矿井提升机直流调速拖动及其电控系统

PLC的矿井提升机控制系统设计方案

基于 PLC 的矿井提升机控制系统设计
2010-2-9 20:25:00 来源：
1 引言目前，我国绝大部分矿井提升机（超过 70% ）采用传统的交流提升机电控系统（tkd-a 为代 表）。tkd 控制系统是由继电器逻辑电路、大型空气接触器、测速发电机等组成的有触点控制系统。经 过多年的发展，tkd-a 系列提升机电控系统虽然已经形成了自己的特点，然而其不足之处也显而易见， 它的电气线路过于复杂化，系统中间继电器、电气接点、电气联线多，造成提升机因电气故障停车事 故不断发生。采用 plc 技术的新型电控系统都已较成功的应用于矿井提升实践，并取得了较好的运行经 验，克服了传统电控系统的缺陷，代表着交流矿井提升机电控技术发展的趋势。2 总体设计方案基于 plc 技术的矿井交流提升机电控系统控制电路组成结构如图 1 所示，要由以下 5 部分组成：高压主电路 （包括高压换向器、电动机、启动柜、动力制动电源）、主控 plc 电路、提升行程检测与显示电路、提 升速度检测、提升信号电路，其中高压主电路部分仍采用传统的继电器控制电路。
图 1 矿井交流提升机电控系统 框图 工作过程：当井口或井底通过信号通信电路发出开车信号后，开车条件具备。司机将制动手柄向前推 离紧闸位置，主电动机松闸。司机将主令控制器的操作手柄推向正向（或反向）极端位置，主控 plc 通 过程序控制高压换向器首先得电，使高压信号送入主电动机定子绕组，主电动机接入全部转子电阻启 动，然后依次切除 8 段电阻，实现自动加速，最后运行在自然机械特性上。交流提升机运行时，旋转 编码器跟随主电动机转动，输出 2 列 a/b 相脉冲，分别接到主控 plc 的高速计数器 hsc0 的 a/b 相脉冲输 入端，由主控 plc 根据 a/b 脉冲的相位关系，自动确定 hsc0 的加、减计数方式。根据 hsc0 的计数值，就 可以计算出提升行程并显示。同时只根据旋转编码器输出的 a 相脉冲，主控 plc 进行加计数。根据 hsc1 在恒定间隔时间内的计数值，就可以计算出提升速度。 3 硬件设计 3.1 提升机主回路部分设计主回路用于供给提升电动机电源，实现失压、过流保护，控制电机的转向和 调节转速。主回路由高压开关柜、高压换向器的常开触头、动力制动接触器的常开主触头、动力制动 电源装置、提升电动机、电机转子电阻、加速接触器的常开主触头（1jc～8jc）和装在司机操作台上的 指示电流表和电压表等组成。系统原理图如图 2 所示。

提升机电气控制系统

1、把电控箱通上电源，把操作旋钮打到手动位置；点动启动电机，观察电机旋向是否正确。（从风叶方向看为顺时针旋转） 2、弄清手动换向阀的三个位置：（1）拉向压力表端为松绳；（2）中位不通；（3）推向蓄能器端为紧绳。 3、压力调整，手动开动油泵，把手动换向阀手柄打在中间位置，把两个溢流阀的手柄都松开，手动按下电磁阀按钮通电，把手动换向阀打到张紧位置，缓慢调整系统溢流阀（在阀块上面），观察压力表指示针（黑色针），超过压力上限（红色针）一个格为宜，停止油泵后再重新启动油泵，缓慢调节工作压力溢流阀（侧面），等压力超过上限一格后停止，把两个溢流阀的调节螺栓锁紧，手动调整完成，把控制箱的操作旋钮打到自动位置启动完成即可。正常工作时，手动阀手柄必须打到张紧位置。 4、液压油缸的活塞杆伸出600～1000mm即可，不能太长，也不能太短，油压压力在9～12MPa之间，也可根据现场情况确定：（1）回柱绞车不能将油缸完全拉出，也不要让油缸完全缩回去；（2）皮带带载运行时不打滑即可。 5、收带时操作，机架托辊拆完后，皮带机开动，移动机尾，回柱绞车紧绳，紧绳时注意观察、听绞车电机是否有异响。如皮带机不开动，先移动机尾，让皮带完全松开，再紧拉紧绞车，预紧完成后再开动皮带机，开动回柱绞车，完成张紧。

提升机保护探讨 交流提升机可编程电控系统保护装置设置标准探讨 矿井提升电控系统是一个典型而复杂的控制和系统。在这里面，可编程序控制器的作用可以说是表现得淋漓尽致，当前，焦作华飞、中矿传动、洛阳矿机、天津民意等生产提升机电迭系统为著称的厂家无不以可编程控制器为控制核心。笔者曾多次跟随集团公司外出检查，常听说因可编程电控系统保护装置问题出现这样或那样的问题，甚至发生了提升事故，可以说，提升机可编程电控系统保护装置设置因厂家而异，有很大的随意性，国家也无相关的标准设计规范。因此，笔者说交流提升机可编程电控保护装置的设置作以下控讨。 1.交流提升机可编程电控系统的组成原则 按照原煤炭部西安会议精神要求，利用可编程控制器为控制核心的提升机电控系统应设置为双线制。笔者认为，电控系统具备两台可编程控制器不能就单纯地称双线制，提升机可编程电控系统应符合以下组成原则： （1） 组成双线制的两部可编程序控制器应相互补充、互相独立、互为备用。即正常时两台可编程器并列运行，其中一台可编程控制器故障时，另一部可编程控制器能够独立运行，完成提升任务。两台可编程控制器各有一套输出接口，能够相互切换。但是，两台可编程控制器有两套安全回路接点串联，单台运行时，另一台的安全回路自

