1、一總體介紹1礦井提升機交流電控設(shè)備符合下列文件的規(guī)定和基本要求：1.1、煤礦安全規(guī)格（2007版）1.2、煤礦安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)1.3、電氣設(shè)備的抗干擾性基本測量方法（GB4859-84）1.4、低壓配電設(shè)計規(guī)范（GB50054-59）1.5、礦山電力設(shè)計規(guī)范（GB50070-94）1.6、JB4263-86交流傳動礦井提升機電控設(shè)備技術(shù)條件1.7、現(xiàn)場總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和PLC設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)1.8、現(xiàn)行國家電工委員會及其它有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)1.9、進(jìn)口電氣設(shè)備遵守國際電工委員會IEC標(biāo)準(zhǔn)2.0、井筒電氣設(shè)備滿足防水、并具有MA證和防爆合格證要求。2.1、電控系統(tǒng)采用PLC控制，可編程控制器等關(guān)鍵設(shè)備為原裝進(jìn)口產(chǎn)品

2、。二主要技術(shù)數(shù)據(jù)及要求1基本技術(shù)參數(shù)提升機型號：提升機用途：服務(wù)水平數(shù)量： 井筒高度或斜長: 米 井筒傾角: 鋼絲繩最大速度: m/s爬行速度: m/s電機參數(shù):型號: 額定功率: 355KW 定子額定電壓/電流： 10KV/ A轉(zhuǎn)子額定電壓/電流： V/ A 額定轉(zhuǎn)速: 轉(zhuǎn)/分滾筒數(shù)：滾筒直徑： m減速箱減速比：配套液壓站型號：以上參數(shù)均有礦方提供。2技術(shù)要求1、 滿足煤礦安全規(guī)程中有關(guān)保護(hù)裝置的要求。2、 系統(tǒng)為PLC+高壓變頻調(diào)速方式，實現(xiàn)速度環(huán)節(jié)和保護(hù)環(huán)節(jié)的雙線控制。3、 采用PLC控制，PLC可編程控制器采用西子的S7系列產(chǎn)品。4、 安全回路采用軟硬兩套回路實現(xiàn)雙線控制，硬安全回路的

3、各種保護(hù)即不通過PLC控制，直接由外部保護(hù)開關(guān)控制；軟回路由軸編碼器和外部保護(hù)開關(guān)共同控制；各種保護(hù)符合煤礦安全規(guī)程和煤礦機電質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化的要求。5、 具有自檢測故障點功能，有不少于24小時的故障記憶功能。6、 操作臺儀表齊全可靠。7、 具有過卷、欠壓、過流、短路、斷相、制動磨損超限、松繩保護(hù)等。三電控系統(tǒng)設(shè)計及電控設(shè)備成套范圍1電控系統(tǒng)總體設(shè)計方案1.1、 提升機電控系統(tǒng)采用PLC系列新型電控系統(tǒng)并根據(jù)實際情況做相應(yīng)的修改。1.2、 采用利德華福HARSVERT系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)。1.3、 主令控制柜PLC選用西門子公司原裝的S7-300產(chǎn)品。1.4、 操作、監(jiān)控和安全保護(hù)系統(tǒng)選用原裝進(jìn)口可

4、編程控制器。1.5、 通過PLC應(yīng)用軟件能夠完成提升機手動、半自動、檢修及緊急停車等各種運行方式的控制要求，以及特殊工況處理，如低速爬行等控制要求。1.6、 上位監(jiān)控配置原裝工控機，鍵盤、彩顯以完成對提升機運行狀態(tài)、參數(shù)、故障進(jìn)行監(jiān)控和數(shù)據(jù)存儲。1.7、 操作方式：手動、半自動。1.8、 具備多水平提升控制的要求。1.9、 控制柜結(jié)構(gòu)形式：柜式全封閉結(jié)構(gòu)（底封板可拆卸）。1.10、 滿足煤礦安全規(guī)程八大保護(hù)外，還具有下述保護(hù)：1) 減速點后備保護(hù)：2) 斷軸保護(hù)3) 過卷保護(hù)4) 井口2米/秒限速保護(hù)：5) 錯向保護(hù)6) 給定方向記憶7) 二級制動解除保護(hù)8) 減速段超速保護(hù)9) 安全回路由P

5、LC內(nèi)部和外部AC回路串聯(lián)實現(xiàn)。1.11、 改造后的電控系統(tǒng)與原有的信號系統(tǒng)配套。2系統(tǒng)主要設(shè)備配置：2.1、高壓開關(guān)柜 高壓進(jìn)線開關(guān)柜TGG-6型2.2變頻器對于額定功率為Pe，額定電壓10kV電機,要求變頻器輸出功率不低于1.2Pe。采用利德華福HARSVERT系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，以高可靠性、易操作、高性能為設(shè)計目標(biāo)，在電力、冶金、石化、市政以及煤礦的礦井提升、皮帶機、主扇通風(fēng)機已經(jīng)有廣泛應(yīng)用。為適應(yīng)用戶礦井提升機的要求，利德華福提供的高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的參數(shù)如下：規(guī) 范參 數(shù)備 注1使用標(biāo)準(zhǔn)Q/CP BLH003-20072型式及型號HARSVERT-FVA 06/xxx3供貨商及產(chǎn)地北

