矿井提升机控制系统发展的研究
矿井提升机恒减速控制系统研究
矿井提升机恒减速控制系统研究摘要：矿井提升机在大型煤矿中起非常重要的作用，运输矿井中的各种设备及原煤等，由于矿井提升机控制系统效率低下，难以满足自动化程度越来越高的煤矿设备，因此，提出了一种矿井提升机恒减速系统，并介绍了该系统的工作原理和系统组成，通过实践应用研究了该系统的可靠性和工作效率。
关键词：矿井；提升机1 矿井提升机恒减速控制系统发展现状现阶段矿井提升机控制形式包含有在工作周期截止时制动以及产生不安全行为时制动，同时在工作周期截止时控制制动是常见控制形式，因为在矿井提升机正常工作时，提升速度超过安全限定，产生不安全行为，引发安全制动频率较低，对保护操作人员以及设备安全都有着非常重要的意义。
目前制动系统方式包含以下几种，分别为恒力矩一级制动、二级制动、恒减速制动。
恒力矩制由于制动时力矩不变，不能实现不同工况力矩匹配，进而导致设备受冲击过大，降低其使用寿命。
而恒减速制动为闭环控制，能在不同工况下更加灵活的匹配力矩，因此能很好地解决上述问题。
本文针对传统的提升机存在的问题，研究了矿井提升机的恒减速的控制系统，并对其进行进一步的优化改进，提高了矿井提升机的安全性，提高了狂劲提升机的工作效率，为其在矿井中工作提供了安全保障。
2 矿井提升机恒减速控制系统方案设计2.1 矿井提升机制动系统概述矿井提升机的制动系统是决定提升机安全性能最重要的部分。
图1为矿井提升机示意图。
由制动闸组及液压和电气部分共同组成制动系统，我国当前比较常见的制动方式包括工作制动和安全制动，安全制动是在生产活动中，由于提升机或其他生产设备出现故障，为了保障人员及设备的安全而采取的制动。
而矿井提升机在正常的生产活动中完成一次或一段工作时间段后，工作人员停机或检修而进行的制动被称为工作制动。
安全制一般会对生产设备或人员造成一定的损伤，一般在正常的生产中不易发生。
但安全制动也在一定程度上提高了人员及设备的安全性。
在安全制动中可以分为恒力矩安全制动和恒减速安全制动，恒力矩也有两级制动之分。
矿井提升机电气控制关键技术及展望
矿井提升机电气控制关键技术及展望以矿井提升系统的安全可靠性和技术先进性为基点，论述了提升机的直流传动、交-交变频传动和交-直-交变频传动技术，提升机自动运行方式、提升机（位置、速度、转矩）三闭环控制技术、3大控制回路（安全、电气停车、闭锁）控制技术、双PLC控制的主控、监控技术及传感器信号的双路检测技术。
希望本文的论述能为以后的具体工作起到实际的参考作用。
标签：矿井提升机；电气控制；关键技术矿井提升系统是连接井下与井上的重要生产环节，担负着煤矿的煤炭和辅助运输的提升和运送任务。
矿井提升系统是周期性动作的输送设备，需要频繁地正、反转和频繁起、停车。
国内提升系统的安全事故主要有断绳、过卷、卡罐、跑车、滑绳等。
例如某矿副井罐笼提升，在提升机检修后故障开车发生坠罐事故，造成罐笼内十几人全部死亡。
矿井提升机电气传动系统是为使绳端提升容器在各提升水平装、卸载点间按预定速度图运行，用以实现矿井提升机电气化及自动控制而构成的相互关联的一组单元。
电气传动系统由提升电动机、电源装置和控制装置3部分组成。
提升机电气控制系统设计应确保提升系统的安全可靠性；完善设备选择的经济合理性；提高提升装备的技术先进性；满足提升配置的整体适用性；实现操作维护的简便快捷性。
近十年来随着矿井生产规模增大、开采深度增加和提升系统安全可靠性的提高，矿井提升设备得到飞速发展，各种新技术得到广泛使用，提升系统电气控制水平已达到国际先进水平。
箕斗提升自动化水平不断提高，许多矿井的主井提升已实现了无人值守运行。
1 电气传动系统的技术发展及存在问题1.1 直流传动装置矿井直流提升机传动方案有2种，一种是由发电机和电动机组成的G-M系统，《煤炭生产技术与装备政策导向》（2014版）已禁止使用。
另一种是由晶闸管和电动机组成的V-M系统。
该系统出现于1960年，传动系统由12个晶闸管功率器件组成，通过调节触发装置的控制电压来移动触发脉冲的相位，改变整流电压，从而实现平滑调速。