矿井提升机变频调速电控系统技术培训教材

隔爆兼本安型全数字矿井提升机 变频调速电控系统 技术培训 一、目录 ?系统概述 ?系统组成 ?变频调速系统 ?PLC控制系统 ?提升信号系统 一、系统概述 1 ,变频绞车 煤矿井下斜井绞车，以前主要是以交流异步电机转子串电阻调速绞车 (电气拖动）,液压绞车(液压拖动)等几种方式为主，但这些设备在安全可 靠性、调速、节能、操作、维护等方面都不同程度的存在缺陷。 串电阻调速主要缺陷有: 1),属于有级调速, 开环运行,因而调速精度低,特别是在出现负力提升 时,要由司机判断速度来人为投入低频或动力制动装置,因而很不安全。 2),转子串入附加电阻后，电机机械特性很软，低速运行时负载稍有变 化转速波动很大。 3),电机低速运行时效率很低，电动机电磁功率中的转差功率全部转化 为转子回路中的铜耗以发热的形式消耗掉，浪费了大量的电能。 4),由于电机转子回路串有大量金属电阻,在运行中电阻散发出大量热 量，造成电阻箱变形失爆。 5),安装大量的金属电阻,大大增加了电控峒室的面积,也大大增加了峒 室的开拓费用。 液压绞车在一定程度上解决了串电阻调速的缺点,但是在使用过程中,发现液压绞车易漏油,噪声大,传动效率低,维修工作量大,液压马达故障率高等问题,这些问题都造成系统后期的运行费用很高,因而液压绞车并不是煤矿安全生产的最佳产品。 防爆变频绞车的问世,使矿井提升机的装备水平发生了质的变化。目前变频绞车已成为市场的主导产品，其主要特点如下： 1),结构紧凑、体积小、移动方便、用于矿山井下可节省大量开拓费用。 2),安全防爆,适用于煤矿井下等含有煤尘，瓦斯或其它易燃易爆气体的场所。 3),变频绞车是以全数字变频调速为基础,以矢量控制技术为核心，使异步电机的调速性能可以与直流电机相媲美。表现在低频转矩大、调速平滑、调速围广、精度高、节能明显等。 4),采用双PLC控制系统,使斜井绞车的控制性能和安全性能更加完善。 5),操作简单、运行安全稳定、故障率低、基本免维护 2 ,用途及适用围 变频绞车电控系统,适用于交流异步电动机(绕线型或鼠笼型)驱动的单滚筒或双滚筒缠绕式绞车。既可以与新安装的绞车配套使用,也适合于对老绞车电控系统的技术改造。 变频绞车电控设备适用于以下场所： 1),海拔高度不超过1000米,如超过这个海拔高度,元器件在功率、容量方面应按海拔高度的增加,适当降容使用。

煤矿提升机交流拖动系统简介

煤矿提升机交流拖动系统简介 王守军 （淮南矿业集团生产部，安徽 淮南 232000） 摘要：大容量（≥3000kW）矿井提升机系统中传动方式多采用交流传动。高性能交流传动方案主要有两种：交-交变频传动和交-直-交变频传动。作为一种新型的高性能传动方式，交直交变频传动以其优越的调速性能、谐波污染小以及功率因数高等优点，在国内矿山提升系统中得到广泛使用。 关键词：煤矿提升机；交流拖动；电网谐波；交直交直接转矩控制系统；交交矢量控制 中图分类号：TD531 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）09-0151-02 直接转矩控制（DTC）技术是1985年德国鲁尔大学教授提出，1998年有瑞士ABB公司将直接转矩技术应用于变频器ACS1000上的交流调速传动的控制技术。它通过检测电机定子电压和电流，计算电机的磁链和转矩，并根据与参考值比较所得的差值，实现磁链和转矩的直接控制。从根本上解决了交交矢量控制（CYCLO）中的计算、控制复杂的问题。目前该技术已成功地应用于矿山、冶金、船舶等工业领域。 一、交直交直接转矩与交交矢量控制原理比较 矢量控制也称磁场定向控制，其原理是将交流电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic，通过三相/二相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1、Ib1，再通过按转子磁场定向旋转变换（d、q坐标），等效成同步旋转坐标系下的直流电IΦ1、IΦ2（IΦ1相当于直流电动机的励磁电流，IΦ2相当于与转矩成正比的电枢电流）,然后模仿对直流电动机的控制方法，实现对交流电动机的控制。其实质是将交流电动机等效为直流电动机，分别对速度、磁场两个分量解耦进行独立控制。 直接转矩控制与矢量控制不同，它不是通过控制电流、磁链等量来间接控制转矩，而是把转矩直接作为被控量来控制，它也不需要解耦电机模型，而是在静止的坐标系中通过检测直流电压和相电流，计算电机磁通和转矩的实际值，然后，经磁链和转矩的Band-Band控制产生PWM信号对逆变器的开关状态进行最佳控制，有很快的转矩响应速度和很高的速度及转矩控制精度。 二、系统组成结构比较 交直交直接转矩控制系统（DTC）与交交矢量控制（CYCLO）比较，交直交直接转矩控制（DTC）结构简单。 1．功率元件IGCT相模块采用无熔断器保护结构。即便系统发生短路故障时，由于主回路断路器在60ms内能够分断电源，故功率元件模块无需使用熔断器保护。 2．无需功率补偿滤波器。ARU整流侧控制原理基于直流电压调节和功率因数调节，系统功率因数 [4] 李昕．内河航道船舶定线制条件下的航标配布探讨[J]． 水运工程，2010，（3）． [5] 余卫锋，肖烈兵．安庆石门湖航道整治工程研究[J]．中国 水运,2010，（4）． [6] 水运工程质量检验标准（JTS 257-2008）[S].北京：人民交 通出版社，2008. [7] 李文全，黄召彪，邓晓丽，雷家利．张家洲南港下浅区航道 整治工程方案试验研究及整治效果分析[J]．水运工程，2010，（3）． 作者简介：林忠秋（1975-），男，福建连江人，中铁二十四局福建公司工程师，研究方向：土木工程。 （责任编辑：文　森） DOI:10.13535/https://www.360docs.net/doc/c414262216.html,ki.11-4406/n.2012.09.007 2012.03151