6、京利德華福電氣技術(shù)有限公司4安裝地點室內(nèi)5技術(shù)方案多級模塊串聯(lián)，交直交、高高方式6對電動機要求繞線式異步電機7額定輸入電壓/允許變化范圍10kV10%8系統(tǒng)輸入電壓10kV9系統(tǒng)輸出電壓010kV10系統(tǒng)輸出電流A kW/10kV11逆變側(cè)最高輸出電壓10kV12額定容量 850kVA kW/10kV13額定輸入頻率/允許變化范圍50Hz10%14對電網(wǎng)電壓波動的敏感性-35%+15%15輸入側(cè)功率因數(shù)0.95（20%負(fù)載）16變頻器效率96%17控制方式多級正弦PWM控制18控制電源220VAC或380VAC（三相四線制），3KVA19盤前維護(hù)或盤后維護(hù)前后維護(hù)20電網(wǎng)側(cè)變換器型式及元件30

7、脈沖，IGBT三相全橋，21電機側(cè)逆變器型式及元件IGBT 逆變橋 串連22電隔離部分是否采用光纖電纜采用安捷倫光纖連接23冷卻方式強迫風(fēng)冷24標(biāo)準(zhǔn)控制連接硬連接25操作鍵盤人機界面26界面語言簡體中文27變頻裝置外形尺寸(寬深高)4852mm1200mm2634mm含激磁涌流柜28變頻裝置重量5500kg29防護(hù)等級IP3030柜體顏色HARSVERT第三代標(biāo)準(zhǔn)顏色采用交流變頻調(diào)速器對提升絞車進(jìn)行驅(qū)動具有如下優(yōu)勢：第一， 控制精度高。通常變頻器都采用磁通矢量控制，使得交流電機的調(diào)速性能與直流電機幾乎相等，控制精度非常高。第二， 工作可靠性高。變頻器采用的是電子器件，壽命長，且具有完善的保護(hù)功

8、能，用于提升絞車控制時，其可靠性很高。第三， 基本無維護(hù)工作量，減低了維護(hù)人員的工作強度。第四， 調(diào)速范圍寬廣，屬于無級調(diào)速，低速時穩(wěn)定性好。第五， 節(jié)能。 變頻器為高高結(jié)構(gòu)，10kV直接輸出定子電壓，不需輸出升壓變壓器，輸出為單元串聯(lián)移相式PWM方式； 能量回饋變頻器在電機處于發(fā)電機狀態(tài)運行時，通過變頻器內(nèi)部的有源逆變裝置將能量回饋至電網(wǎng)，避免過壓，提高節(jié)能效果，實現(xiàn)電機四象限運行； 系統(tǒng)一體化設(shè)計，包括輸入干式隔離變壓器，變頻器等所有部件及內(nèi)部連線，用戶只須連接高壓輸入、高壓輸出、低壓控制電源和控制信號線即可。整套系統(tǒng)在出廠前進(jìn)行整體測試； 無需濾波器變頻器就可輸出正弦輸出電流和電壓波形，

9、對電機沒有特殊的要求，可以使用普通異步電機，電機不必降額使用。具有軟起動功能，沒有電機啟動沖擊引起的電網(wǎng)電壓下跌，可確保電機安全、長期運行； 變頻裝置輸出波形不會引起電機的諧振，轉(zhuǎn)矩脈動小于0.1%。 變頻裝置對輸出電纜長度無任何要求，電機不會受到共模電壓和dv/dt的影響； 變頻器可在輸出不帶電機的情況下進(jìn)行空載調(diào)試，也可在沒有10kV高壓情況下用低壓電進(jìn)行空載調(diào)試； 控制系統(tǒng)采用全數(shù)字微機控制，有很強的自診斷功能，能對所發(fā)生的故障類型及故障位置提供中文指示，能在就地顯示并遠(yuǎn)方報警，便于運行人員和檢修人員能辨別和解決所出現(xiàn)的問題； 具有就地監(jiān)控方式和遠(yuǎn)方監(jiān)控方式。在就地監(jiān)控方式下，通過變頻器

10、上的觸摸屏顯示，可進(jìn)行就地人工啟動、停止變頻器，可以調(diào)整轉(zhuǎn)速、頻率；就地控制窗口采用中文操作界面，功能設(shè)定、參數(shù)設(shè)定等均采用中文。賣方提供的變頻裝置支撐軟件為漢化的最新的正版軟件； 變頻器高壓主回路與控制器之間為光纖連接，具有很高的通信速率和抗干擾能力，安全性好； 轉(zhuǎn)矩特性：0.550Hz恒轉(zhuǎn)矩特性，額定轉(zhuǎn)矩輸出，轉(zhuǎn)矩階躍響應(yīng)200ms。50Hz以上恒功率特性，最大轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比下降； 輸出頻率0.5-120Hz(根據(jù)電機情況可設(shè)定)； 變頻器抗地震能力為7級，振動0.5G； 臨界速度可跳過(共2組，可任意設(shè)定)； 安裝、設(shè)定、調(diào)試簡便； 功率電路模塊化設(shè)計，維護(hù)簡單； 完整的故障監(jiān)測電路、

