1、絞車變頻提升系統(tǒng)設(shè)計摘要：對礦區(qū)的交流提升機(jī)經(jīng)典控制系統(tǒng)（TKD電控系統(tǒng)）改造為以PLC為控制核心的低壓變頻控制系統(tǒng)，使絞車控制集中化，調(diào)試更加平穩(wěn)節(jié)能。關(guān)鍵詞：絞車PLC變頻器1現(xiàn)場情況本方案為某礦區(qū)的絞車提升改造。原有系統(tǒng)為滑環(huán)電機(jī)串電阻控制的交流提升機(jī)經(jīng)典控制系統(tǒng)（TKD電控系統(tǒng)）。原有電機(jī)為JRQ-148-8240KW/6KV，轉(zhuǎn)速735rpm/min。卷筒直徑2米、卷筒寬度1.5米、鋼絲繩最大靜張力6000公斤力、液壓工作壓力55kg、鋼絲繩速度5m/s、地面供電電壓等級6kV、環(huán)境溫度-5to40?C、海拔高度1950m、使用場所為斜井。2現(xiàn)有轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)試分析礦井提升機(jī)擔(dān)負(fù)著運(yùn)輸

2、人員、材料、礦石、礦物的重要任務(wù)，是礦井生產(chǎn)中四大運(yùn)轉(zhuǎn)中特別重要的設(shè)備。對于交流提升機(jī)拖動而言，原有的控制系統(tǒng)普遍采用繞線電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻的方式進(jìn)行調(diào)速，這些系統(tǒng)存在以下缺點(diǎn)：（1）電阻能耗大，且占用空間大；（2）使用轉(zhuǎn)差和開環(huán)控制，調(diào)速范圍小、精度低、安全性能差；在減速段和下放時需投切動力制動直流電源或低頻電源，易造成設(shè)備損壞，且浪費(fèi)了大量的電能；（3）系統(tǒng)的故障率高，接觸器、電阻器、繞線電機(jī)碳刷容易損壞，維護(hù)工作量很大，影響了生產(chǎn)效率；（4）低速和爬行階段需要依靠制動閘皮摩擦滾筒實(shí)現(xiàn)速度控制，特別是在負(fù)載發(fā)生變化時，很難實(shí)現(xiàn)恒減速控制，導(dǎo)致調(diào)速不連續(xù)、速度控制性能較差；（5）啟動和換檔沖擊電

3、流大，造成了很大的機(jī)械沖擊，導(dǎo)致電機(jī)的使用壽命大大降低，而且極容易出現(xiàn)掉道”現(xiàn)象；（6）自動化程度不高，增加了開采成本，影響了產(chǎn)量；（7）低電壓和低速段的啟動力矩小，帶負(fù)載能力差，無法實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩提升。3改造計劃（1）將TKD電控統(tǒng)系改造為以PLC（西門子）為控制核心的低壓變頻控制系統(tǒng)（西門子）。（2）增加高壓配電柜、干式變壓器、配電柜、變頻柜、操作臺、液壓泵站等電控設(shè)備；（3）原有的深度指示器（自整角機(jī)等設(shè)備）改為新型的柱式深度指示器（立于卷筒旁）。（4）原有的現(xiàn)場保護(hù)元件（松繩開關(guān)、閘瓦間隙檢測等）、抱閘系統(tǒng)不做修改，接入新系統(tǒng)中。4系統(tǒng)設(shè)計由于傳動領(lǐng)域發(fā)展的多樣性，使得目前出現(xiàn)了多種驅(qū)動方