论文12矿井提升机电控系统原理设计

矿井提升机电控系统原理设计 摘要 我国矿井提升机大多是采用交流异步电机拖动，其电气控制系统采用转子串、切电阻调速，由继电器-接触器构成逻辑控制装置。本文以安全、可靠、高效、经济为出发点，以可靠性原则为依据，对矿井交流提升机电控系统进行研究设计，由可编程控制器(PLC)代替继电器-接触器构成的逻辑控制装置。其中简单介绍了国内外矿井提升机发展概况，提升机机械结构、工作原理，分析了其技术经济性。对于PLC的控制原理及应用做了一般性的介绍。详述了提升机电控系统和调速原理，如：测速部分和保护部分。本文以TKD-NT 单绳缠绕式矿井提升机为例，提出了研究设计方案，并且在实践中成功实施。PLC电控系统实现了对提升过程的程序控制，精度高；实现了速度、电流以及矢量的数字交换等，对提升机进行闭环调节；实现行程、速度等重要参数及提升状态的监视；实现无触点控制，寿命长，可靠性大大提高，具有良好的控制监视系统；实现了显示、记录等有关数据的全部自动化。 关键词：矿井交流提升机，PLC，调速，电控技术研究

THE DESIGN OF ELECTRIC CONTROL SYSTEM BASED ON MINE ELEVATOR ABSTRACT In China, mine elevator whose electric control system uses speed regulation by means of stringing and slicing the rotor resistance, and it constitutes the logic control device by the relay and contactor adopting the means of the drive of AC asynchronous motor in most cases. This paper which studies and designs the electric control system of AC mine elevator, adopting PLC which takes the place of the logic control device constituted by the relay and contactor takes the security, reliability, high efficiency, economy as a starting point, and takes the reliability principle as the basis. There into, this paper gives a brief introduction on the development of mine elevator in home and abroad, its framework and theory, while doing some economic study. Then, it introduces the theory and application of PLC simply. On the side, it goes into particulars about electric control system, for example, speed measurement and safeguard. This paper sets TKD-NT elevator for an example, proposes the research and design plan which puts in practice successfully. The electric control system based on PLC has carried out the procedure control of hoist process and high accuracy, closed-cycle control of mine elevator through speed, electric current as well as digital switching of vector and so on, the monitor of important parameters such as the distance of travel, speed, the state of hoist. In addition, the system also has carried out contact less control, long life-span, reliability greatly improved, good control supervisory system and completely automation of relevant data’s demonstration, recording and so on. KEY WORDS: AC mine elevator, PLC, speed regulation, electric control

提升机电控系统及操作说明

提升机电控系统 一、提升机控制系统组成 本系统装置适用于煤矿等行业的提升机控制。对现在沿用的TKD系统进行技术改造或控制设备更新尤为适用。 （1）使用范围 ①环境温度-5℃－+40℃ ②相对湿度不超过90％（+20℃） ③其周围环境空气中没有导电尘埃和绝缘材料的气体和微粒，无爆炸性气体和煤尘； ④没有剧烈振动、冲击的场所 ⑤没有高温、结霜、雨淋的场所 二、矿井提升机控制系统的功能 （1）手动和半自动功能 系统有手动和半自动两种运行功能，在半自动状态下，提升机的启动由主令手动给定速度，等运行到变坡点后通过司机按半自动运行按钮实现半自动运行，半自动运行时等速、减速及停车按预先设定的速度图运行；在手动状态下，提升机在操作司机的控制下运行。 （2）半自动验绳、半自动检修运行功能、应急开车方式 验绳时提升机的速度由PLC数字输出给变频器一个恒速(0.37m/s)运行命令，设备的起停和方向由司机操纵主令手柄控制。 半自动检修运行时，提升机的速度由PLC数字输出给变频器一个恒速(0.37m/s)运行命令，设备的起停和方向由司机操纵主令手柄控制。 应急开车只用在有一套PLC系统发生故障时运行。此时系统完全由一台PLC控制且各种保护具备，绞车能在限定的速度(0.37m/s)下由司机手动完成本次提升。 （3）测速及容器位置指示 安装在提升机上的两个轴编码器输出的数字脉冲与主电动机的转速成正比，一个用于提升机速度和行程的显示，另一个用于速度保护，两个轴编码器相互监测，如果一个失效，将切换到另一个进行提升机速度和行程的显示和速度保护。 （4）保护及联锁功能 ①首次上电或故障时安全继电器断电后，只有提升机在主令零位紧闸位才能再次接通安全继电器，当有故障时安全继电器断电后，配合液压站安全阀使提升机实现一级或二级制动；，工作闸继电器及制动油泵等控制回路断电，使制动油压降为零。 ②任何情况下，只有提升机在主令零位紧闸位才能接收到开车信号，只有当司机接到开车信号后，才能起动提升机使其运行。 ③当提升过程中发生润滑油压力过高、过低，润滑油温高、液压站油温高时、上位机和操作台上均有相应的一次提升故障信息显示，点亮相应信号灯，告知司机可以完成本次提升工作。当故障解除后才允许司机进行下一次提升工作。 ④当提升机因发生故障在中途停车，工控机上有相应的故障信息显示，排除故障后允许司机选择方向开车。 ⑤全矿停电时，由PLC保证提升机能实现二级制动，并作好提升机的后备保护。

