎn)子采用可控硅進(jìn)行切電阻控制,配以全數(shù)字制動(dòng)電源裝置、新型網(wǎng)絡(luò)化操作臺(tái)、上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)、先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)以及一些專用的電子模塊,實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)的操作控制和監(jiān)控功能以及對(duì)交流繞線式提升機(jī)異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、加速、等速、減速、爬行、停車與換向控制,并具有提升機(jī)必要的電氣保護(hù)和聯(lián)鎖,符合新版《煤礦安全規(guī)程》及綜合保護(hù)所要求的各種功能,具有遠(yuǎn)程診斷功能;另外還在主機(jī)的傳動(dòng)軸上增加了進(jìn)口光電編碼器以采集深度、速度信號(hào)。2mpi接口網(wǎng)絡(luò)改造后的荊各莊礦提升機(jī)電控系統(tǒng)中的PLC控制系統(tǒng)由2套PLC組成,減少了柜間的連線,主PLC型號(hào)為S7-300313C,安裝在主令柜中,從PLC型號(hào)為S7-300312,安裝在司機(jī)臺(tái)中。主、從PLC采用網(wǎng)絡(luò)連接,即MPI網(wǎng)絡(luò)。2套PLC間既有軟件上的聯(lián)鎖,又有硬件上的聯(lián)鎖和看門狗電路。3主要控制設(shè)備的功能特點(diǎn)3.1過(guò)流、速斷保護(hù)(1)在TGG型開(kāi)關(guān)柜的基礎(chǔ)上增加電壓、電流、功率指示及必要的過(guò)流、速斷保護(hù),并采用新型的開(kāi)關(guān)柜結(jié)構(gòu),五防形式;(2)雙回路電源進(jìn)線,真空斷路器控制,電動(dòng)-手動(dòng)操作;(3)具有必要的機(jī)械及電氣閉鎖。3.2高壓保護(hù)及保護(hù)(1)正、反向真空接觸器之間除了有電氣閉鎖外還有機(jī)械聯(lián)鎖,確保真空接觸器不誤動(dòng)作;(2)設(shè)有高壓電壓指示器,可以指示有無(wú)高壓電壓,又有高壓真空接觸器缺相及漏氣保護(hù)功能,并參與系統(tǒng)的控制與閉鎖;(3)為了吸收尖峰過(guò)電壓,在高壓側(cè)設(shè)有阻容吸收裝置和壓敏過(guò)電壓吸收器;(4)柜門裝有開(kāi)關(guān),人員發(fā)生誤操作時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)高壓電源,保護(hù)人身安全;(5)采用非接觸式輔助觸點(diǎn)新型高壓真空接觸器,使整機(jī)的可靠性進(jìn)一步提高。3.3抗過(guò)壓保護(hù)及運(yùn)行(1)采用新型反并聯(lián)可控硅編碼元件代替接觸器的主觸點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)子電阻切換;(2)設(shè)有過(guò)壓保護(hù)措施、阻容吸收及專門的晶閘管脈沖觸發(fā)電路,保證晶閘管長(zhǎng)期可靠運(yùn)行;(3)在選擇元器件時(shí),晶閘管耐壓及電流容量具有足夠的余量,確保晶閘管長(zhǎng)期可靠運(yùn)行。3.4可與plc軟件共享的異形控制裝置(1)全行程速度監(jiān)控,實(shí)際速度超過(guò)給定速度的15%時(shí)進(jìn)行安全制動(dòng);(2)過(guò)卷監(jiān)控,實(shí)際過(guò)卷0.3m預(yù)報(bào)警,過(guò)卷0.5m實(shí)現(xiàn)安全制動(dòng);(3)定點(diǎn)位置速度監(jiān)控;(4)閘瓦磨損及彈簧疲勞保護(hù);(5)與信號(hào)系統(tǒng)的軟、硬件閉鎖;(6)動(dòng)力制動(dòng)電源工作情況保護(hù),如過(guò)熱、過(guò)流等保護(hù);(7)PLC軟件綜合故障情況保護(hù);(8)PLC除替代傳統(tǒng)電控系統(tǒng)中的部分單元繼電器,如延時(shí)回路中的時(shí)間繼電器、測(cè)速回路中的速度繼電器、方向繼電器、錯(cuò)向繼電器等,還可替代磁放大器以實(shí)現(xiàn)可調(diào)閘閉環(huán)控制、制動(dòng)電源速度閉環(huán)控制、全行程速度保護(hù),還能準(zhǔn)確給出減速點(diǎn)、過(guò)卷點(diǎn),解除二級(jí)制動(dòng)點(diǎn)等的位置信號(hào),作為后備保護(hù)使用;(9)在可調(diào)閘速度閉環(huán)的過(guò)程中,由硬件與軟件共同實(shí)現(xiàn)雙線制,可調(diào)閘模塊(硬件)與PLC(軟件)共同作用,并且互為冗余;(10)光電編碼器與測(cè)速機(jī)相互監(jiān)視、互為冗余;(11)參數(shù)設(shè)定或整定比較容易,使調(diào)試及維修工作更加簡(jiǎn)單方便。3.5主配置主導(dǎo)設(shè)備系統(tǒng)設(shè)置了全數(shù)字低頻制動(dòng)電源裝置,該裝置自帶“S”形速度給定環(huán)節(jié),與速度反饋比較形成速度閉環(huán)控制,采用通用的變頻器作為主調(diào)頻調(diào)速的主控設(shè)備,配制動(dòng)單元及制動(dòng)電阻,使提升機(jī)在減速過(guò)程中能夠輸出負(fù)力即制動(dòng)力,并能穩(wěn)速爬行。