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 SYSTEMBASED ON MINE ELEVATORABSTRACTIn 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 controltechnology research目录前言 (1)第1章国内外矿井提升机发展概述 (2)§1.1国外矿井提升机现状 (2)§1.2我国矿井提升机电气控制系统的现状 (2)第2章提升机机械结构及工作原理 (4)§2.1机械结构 (4)§2.2工作原理 (5)第3章串电阻调速系统 (7)§3.1串电阻调速系统原理 (7)§3.2串电阻调速程序 (8)第4章提升机电控系统构成 (14)§4.1引言 (14)§4.2主回路 (15)§4.3测速回路 (16)§4.4安全回路 (16)§4.5控制回路 (18)§4.5.1 信号回路 (18)§4.5.2 电机正反转回路 (18)§4.5.3 制动回路 (19)§4.5.4 转子电阻控制回路 (19)§4.6监控系统 (20)§4.6.1 上位机 (20)§4.6.2 操作台 (21)第5章PLC 操作主控系统原理及应用 (22)§5.1PLC系统组成 (22)§5.2各单元基本特点 (22)第6章技术经济性分析 (24)结论 (26)致谢 (27)参考文献 (28)前言矿井提升机常被人们称为矿山的咽喉，是矿山最重要的关键设备，是地下矿井与外界的唯一通道，肩负着矿石、物料、人员等的重要运输责任。
煤矿立井提升机电气自动化控制系统应用研究
煤矿立井提升机电气自动化控制系统应用研究1. 引言1.1 研究背景煤矿立井提升机电气自动化控制系统应用研究引言：随着煤矿开采的深入和煤矿工程的发展，煤矿立井提升机作为煤矿生产中重要的输送设备，其安全性、高效性和可靠性越来越受到人们的重视。
传统的提升机控制方式存在着操作繁琐、安全隐患大、效率低等问题，亟待解决。
电气自动化控制技术的不断发展和应用，为提升机的控制方式带来了新的思路和可能性。
煤矿立井提升机电气自动化控制系统的应用，将提升机的控制中心从人工操作转变为自动化控制，能够实现设备的智能化、自动化运行，大大提高了生产效率和作业安全性。
结合先进的传感器技术和数据处理技术，可以实现对提升机运行状态的实时监测和智能分析，及时发现并解决潜在问题，确保设备运行的稳定性和安全性。
开展煤矿立井提升机电气自动化控制系统应用研究，具有重要的现实意义和实用价值。
本文将针对该领域进行深入探讨和研究，探讨其在煤矿生产中的应用前景及发展方向。
1.2 研究意义煤矿立井提升机电气自动化控制系统是煤矿生产中至关重要的设备，其自动化水平的提高直接影响到煤矿生产效率和安全性。
煤矿作为重要的能源行业，其生产安全和效率一直备受关注。
传统的手动操作方式存在着很多局限性，如操作不便、生产效率低下、安全隐患较大等问题。
煤矿立井提升机电气自动化控制系统的应用研究具有重要的意义。
通过对煤矿立井提升机电气自动化控制系统的研究，可以实现提升机的智能化控制，提高生产效率，降低人力成本，减少事故发生概率，提升工作安全性。
电气自动化控制系统的应用还可以为提升机的远程监控和故障诊断提供便利，实现设备的及时维护和管理，进一步保障矿井设备的正常运行。
煤矿立井提升机电气自动化控制系统的研究具有重要的现实意义和应用价值，对煤矿生产的安全稳定和高效运行起着至关重要的作用。
2. 正文2.1 立井提升机概述立井提升机是煤矿井下运输设备中的一种重要设备，具有运送人员和物料的功能。
基于双PWM变频调速的矿井提升机控制系统的研究
｛ ＝ （ｉ 二 ） ） （ ｆ Ｋ Ｉ －Ｋｐ （ ＋ 一 ＋ｃ ｇ Ｊ ＋ Ｌ
、
ＫⅡ为 比例 、 分 系 积
ｆ ＝ （ｆ ） 一 ｇ ｏ ｉ Ｐ 一 ｒ＋＝ （ ｆ＋￣ ａ ｑ ｇ Ｐ ） Ｌ＋
３控 制 系统 Ｐ Ｍ逆 变 电路 ． Ｗ