矿井提升机设计(完整版)

毕业设计（论文） 题目：矿井提升机设计 姓名：饶祖文 2015年9月20日

摘要 毕业设计是培训学生综合运用本专业所学的理论和专业知识，用来分析和解决实际问题的能力的重要教学环节，对三年所学知识的复习与巩固。同样，也促使了同学们之间的相互探讨，相互学习。因此，我们必须认真、谨慎、塌实、一步一步的完成设计，给我们三年的学习生涯画上一个圆满的句号。 毕业设计是一个重要的教学环节，通过毕业实习使我们了解到一些实际与理论之间的差异。通过毕业设计，不仅可以巩固专业知识为以后的工作打下坚实的基础，而且还可以培养和熟练地使用资料、运用工具书的能力，在各位老师及有关技术人员的指导下锻炼自己独立思考、分析、解决问题的能力，把我们所学的课本知识与实践相结合起来，起到温故而知新的作用。在毕业设计过程中，我们要较系统地了解矿井提升设计中的每一个环节，包括从总体设计原则。本次设计综合三年所学的专业课程，以《设计任务书》的指导思想为中心，参照有关资料，有计划、有头绪、有逻辑地把这次设计搞好！ 由于时间仓促，再加上所学知识有限，设计中，难免出现错误或不当之处，恳请各位教师给予一定的批评和建议，我表示非常感激，并诚恳地接受，以便将来在不断的商讨和探索中，有更好的改进，以便在今后的人生道路上，不断完善。

目录 第1章绪论 (1) 1.1国内外提升机的研究状况 (1) 1.2课题研究的目的和意义 (4) 1.3本论文承担的任务 (8) 1.4小结 (10) 第2章矿井提升机的组成及分类 (11) 2.1科技名词定义 (11) 2.2矿井提升机的组成 (11) 2.3矿井提升机的分类 (11) 第3章矿井提升机的制动装置与安全装置 (13) 3.1矿井提升机的制动装置 (13) 3.1.1制动装置的组成及种类 (13) 3.1.2制动装置的作用 (13) 3.1.3《煤矿安全规程》对制动力矩的规定 (13) 3.1.4制动装置的有关规定 (14) 3.2矿井提升机的安全保护装置 (14) 3.2.1提升机机房的管理 (15) 3.2.2设备电气火灾的预防措施 (14) 3.2.3提升机机房的保安措施 (16) 3.2.4井下提升机电控制室对风量和温度的具体要求 (16) 3.2.5斜井（巷）提升，常用的跑车防护装置及设施类型 (16) 第4章提升机调速控制系统硬件实现 (17) 4.1引言 (17) 4.2提升机电控系统总体结构 (17) 4.3提升机电控制系统变频器的选择 (18) 4.4变频控制部分设计 (19) 4.4.1变频调速主系统设计 (19) 4.4.2变频器外电路设计 (21) 4.5PLC 控制部分设计 (25) 4.5.1基本控制功能 (25) 4.5.2位置检测电路 (28) 4.6硬件调速控制系统保护措施 (29) 4.6.1调速控制系统抗干扰处理 (30) 4.7小结 (33) 第5章提升机调速控制系统软件实现 (31)

矿井提升机直流电控系统设计

学士学位论文 矿井提升机直流电控系统设计 作者姓名：董佩 导师姓名：张开如 专业名称：自动化 所在学院：信息与电气工程学院 山东科技大学 2009年6月

摘要 矿井直流提升机电控系统由直流电动机、卷筒、制动系统、深度指示系统、测速限速系统和操作系统等组成。与传统提升机电控系统相比，该系统具有单机容量大、体积小、重量轻、起动平滑性好、调速范围宽、精度高和安全可靠性高等优点。本文主要介绍该系统的硬件电路设计、保护电路的设计和系统的工作原理。 根据课题的设计要求，本系统从主电路结构的选择和计算、控制方案的选择、保护电路的设计和系统的动静态特性的分析计算等方面出发，进行矿井直流提升机电控系统的设计。该系统能完成对矿井直流提升机的起动、加速运行、匀速运行、减速运行和回馈制动的控制，并且可以实现提升机的四象限运行。 关键词：提升机电控系统磁场可逆逻辑无环流

ABSTRACT The mine DC hoist electric control system consists of the DC motor, drum, brake system, in-depth instruction systems, gun systems and operating systems and so on. With the traditional mechanical and electrical control system upgrade; this system has a single large capacity, small size, light weight, a good smooth start-up feature, high precision and high security and reliability. This paper describes hardware circuit design, protection circuit design and the working principle of the system. In accordance with the design requirements of the subject, the design of the mine DC hoist electric control system is from the choice and calculation of the main circuit of the system, the choice of the control program, the design of the protection system and system analysis and calculation of static and dynamic characteristics. The system is able to complete the start, the running of speed up, uniform running, deceleration running and feedback control, furthermore it can run in the four quadrants. Key words：Hoist The electric control system Reversible magnetic field The logic of non-circulation