裝置抗干擾能力強(qiáng),性能穩(wěn)定,可靠性高,能實(shí)現(xiàn)腳踏動(dòng)力制動(dòng)、速度及電流閉環(huán)功能。3.6儀表、標(biāo)識(shí)、提升機(jī)運(yùn)行控制工藝(1)操作臺(tái)采用組合式扇形結(jié)構(gòu),整體結(jié)構(gòu)更加人性化。在臺(tái)體內(nèi)裝有1臺(tái)PLC,作為控制系統(tǒng)中的從PLC,并與主PLC通信,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)冗余。(2)操作臺(tái)上裝有儀表、指示燈、選擇開(kāi)關(guān)、按鈕、音響設(shè)備,能實(shí)現(xiàn)提升機(jī)運(yùn)行的各種控制工藝的要求。(3)儀表主要顯示的內(nèi)容:罐位數(shù)字深度指示及柱式模擬深度指示(從表現(xiàn)形式看等同于機(jī)械式深度指示器的精粗指示,更加直觀、精確)、提升速度、電機(jī)電流、制動(dòng)電流、制動(dòng)油壓、可調(diào)閘電流、高壓電源電壓等。(4)組合指示燈的內(nèi)容包括提升機(jī)運(yùn)行狀態(tài)指示、信號(hào)指示和安全狀態(tài)指示3大類。(5)選擇開(kāi)關(guān)及按鈕包括運(yùn)行方式選擇開(kāi)關(guān)、過(guò)卷復(fù)位開(kāi)關(guān)、正負(fù)力選擇開(kāi)關(guān)、水平選擇開(kāi)關(guān)、調(diào)繩聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)、輔機(jī)啟停按鈕、方向選擇按鈕等。3.7提升機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)報(bào)系統(tǒng)采用進(jìn)口原裝的工控機(jī)作為監(jiān)控系統(tǒng),配彩色顯示器及彩色打印機(jī)。該工控機(jī)與控制用的PLC通過(guò)電纜進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,對(duì)提升機(jī)運(yùn)行過(guò)程的動(dòng)、靜態(tài)參數(shù)及可能危及提升機(jī)正常運(yùn)行的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)全漢字化界面、圖表顯示,可對(duì)提升機(jī)系統(tǒng)發(fā)生的輕重故障進(jìn)行診斷和保存,實(shí)現(xiàn)了綜合后備保護(hù)功能;能顯示及打印故障發(fā)生的位置、時(shí)間、原因以及故障前的有關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù);實(shí)時(shí)顯示并記錄深度、速度實(shí)時(shí)值、提升種類、信號(hào)情況進(jìn)行,為維護(hù)人員快速定位故障、排除故障提供有力的支持;能實(shí)現(xiàn)各類報(bào)表生成,查詢到提升循環(huán)速度圖以及故障發(fā)生情況,顯示PLC各接口的動(dòng)作情況,便于線路維修。上位機(jī)監(jiān)控畫(huà)面包括安全回路監(jiān)視、實(shí)時(shí)速度圖、電流曲線、PLC狀態(tài)監(jiān)視、開(kāi)關(guān)量監(jiān)視、模擬量監(jiān)視、提升容器的位置指示、提升種類、信號(hào)監(jiān)視、報(bào)表功能、故障紀(jì)錄、歷史事件查詢等。3.8控制系統(tǒng)KGE1磁敏井筒開(kāi)關(guān)用于完成控制與保護(hù)功能,過(guò)卷開(kāi)關(guān)、減速、停車、同步等監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)選用非接觸式高可靠、高精度的防爆型磁性感應(yīng)開(kāi)關(guān),防水、抗砸。3.9軸編碼和東南角軸之間的控制根據(jù)控制功能的要求,操作控制用1臺(tái)軸編碼器,監(jiān)控用1臺(tái)軸編碼器,其功能:(1)軸編碼器和測(cè)速機(jī)之間的速度相互監(jiān)測(cè);(2)軸編碼器產(chǎn)生精確的提升容器位置信號(hào),在操作臺(tái)上進(jìn)行深度、速度顯示并參與控制,產(chǎn)生如過(guò)卷、減速、停車等位置信號(hào),精度小于1cm;(3)軸編碼器和軸編碼器之間的速度相互監(jiān)視、全包絡(luò)線的速度保護(hù)。4提升機(jī)電控制系統(tǒng)的安全和可靠性改造后的荊各莊礦提升機(jī)電控系統(tǒng)較原電控系統(tǒng)有了很大的改進(jìn),主要實(shí)現(xiàn)了提升機(jī)的位置監(jiān)視和速度控制等,具有完善的深度、速度顯示及控制功能;實(shí)現(xiàn)了提升機(jī)的半自動(dòng)、手動(dòng)運(yùn)行,滿足提升機(jī)控制工藝要求及各種安全聯(lián)鎖保護(hù)要求;實(shí)現(xiàn)了提升機(jī)主回路控制器件真空化、無(wú)觸點(diǎn)化的要求;采用PLC控制,硬件配置簡(jiǎn)單,軟件編程靈活,調(diào)試方便且維護(hù)量小;加裝了低頻制動(dòng)裝置,完善了后備保護(hù)功能,安全