为了满足矿井 提升机的运行特 点和工艺要求 ， 需要依靠 高性 能的 调速 方案 。本文 设计控制 的Ｐ ＷＭ逆变 电路 的功 能就是完成交 流电机
的高 性 能 调 速பைடு நூலகம்。
Ｐ ＷＭ整流电路是 双Ｐ ＷＭ变频调速系统的重要部分 。Ｐ ＷＭ整流器 的 电路 如 图２ 所示 ， ＷＭ整流器可 以分为交 、 Ｐ 直流侧 电路 和功率开关 器件三个部分。
之一。 ２三相电压 型 Ｐ ． ＷＭ整流器系统设计
囹４电压外环控制框图 其中， ： 电压 外环采 样 时间常 数 ； Ｌ ： Ｋ 、 电压外 环 Ｐ 参数 ； Ｉ Ｗｅ ）电流 内环传递函数 。本文只设计了电流 内环控制和电压外环控 ： （ 制 ， 系统中还需要 进行交流侧电感的设 计和直流侧电容的设计 ， 该 由于 篇 幅限制 ， 这里就不再赘述 。
可知 ， 控制交 流侧的电压和 电流就 可以控 制直流侧 的电压和电流 ， 反之亦然 。 Ｕ， 为交流侧电压 、 ｉ 电流 ； ， Ｌ ｉ 为直流侧电压 、 电流。 依据 Ｐ ＷＭ整流原 理 ， 文设计 三相 电压 型 Ｐ 本 ＷＭ整流 器 （ Ｓ 的 Ｖ Ｒ） 系统结构 为双闭环控制 系统 ， 电压外环可 以稳定直 流侧 电压 Ｕ 同时 给 电流 内环提供参考 电流输入 ， 电流内环可以起到过电流保 护功能 ， 根 据外环输 出的电流值进行 电流控制 。
矿井提升机PLC智能控制系统研究
转子 的外接 电阻进 行分段 切除来 改变起 动机 的启 动和制动特 性。定 子回路的作用 是在提升机线路发生故障时起到保护的功能 安全回路的设定主要是用来保证工作的安全顺利进 行，其主要 有 连锁 和 线路 安全 保 护 等 。 测 速 回 路 主 要 是 对 提 升 机 的 速度 进 行 实 时 测 量 ， 保 证控 制 系 统 对速度 的监控 ， 因为提 升机 的大部分时间都是 以恒定的速度运行的 ， 测速 回路 能够有效监督提升机运行是否正常。 控制回路是整个 Ｐ Ｌ Ｃ控制 系统 比较重要的一个回路 ，工作原理 如图 ２所示。它的作用是根据提升机工作状态的不同 以及安全保护 的设计 要求 ，相 应的对控 制系统的工作状态进行 调整 ，保证 必要的 保护 功 能 。
Ｃｏ ａ ｌ Ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
矿井提升机 Ｐ Ｌ Ｃ智能控制 系统研究
李 智
（ 萍乡矿业集团 巨源煤业有限责任公 司 ）
【 摘 要】 矿 井提 升机 作为材料 和人 员的运输工具 ，是矿 井生
产 必 不 可 少 的机 械 设 备 。本 文 对 Ｐ Ｌ Ｃ 控 制 系统 的 组 成 做 了 简要 分
辅助回路主要是保证液压油泵电源、Ｐ Ｌ Ｃ 电源等多种电源的正 常工作。 位置检测回路的主要作用是用来检测提升机的位置，能够实时 监控提升机 ，保证提升机运行 的正常生产 以及安全生产。 ２ ． ３ Ｐ Ｌ Ｃ控制系统的线路动作 根据实际需要的不同， Ｐ Ｌ Ｃ 控制系统可 以使矿井提升机进行不 同的运 行方 式，比如正常或者故障状态 下如何操作运 行。下面介绍 种常用的运行方式 ，即等待开车 ，爬行加速 运行，恒速运行 ，减 速运 行，爬 行停车 。 等待开车 首先，司机要做好开车前的准备工作， 比如观察润 滑油的压力是否达到要求值，手柄是否在适当位置，在检查没有故 障之后 才能开车，否则需要维修人员进 行故障的排除，司机再复位 Ｐ Ｌ Ｃ的记忆数据 ，准备开车 。 爬行加速 。启动提升机后，缓慢推动控制器手柄，使提升机的 速度稳步提升。 恒速运行 。提升机速度达到需求速度时，保持恒定 ，控制线路 不发生变化。 减速运行 。当提升机停止前 ，需要进行减速 ，Ｐ Ｌ Ｃ控制系统会 提示司机进 入了减速阶段 ，此时司机可 以选择两种方式进行减速： 第一是保持 电机通 电，缓慢的拉下控制器手柄，相当于减挡减速 ； 第二是断开 电源，提升机 失去动力源，会在惯性作用下缓慢减速，
矿井提升机的综合自动化控制系统