矿井提升机的主要组成及工作原理

矿井提升机的主要组成及工作原理 矿井提升机作为一个大型的机械一电气机组，它的主要组成有：工作机构（包括主轴装置及主轴承）；制动系统（包括制动器和制动器控制装置）；机械传动装置（包括减速器、离合器和联轴器）；润滑系统（包括润滑油泵站和管路）；检测及操纵系统（包括操纵台、深度指示器及传动装置和测速发电装置）；矿山机械设备拖动、控制和自动保护系统（包括主电动机、电气控制系统、自动保护系统和信号系统）以及辅助部分（包括机座、机架、护罩、导向轮装置和车槽装置）等。 目前我国广泛使用的提升机可分为两大类：单绳缠绕式和多绳摩擦式。调速性能好，且与负荷大小无关；从一种工作方式向另一种工作方式转换方便；低速特性硬；调速时电能消耗小以及容易实现自动化等。但是直流拖动需要增加1套整流装置，特别是采用变流机组时，需要增加2个与主电机同等大小的大型电机。矿山机械设备交流拖动虽然没有直流拖动的优点，但在采用了双电机拖动、动力制动、低频制动和微机拖动等措施之后，交流拖动在技术性能基本满足了提升机的要求，因而获得了广泛的应用。 单绳缠绕式提升机的工作原理是：把钢丝绳的一端缠绕在提升机滚筒上，另一端绕过天轮悬挂提升容器，这样，利用滚筒转动方向的不同，矿山机械设备将钢丝绳缠紧或放松，就可以完成提升或下放提升容器的任务。目前这种提升机在我国矿山应用比较广泛。 多绳摩擦式提升机的工作原理是：把钢丝绳搭放在主导轮（摩擦轮）上，两端各悬挂1个提升容器（也可一端悬挂平衡锤），当电动机带动主导轮转动时，借助于安装在主导轮上的衬垫与钢丝绳之间的摩擦力传动钢丝绳，完成提升和下放重物的任务。矿山机械设备这种提升机体积小、质虽轻、提升能力大，适用于中等深度和比较深的矿井（不超过1700m)，是提升机发展的方向。

矿井提升机主要组成部分的作用

矿井提升机主要组成部分的作用 1.工作机构 (1)缠绕或搭放提升钢丝绳。 (2)承受各种正常载荷（包括固定静载荷和工作载荷），并将此载荷经过轴承传给基础。 (3)承受在各种紧急制动情况下所造成的非常载荷，矿山机械设备且在非常载荷作用下，主轴装置的各部分不应有残余变形。 (4)当更换提升水平时，能调节钢丝绳的长度（仅限于单绳缠绕式双滚筒提升机）。 2.制动系统 1)制动器 (1)在提升机停止工作时，能可靠地闸住滚筒。 (2)在减速阶段及下放重物时，参与提升机的控制。 (3)紧急制动情况时，能使提升机安全制动，迅速停车。 （4）在调节双滚简提升机钢丝绳的长度时，矿山机械设备能制动住提升机的游动滚筒u 2)制动器控制装置 (1)调节制动力矩。 (2)在任何事故状态下进行紧急制动（即安全制动）。 (3)为单绳双滚筒提升机调绳装置的调绳离合器油缸提供所需的压力油。 3.机械传动系统 1)减速器 减速器的作用是减速和传递动力。矿山机械设备根据提升速度的要求，提升机主轴的转速一般在20~60/min之间，而拖动提升机的电动机转速通常在480%的范围内，因此，除采用低速直流电机拖动外，不能把电动机与主轴直接连接，必须经过减速器减速。 2)联轴器 主要用来连接提升机的旋转部分，并起传递动力的作用。

4.润滑系统 在提升机工作时不间断地向主轴承、减速器轴承和啮合齿面压送润滑油，以保证轴承和齿轮能良好地工作。润滑系统必须与自动保护系统和主电动机连锁，即润滑系统失灵时(如润滑油压力过高或过低，轴承温升过高等），主电动机断电，矿山机械设备提升机进行安全制动。启动主电动机之前，必须先开动润滑油泵，以确保提升机在充分润滑的条件下工作。 5.检测及操纵系统 1)操纵台 (1)操纵台上装有各种手把和开关，是操纵提升机完成提升、下放等各种动作的操纵装置。 (2)操纵台装有各种仪表，矿山机械设备向司机反映提升机的运行情况及设备的工作状况。 2)深度指示器 (1)指示提升容器的运行位置。 (2)容器接近扑口卸載位贤和并底停车场时，发出减速信号。 (3)当提升机超速和过卷时.进行限速和过速保护。 (4)对于多绳摩擦式提升机，深度指示器还能自动调零，矿山机械设备以消除由于钢丝绳在主导轮摩擦衬垫上的滑动、蠕动和自然伸长等造成的指示误差。 3)测速发电装置 (1)通过设在操纵台上的电压表向司机指示提升机的实际运行速度。 (2)参与等速运行和减速阶段的超速保护。 6.拖动、控制和自动保护系统 拖动、控制和自动保护系统包括主电动机、电气控制系统、自动保护系统和信号系统。 主拖动电动机可采用交流绕线型感应电动机或直流他激电动机，矿山机械设备其型号为：交流低压电动机为JR型，交流高压电动机为JRQ，JRZ或YR型。直流电动机为ZD型或ZJD型。 直流拖动与交流拖动相比较，其优点是：调速性能好，且与负荷大小无关；从一种工作