4、案，下面是我們針對提升機(jī)所做的質(zhì)量高、性能價格比高、最合理的優(yōu)化方案:4.1控制系統(tǒng)提升機(jī)變頻電控系統(tǒng)由提升機(jī)專用變頻器、智能型主控臺、回饋制動柜和傳感器組成。4.2變頻驅(qū)動系統(tǒng)提升機(jī)變頻電控系統(tǒng)是采用國際先進(jìn)的變頻調(diào)速、直流制動、能量回饋、轉(zhuǎn)矩提升技術(shù)研制成功的高新技術(shù)產(chǎn)品，適用于礦井地面或井下37kW-600kW提升機(jī)的智能電氣控制，它利用改變被控對象的電源頻率，成功實(shí)現(xiàn)了交流電動機(jī)大范圍內(nèi)的無極平滑調(diào)速。尤其對于多繩、多水平、雙機(jī)、斜井等運(yùn)行場合，表現(xiàn)出巨大的優(yōu)越性。4.3制動系統(tǒng)為了確保斜井提升機(jī)的安全，提升機(jī)的機(jī)械閘是提升機(jī)安全運(yùn)行的最后一道屏障，這部分由液壓制動系統(tǒng)完成，其控制如電

5、機(jī)啟動、停止，敞閘、施閘等動作均由微機(jī)綜合保護(hù)系統(tǒng)完成。同時對于液壓系統(tǒng)的故障狀態(tài)，如油溫過高、過低、濾油器堵塞、油泵過載、停轉(zhuǎn)等狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)濾油器堵塞、油泵過載、停轉(zhuǎn)等故障發(fā)生時，系統(tǒng)報警的同時控制停機(jī)，但當(dāng)油溫過高、過低等故障發(fā)生時系統(tǒng)只發(fā)出報警信號，不馬上停機(jī)。4.4低壓配電系統(tǒng)低壓配電系統(tǒng)的輸入為高壓配電系統(tǒng)中饋電柜輸出；高壓配電系統(tǒng)中饋電柜輸出經(jīng)630kVA-6/0.4的變壓器變?yōu)?80V低壓電。隔離變壓器采用DYnO接法，采用三相四線制供電。為了確保低壓供電的可靠性，低壓供電可以采用雙回路供電辦法。一路供電由上述供電，另一路引自用戶另一渠道。低壓電的分配在低壓配電柜內(nèi)完成，其除

6、了給提升機(jī)電控系統(tǒng)各設(shè)備，如高壓配電系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)，變頻器，核心控制系統(tǒng)中操作臺、PLC柜，行程控制系統(tǒng)中PLC，操作臺，上位，信號系統(tǒng)等供電外，還提供附屬設(shè)備供電，如照明等，供電容量約500kVA。4.5系統(tǒng)安全性、可靠性保證（1）安全性保證。系統(tǒng)安全性監(jiān)視采用全數(shù)字傳動系統(tǒng)、PLC及繼電回路的冗余結(jié)構(gòu)，具體體現(xiàn)為：重要控制參數(shù)、信息及故障的多重化檢測、監(jiān)控及分級處理（緊急安全制動、事故停車、不準(zhǔn)提升、事故報警）：系統(tǒng)按冗余原則設(shè)計，保證某部分出故障時，系統(tǒng)仍能工作。（2）可靠性保證。為保證系統(tǒng)的可靠性，在系統(tǒng)及產(chǎn)品設(shè)計中嚴(yán)格遵循下列原則：電氣系統(tǒng)中使用的元器件均為質(zhì)量可靠、性能穩(wěn)定且符合歐洲工業(yè)級電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)；系統(tǒng)設(shè)計中注重故障處理的快速性和應(yīng)急性。4.6信號系統(tǒng)信號系統(tǒng)采用PLC+HMI集中設(shè)計、顯示、操控系統(tǒng)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計上延用操作員習(xí)慣使用的手柄操作臺，并集成人機(jī)對話界面系統(tǒng)，操作員能從人機(jī)界面真實(shí)準(zhǔn)確的實(shí)時查看各種報警信號，安全可靠、功能靈活多樣、便于擴(kuò)展、且有自檢等多種功能，是煤礦絞車提升最理想的先進(jìn)設(shè)備。參考文獻(xiàn)高會平.副暗斜井絞車變頻調(diào)速系統(tǒng)的技術(shù)改造J.科技