矿井提升机的综合自动化控制系统摘要：矿井提升机为矿山咽喉设备，除电力传动系统可靠运行外，需对提升机电气设备及机械设备的运行状态进行监视及控制，提高电控系统的可靠性、控制精度和性能。
完善的综合自动化系统对提升机安全运行有着重要的意义。
关键词：提升机；自动化；控制前言提升机电气设备和机械设备比较复杂，运行可靠性要求高，故障检测处理及保护电路比较复杂，随着电力科技技术的发展，提升机电气控制、保护措施自动化系统已发展到第三代多PLC和智能化仪表数字控制以及上位机监控、数据采集及远程故障诊断编程系统。
1提升机操作系统1.1 操作台操作台为分体式结构，由控制台，制动台，仪表指示台组成，中间设有司机座椅。
控制台和制动台上设置有各类操控手柄、开关和按钮等。
仪表台上设置有各类仪表及指示信号等。
司机可操作操作台上的开关及按钮来控制提升机运行，并通过指示灯和显示仪表以及工业控制计算机及时了解提升机的运行状态及运行参数。
1.2上位机监控系统主要实现人机界面及画面显示，人-机通信、监视、控制与操作，各个子系统画面显示。
主要监控功能为提升系统动静态画面生成；故障自检显示、报警；各类报表生成；提供首次报警记录等。
2提升机控制系统2.1主控PLC系统主控PLC是网络控制系统的主站，主要用来实现逻辑联锁控制和安全监视、保护。
完成除闭环控制外的整个提升机电控系统的信号处理，数据运算，通信控制，系统管理等。
2.2 监控PLC系统主要实现安全监视和保护。
主要保护和闭锁功能（1）立即施闸类故障保护：（2）终端施闸类故障保护：（3）电气制动类故障保护（4）系统闭锁功能（5）部分行程参数信号逻辑运算处理，自动产生速度给定信号。
（6）控制提升容器停车精度<1cm。
（7）将信号处理成位置和在线速度显示等2.3 UPS不间断后备电源UPS电源用于控制，监控，等设备的电源后备支持。
当发生电源故障时，给闭环控制，以及PLC的供电将继续维持直到提升机停止且制动闸已经合上。
矿井提升机电控系统的发展
矿井提升机电控系统的发展张 娟(中国矿业大学信电学院,江苏徐州221008)[摘 要]根据矿井提升机电力拖动技术的发展过程,介绍和分析了绕线型异步电动机交流拖动、发电机-电动机直流拖动、晶闸管整流装置供电的直流拖动和交-交变频器供电的交流拖动等四种拖动方式。
[关键词]矿井提升机;交流拖动;直流拖动0 引言矿井提升机是矿山企业的关键机电设备,对矿井的生产及安全起着非常重要的作用。
由于提升机的生产工艺要求比较高,所以它的电气传动及控制一直是各国电气传动界的一个重要研究领域。
本文根据矿井提升机电力拖动技术发展的过程,对各种拖动方式进行介绍和分析。
1 交流绕线型异步电动机拖动[1]是矿井提升机电力拖动发展的第一阶段,大体在20世纪50年代至60年代初,采用的是“异步电机+转子串电阻加速+高压接触器换向+动力制动(或低频拖动减速)+继电器控制”方式。
由于鼠笼型异步电动机很难满足提升机起动和调速性能的要求,因此,在这一阶段,矿井提升机多采用绕线型异步电动机进行拖动。
绕线型异步电动机转子回路串电阻后能限制起动电流和提高起动转矩,并能在一定范围内调速。
具有结构简单,坚固耐用,建筑面积小,维护方便,价格低廉,安装调试方便等优点。
缺点是启动阶段电能损耗较大,当用于要求频繁启动或不同运行速度的多水平提升机时,问题就更为突出,但用于单水平深井提升时,提升效率与用发电机组供电的直流拖动系统相当。
此外,由于靠切除转子回路电阻进行调速,所以系统的调速性能不好,调速范围小且为有级调速。
如果选用了动力制动、低频制动、可调机械闸、负荷测量、计量装载等辅助装置后,运行性能将会大有改进。
目前,在我国中小型矿山或中等深度以下的矿井中,还有一定的市场。
受交流开关容量的限制,单台交流拖动的电动机容量一般不大于1000kW,当功率超过1000kW而又选用这种拖动方式时,可利用2台绕线型异步电动机组成双机拖动系统。
与单机拖动系统相比,双机拖动系统有以下几个特点:(1)如果生产条件允许,2台电动机可分期安装。