矿井提升机的现状和发展

矿井提升机的现状及发展 矿井提升机是煤矿、有色金属矿中的重要运输设备，是“四大运转设备”之一。矿井提升系统具有环节多、控制复杂、运行速度快、惯性质量大、运行特性复杂的特点，且工作状况经常交替转换。虽然矿井提升系统本身有一些安全保护措施，但是由于现场使用环境条件恶劣，造成了各种机械零件和电气元件的功能失效，以及操作者的人为过失和对行程监测研究的局限性，使得现有保护未能达到预期的效果，致使提升系统的事故至今仍未能消除。一旦提升机的行程失去控制，没有按照给定速度曲线运行，就会发生提升机超速、过卷事故，造成楔形罐道、箕斗的损坏，影响矿井正常生产，甚至造成重大人员伤亡，给煤矿生产带来极大的经济损失。 提升机电气控制系统在很大程度上决定了提升机能否实现平稳、安全、可靠地起制动运行，避免了严重的机械磨损，防止较大的机械冲击，减少机械部分维修的工作量，延长提升机械的使用寿命。所以，提升机电气控制系统的研究一直是社会各届人士共同关注的一个重大课题。随着矿井提升系统自动化，改善提升机的性能，以及提高提升设备的提升能力等的要求，对电气传动方式提出了更高的要求。对矿井提升机电气传动系统的要求是：有良好的调速性能，调速精度高，四象限运行，能快速进行正、反转运行，动态响应速度快，有准确的制动和定位功能，可靠性要求高等。 而随着科学技术的进步和矿井生产现代化要求的不断提高，人们对提升机工作特性的认识进一步深化，提升设备及拖动控制系统也逐步趋于完善，各种新技术、新工艺逐步应用于矿井提升设备中。特别是模拟技术、微电子技术、微电脑技术在提升机控制中的应用已成为必然的发展方向。 目前国内提升机电气传动系统现状：对于大型矿井提升机，主要采用晶闸管变流器—直流电动机传动控制系统和同步电动机矢量控制交一交变频传动控制系统。这两种系统大都采用数字控制方式实现控制系统的高自动化运行，效率高，有准确的制动和定位功能，运行可靠性高，但造价昂贵，中小矿井难以承受。 对于中、小型提升机，则多采用交流绕线式电动机转子切换电阻调速的交流电气传动系统，即TKD电控系统。这种电气传动系统设备简单，但属于有级调速，提升机在减速和爬行阶段的速度控制性能较差，特别在负载变动时很难实现恒加

XX煤矿变频提升电控系统改造方案

某煤矿变频提升电控系统改造方案 一、引言 湖南某煤矿4 矿提升机系统现有主井提升电控系统均为交流绕线式电机转子串电阻调速控制系统。这种系统属于有级调速，低速转矩小，转差功率大，启动电流和换档电流冲击大，中高速运行振动大，制动不安全不可靠，对再生能量处理不力，低速运行到终点时易出现“过卷”现象，故障率高，运行效率低等缺点，矿用生产是24 小时连续作业，即使短时间的停机维修也会给生产带来很大损失。集团公司领导下决心对该提升机电控系统进行改造。 因此该煤矿提升机系统拟对原有提升控制系统进行变频改造，改造后的系统采用变频调速控制，针对此低压变频改造工程，武汉市通益电气有限公司通过对生产工艺流程、现场使用条件的充分调研和反复研讨、论证，认为采用武汉市通益电气有限公司生产的 TYCHON系列高压变频器完 全能满足要求，制定出如下技术方案，此方案具有以下特点： 优良的调速性能，可完全满足生产工艺要求； 良好的节能效果，可提高系统运行效率； 实现电机软启动，减小启动冲击，降低维护费用，延长设备使用寿命； 系统安全、可靠，确保负载连续运行； 控制方便、灵活，自动化水平高，可以灵活的扩充上位机，方便实现DCS空制； 纤小的设备体积，可以有效的缩小设备占地面积，便于集中控制。 二、对高压变频器的要求由于提升类负载对变频器有着不少特殊的要求，所以一般 普通变频器不可能直接用到提升机上。提升机对变频器要求有以下主要特点： （1）要求可靠性高； （2）要求能实现四象限运行，解决能量回馈； （3）要求有完善的数字控制功能； （4）技术指标要求高（例如启动转矩 2 倍以上，150%额定电流以下连续运行，200%额定电流 一分钟保护）； （5）要求适应恶劣的使用环境； （6）要求标准的数字通信接口； （7）运行速度曲线成S形，加减速平滑。 三、原矿山提升机调速系统简介该煤矿4矿提升机系统现有主井提升电控系统均为 交流绕线式电机转子串电阻调速控制系统。 设备存在的问题突出表现在： （1）串联电阻调速，其调速呈跳跃状有级调速，使得减速机齿轮，天轮，矿车与轨道之间，在加减速运行阶段均受到冲击力的作用，使设备易损坏，钢丝绳易疲劳，导致维修量大，检修费用增加。如2007 年年终检修中发现：一矿地面绞车减速箱三档低速齿因受巨大冲击力矩使齿轮崩裂；四矿地面绞车减速箱一档高速齿轮轴齿尖崩裂；仅此两项维修材料费用高达45 万元。 （2）串联电阻调速，使得矿车起动，调速，减速或长时间开慢车时，大部分电能白白消耗在电阻器上；当电动机在电压下降时，力矩下降，转差率增大，如发生斜井掉道时，绞车难以启动，易发生溜车事故，如处理不当极易发生人身伤亡事故。 (3)能耗高，低速时机械特性软。因为转速的降低是通过转子外接电阻消耗能量来实现的，并且转速越低，机械特性越软，消耗在电阻中的能量比例越大。

