探析煤矿主提升机电控系统

探析煤矿主提升机电控系统

摘要：矿井提升机的电控系统主要包括主控、驱动控制、监控、井筒信号、制动控制、人机对话、显示、硬件安全回路及其它子系统等硬件和软件。煤矿主提升机电控系统表现出运行稳定、可靠、维护方便等优势，实现了提升控制系统工业自动化的发展，为煤炭企业生产带来了较好的经济效益。

关键词：矿井主提升；电控系统；煤矿；应用

中图分类号： x752 文献标识码： a 文章编号：

1 矿井提升控制技术研究的必要性

目前我国提升机设备的制造和技术水平远远落后于世界提升机

的发展水平，无论在硬件还是软件上都有较大差距。国内提升机电控系统设备技术水平较国外还有较大差距。数字化电控设备虽然已有部分产品，但尚未实现系列化、系统化、规模化。在提升机数控技术上仍处于学习发展阶段，多为消化吸收国外的成熟技术，技术相对较简单的软硬件已能够设计编制，但一些关键软件技术如驱动控制等尚未有较大突破若使用还需购买，生产的较高档电控设备的硬件多为国外公司的成熟产品。国内产品尚未达到国外 80 年代末的技术水平。德国 siemens（西门子）公司和瑞典 abb 公司是世界提升机电控设备生产领域的两大主要公司，代表了提升机电控技术和装备的世界先进水平。他们均生产系列化的提升机直流和交流驱动数据化电控设备，德国 siemens（西门子）公司的代表产品为 simatics5 系列（用于主控、制动控制、井筒信号

等）和simadynd 系列（用于驱动控制和监控）；瑞典 abb 公司代表产品为 masterpiece 系列（用于主控和监控）、pride 系列（用于直流驱动控制）和 tcdc 系列（用于交交变频交流驱动控制）。对应于硬件设备，两公司开发了适应不同系统要求的模块化、系列化、易读、易编的专用程序软件。该系统不仅可用于煤炭、冶金行业的提升机系统，还可广泛应用于有驱动控制的领域及许多过程控制需要的场合，不仅可以成套使用，还可以根据实际情况使用某些系统，前景十分广阔，国外进口设备不仅价格高，而且技术服务和配件购置不方便；国内数控设备有取代国外数控设备的趋势。对提高我国提升机等领域的技术水平和经济效益具有重要意义。

2 矿井提升机的现状

我国提升机大部分使用模拟控制，模拟提升机的主控系统采用电器控制，触点多，接线复杂，故障率高，维护困难；驱动控制系统采用直流发电机组拖动，无功电耗较大；保护系统、监控系统等的信号采集采用机械传动、分离元件处理随着数控技术进入中国，中国也进行了数控化的产品开发研制，并且逐渐的应用到了提升机领域，国内如大中院校、企业院所正在做数字化提升机电控系统的集成开发尝试。但由于资金投入少，人力、技术力量不强，并且由于国际矿山领域经济的不景气，整个系统的成熟性没有再上一个台阶，目前应用在提升机领域的国内的数控产品存在下列问题：

1）驱动控制产品不成熟，功能不够强大，可靠性还需要提高；2）对提升控制工艺没有深入的研究，缺乏提升控制与维护的经验，产品适应性不强；

3）在硬件配置上，存在安全性差，系统可靠性需要探讨，不能完全满足提升控制的需要。

3 矿井提升机的特点

考虑当今数控技术的发展，紧密结合提升机控制工艺的需要，我们认为当今先进的数字化提升机应具有以下特点：

1）在驱动控制上，矿井提升机直流拖动与交流拖动相比，调速性能好，不需附加其它拖动装置，随着驱动控制产品的成熟，完全能够实现全数字化控制，大大增加了系统的可靠性与控制精度。与此相比，交流控制产品不够成熟，存在造价高、不易维护的特点；

2）在整个系统的配置上，应采用现在比较成熟的网络化设计，既减少了现场维护的工作量，增加了系统的可靠性，又减少了现场施工的工作量，减低了系统的整体成本；

3）数控化的系统要有友好的人机界面，实时显示系统的各种信息，具有故障智能诊断功能，增加维护的方便性，减少系统的故障处理时间；

4 矿井提升机电控系统在煤矿的应用

某煤矿副井提升机电气控制系统采用 ts3a 型电控系统。ts3a 型电控系统能将可靠性和安全性放在首位，电控设备执行gb3797

及煤炭行业相关标准，在元器件选择上，进行严格筛选，关键环节全部采用进口部件，在工艺上，采用经过实践检验的电工行业先进技术，采用双安全回路，关键控制量的传输也采用双回路方式，一是通过 plc 控制，一是直接传输。具有下列优点：

1）主回路驱动控制系统能自动优化驱动电机的参数；

2）在安全回路方面，系统采用了相互独立的继电器安全回路和s7-400、s7-300 分别形成的软件安全回路，s7-400 形成完善的故障诊断系统，s7-300 作为 s7-400 故障诊断的后备，主要完成电枢过流和行程类故障的判定，针对井筒过卷、高压柜合闸、快开及整流器故障，继电器安全回路再次将其纳入其中，大大提高了系统的安全性；

3）电控系统采用工业总线方式构成系统通讯网络，通过总线方式传输数据，极大地简化了控制系统的硬线连接，更有利于电控系统的进一步优化工作；

4）具有完备的故障诊断和上位监控功能，非常有利于对系统的维护，在较大程度上缩短了处理故障的时间；

5）控制系统软件采用结构化设计，使用于各种直流电机，实现了行程与速度给定一一对应的逻辑关系；

5结束语

总之，矿井提升机电控系统在煤矿提升系统中的应用，表现出运行稳定、可靠、维护方便等优势，并能为煤矿的发展带来社会和经济效益，从而为煤矿安全生产提供了保障，具有较高的推广

应用价值。

参考文献：

【1】陈巍.基于plc在现代矿井提升机电控系统的应用[j].黑龙江科技信息.2010(20)

【2】刘建永.矿井提升机监控系统的分析与设计[d]. 中国地质大学（北京） 2009