矿井提升机电控制系统设计

本科生毕业设计（论文） 题目：矿井提升机电控制系统设计 学生姓名： 系别： 专业年级： 指导教师： 2011年 6 月 20 日

摘要 煤矿矿井提升机是煤矿的重要设备，随着计算机和PLC技术的不断进步，采用先进的控制技术来改造传统矿山行业的传统控制系统，从而使矿井提升机的控制性能得到很大的改善，其控制系统的技术性能和可靠性直接影响煤矿的安全生产。本文采用PLC技术对TKD-A电控系统进行改造，保持原操作方式、按钮、开关、主令控制器作用不变，使用户使用方便，不需要适应期。同时可以利用PLC的高速计数功能、信号显示功能等来增加一些新的控制功能，系统安全性也将大大提高，运行更加平稳、准确。改造后的系统能够满足矿山生产的苛刻要求，而且投资相对较少，性价比较高，具有很强的实用价值。 关键词：矿井提升机；PLC；电控系统

ABSTRACT Mine hoist is a important equipment in mining operation，with the development of computer science and PLC technology，advanced electronic controlling technology has been applied in control system upgrading .The technical performance and reliability of the mine hoist control system directly relate to the mine production safety.The paper presents a innovative design，which integrates the PLC technology into the TKD-A system while keeps its original operation mode，buttons，switches and master controller.This will be convenient for user's operation and utilize PLC high speed counting function and signal indication function.The new design will greatly improve the system safety.The modified TKD-A system can run in a more stable and accurate condition and meet strict requirements of practical mine production.Extra investment of the new system is comparatively small.Therefore，it is a kinds of cost effective design，which deserve to be generalized. Key words: Shaft hoist ；PLC ；Electrically controlled system

提升机电气控制十大安全保护.docx

提升机电气控制十大安全保护 矿井提升PLC可编程电控系统是一个典型而复杂的控制和系统。目前，北京企宜同创、洛阳源创、中信自动化、天津深蓝等生产提升PLC电控系统厂家，在集团内部矿山采用。笔者通过参加集团公司检查，发现提升机PLC电控系统保护装置的设置因厂家不同而存在差异，有很大的随意性，国家无相关的标准设计规范。 1.提升机PLC可编程电控系统的组成原则 利用PLC可编程控制器为控制核心的提升机电控系统应设置为双线制。笔者认为，电控系统具备两台可编程控制器不能就单纯地称双线制，提升机可编程电控系统应符合以下组成原则： （1）组成双线制的两部可编程序控制器应相互补充、互相独立、互为备用。即正常时两台可编程器并列运行，其中一台可编程控制器故障时，另一部可编程控制器能够独立运行，完成提升任务。两台可编程控制器各有一套输出接口，能够相互切换。但是，两台可编程控制器有两套安全回路接点串联，单台运行时，另一台的安全回路自动屏蔽。现在，国内提升机电控均不能满足此种要求： （2）双线制的两台可编程控制器不应有过多的共享数据。对于一台可编程控制器故障后，通过简单外部设置应能够屏蔽数据，同时，可以屏蔽通信协议。对于利用可编程控制器组成局域岗的电控系统，通信协议还可重新自动设置。 （3）可编程控制器的最大优点就是利用计算机技术取代了模拟量和时间继电器减少了调试环节，增加了控制的灵活性，减少了现场布线。但是，对于一个些外部开关器什形成的保护接点不应接入可编程控制器，而应直接接入实际控制回路。无需调节的接点经过可编程控制器“二传手”控制，往往会发生不必要的事故。为增强显示功能，外部开关器件可提供多对接点，其中一对接点输入至可编程控制器。 2《煤矿安全规程》（2001版）要求的九大保护装置 （1）防止过卷装置 防止过卷装置应设置为四线制，即可编程电控系统主控机、监控制分别由各自获得的脉冲行程计算出一个过卷保护点，输出串接于内部安全回路；同时井架和深度指示器又各自形成两套实际过卷装置，其接点直接串接于外部安全回路中。大部分矿井都将实际过卷接点输入至可编程控制器，然后返回控制，笔者认为不可取，原则上，四线制过卷保护装置过卷数据应以到位点为累加数据基础点，不应全行程进行累加。受深度指示器螺杆传动误差影

煤矿提升机的电力拖动与控制系统

能源环境煤矿提升机的电力拖动与控制系统 辽源职业技术学院(吉林辽源) 葛立臣 【摘 要】本文主要阐述了煤矿矿井提升机电力拖动控制装置的要求，提出了提升机的电力拖动与控制系统的方案，尤其是晶闸管—电动机直流拖动可逆提升电控系统和交—交变频交流拖动可逆提升电控系统。 【关键词】提升机；电力拖动；控制系统 1、提升机电力拖动控制装置的要求 煤矿矿井提升机电控系统技术的性能，对矿井生产的效率和安全有直接影响。煤矿技术人员要把握提升机电控系统原理，提升机对电控系统的要求，及各种电气传动方案的特点。矿井提升有正向提升和反向提升，对不同水平的提升，每次提升循环容器的上升或下降的运动距离一般是相同的，也会出现不同情况。每次提升都要经过启动、加速、等速、减速、爬行至停车的运行过程，提升机对电控系统有以下基本要求： （1）满足四个象限运行要求 提升机正向提升，拖动电动机运行在Ⅰ象限。但在减速下放时，若是正力减速，拖动电动机也运行在Ⅰ象限；而若负力减速，拖动电动机就运行在Ⅱ象限。在提升机反向提升时，拖动电动机工作在Ⅲ和Ⅳ象限。所以，提升机的运行要能满足四象限的运行要求。 （2）平滑调节速度，还要有较高的调节精度 电控系统必须能满足运送物料，达到额定速度、运送人员要求不高于额定速度，要求提升机电控系统平滑连续调节运行速度。 为在不同负载下减速段的距离误差尽量地小，提升机的静差率越小越好，这样，能使爬行段距离尽量设计得小，减少低速爬行段的时间，缩短提升周期，提高提升能力。 （3）要有准确可靠的速度给定装置 电控系统加减速时要平稳。矿井提升机的加速度、减速度要按照《煤矿安全规程》进行限制。立井在提人时加、减速度都不得超过0.75m/s2；在斜井提人时加速度和减速度都不可超过0.5m/s2。限制加速度是为减少人对加减速度的不适反应程度，降低提升机加速时的电流冲击，提高提升设备的使用寿命。矿井提升机系统是控制系统，提升容器在井筒中的哪些位置应加速、等速、减速、爬行都要按规范要求操作。要按提升容器在井筒中的位置确定给定的速度，按行程要求产生速度给定信号。 （4）设置行程显示与行程控制器 电控系统要设置可靠的提升容器，新型深度显示装置采用数字化显示。要设置有可靠的位置检测环节，准确检测提升容器在井筒中与减速点开始、停车及过卷相对应的位置，以控制提升机能可靠减速、停车等。 （5）设置完善的故障监视装置 电控装置的高可靠性是电控系统质量好，故障少；发生故障要根据故障性质及时进行保护，并对故障内容进行记忆和显示，以尽快排除故障。 （6）要设置可靠的可调闸控制系统 可调闸是液压调节机械闸制动系统，是提升安全运行的保护措施，所以，要求制动系统的控制要安全可靠。可调闸系统控制一般分为工作闸、制动控制和安全闸回路控制。工作制动是在手动操作或在自动操作方式下停车或定车手段，而安全制动是在系统发生故障时，使提升机快速减速停车并在静止状态下不松闸。 2、提升机的电力拖动方案 （1）绕线型异步电动机转子回路串电阻提升电控系统 绕线型异步电动机转子回路串联附加电阻，利用控制器或磁力站对附加电阻进行不同的组合，改变其大小，实现调速目的。按提升机调速性能的不同要求，一般电阻组合有5级、8级和10级等。级数越多，调速越平滑，但还是有级调速方式。这一方案在加速期和低速运行时，多数能量（转差能量）以其热能的形式消耗在转子附加电阻上，系统运行效率低。在负力减速时，通常采用动力制动或低频制动，应设置辅助电源和定子绕组的二次切换操作。因受交球接触器容量的限制，单机运行功率不超过1000kw，双机不超过2000kw。此方案的优点是结构比较简单、维护比较容易、操作比较方便，是一般矿井采用较多的提升机电控系统。 （2）双机拖动提升电控系统 双机拖动是把两台同容量或不同容量的电动机通过一定的刚性连接。共同拖动一台提升机。与单机拖动相比，它的优点是能扩大电动机的使用容量，减小电力拖动系统的转动惯量；按照负载状况，确定单机或双机的投入，以提高效率，增加系统的可靠性；通过合理调节两机的运行状态，获得比单机更平滑的加、减速调节，良好的减速和爬行运行特性。其缺点是控制设备多而复杂，维护量大。 （3）发电机一电动机直流拖动可逆提升电控系统 直流拖动可逆提升系统是由直流发电机为直流电动机M提供幅值、极性可变的直流电源。直流发电机由交流同步电动机拖动，通过改变直流发电机励磁电流改变输出电压。 此方案能实现无级调速，电动状态与制动状态的切换是快速平滑的，较好满足四个象限平滑调速的要求，一般采用速度闭环控制调速，精度较高，无功冲击小，功率因数高，还能向电网提供超前无功功率，通过调节同步电动机的功率角，改善电网的功率因数。它的主要缺点是运行效率较低，一般效率仅有0.8左右；占地面积较大、噪声较大；维护工作量较大；耗费金属量较大等。目前已被晶闸管—电动机直流提升系统取代。 （4）晶闸管—电动机直流拖动可逆提升电控系统 晶闸管一电动机直流拖动可逆提升系统用静止的晶闸管整流器取代旋转变流器（发电机组）为直流电动机供电，其效率、控制精度、运行特性及可靠性等都比发电机—电动机系统大大提高。受电动机换向器和晶闸管变流器容量的限制，电动机的容量通常在4000kw以下。而在拖动容量大于1000kw和提升速度达10m/s 以上时，一般考虑直流拖动。 （5）交—交变频交流拖动可逆提升电控系统 随着电力电子器件和微电子技术的发展，20世纪80年代以来，尤其是21世纪以来，交一交变频器一低速同步电动机调速在矿井提升系统中得到广泛应用，实现了多微机全数字控制，此方案控制性能好、运行效率较高、单机容量较大、体积较小、系统惯量较小和维护工作量较少，是低速大容量矿井提升机传动的主要发展方向和一些大型矿井的必备设备，单机传动功率目前已达到5000kw—8000kw。此系统一般采用把同步电动机转子外装与摩擦式提升机的滚筒结为一体，形成体积更小、重量更轻的机电一体化方案，明显降低了投资成本。同时，它系统复杂，新技术、新器件较多，对运行现场的管理和维护技术人员的要求都比较高。 《科技与企业》杂志 2011年12月（下） 113