11、精確的故障報警保護(hù)； 自帶冷卻風(fēng)機，風(fēng)機電源與控制電源分開取電，電源取自輸入側(cè)變壓器； 內(nèi)置PLC，易于改變控制邏輯關(guān)系，適應(yīng)多變的現(xiàn)場需要； 可靈活選擇現(xiàn)場控制/遠(yuǎn)程控制； 可接受和輸出010V/420mA工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)信號； 可根據(jù)用戶需要內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器； 完整的通用變頻器參數(shù)設(shè)定功能； 優(yōu)異的性能/價格比； 采用矢量控制，響應(yīng)速度快、調(diào)速范圍寬和動態(tài)特性、穩(wěn)定性好、起動轉(zhuǎn)矩大，能夠?qū)崿F(xiàn)重載平穩(wěn)起動。目前，矢量控制產(chǎn)品的性能指標(biāo)為：調(diào)速范圍100:1，穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速精度0.5%，動態(tài)轉(zhuǎn)矩響應(yīng)時間小于200ms，啟動轉(zhuǎn)矩180%額定轉(zhuǎn)矩，基本達(dá)到國際先進(jìn)水平。采用DSP矢量控制的高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)具有以

12、下功能： 電機參數(shù)自動整定要實現(xiàn)矢量控制，需要檢測電機的定轉(zhuǎn)子電阻電感參數(shù)。HARSVERT系列變頻器可對異步電機自動進(jìn)行電機學(xué)堵轉(zhuǎn)試驗和空載試驗，實現(xiàn)電機參數(shù)的自動整定。 系統(tǒng)狀態(tài)變量的實時顯示和監(jiān)控包括：輸入側(cè)和輸出側(cè)的電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)，電機轉(zhuǎn)速，多點溫度指示，變頻器狀態(tài)，等等。 除了顯示常用的電壓、電流、功率溫度等參數(shù)以外，監(jiān)控界面還具有軟件示波器功能，可供現(xiàn)場調(diào)試和監(jiān)控使用。高壓變頻系統(tǒng)的主要構(gòu)成及其特點功率柜中的每個功率單元帶三相輸入熔斷器保護(hù)，除此之外變頻裝置還具有以下保護(hù)功能：a）過電壓保護(hù)。檢測每個功率模塊的直流母線電壓，如果超過額定電壓值的115%，則

13、變頻器保護(hù)。b）過電流保護(hù)。電機額定電流的200%一分鐘保護(hù)，保護(hù)定值可根據(jù)用戶具體情況現(xiàn)場整定。c）欠電壓保護(hù)：檢測每個功率模塊的直流母線電壓，如果低于設(shè)定的數(shù)值，則變頻器保護(hù)。此保護(hù)實際上包括了對電網(wǎng)電壓負(fù)向波動的保護(hù)。d）缺相保護(hù)。缺相保護(hù)設(shè)置在每個功率模塊上。當(dāng)變頻器輸入側(cè)掉相或功率模塊的保險熔芯熔化時，會發(fā)出報警信號并保護(hù)。e）過載保護(hù)。電機額定電流的150%，連續(xù)運行，保護(hù)定值可根據(jù)用戶具體情況現(xiàn)場整定。同時可以滿足提升機重載啟動的需求。f）過熱保護(hù)。包括兩重保護(hù)：在變頻調(diào)速系統(tǒng)柜體內(nèi)設(shè)置溫度檢測，當(dāng)環(huán)境溫度超過預(yù)先設(shè)置的值時，發(fā)報警信號；另外，在主要的發(fā)熱元件，即整流變壓器和電力

14、電子功率器件上放置溫度檢測，一旦超過極限溫度（變壓器130、功率器件80），則保護(hù)。 g）接地保護(hù)。變頻器輸出發(fā)生單相接地時，立即保護(hù)。h）短路保護(hù)。短路保護(hù)為變頻器的基本保護(hù)功能之一，實質(zhì)上是變頻器檢測到輸出電流增大而進(jìn)行的過流保護(hù)。如果變頻調(diào)速系統(tǒng)的輸出側(cè)短路，其輸出側(cè)的電流霍爾將檢測到相間短路引起的輸出電流增大，控制器立即發(fā)出速斷指令封鎖脈沖關(guān)斷IGBT停止高壓輸出（響應(yīng)時間小于10uS），聯(lián)跳輸入側(cè)的斷路器QF，同時聲光報警，并將重故障信號遠(yuǎn)傳到DCS系統(tǒng)，從而保護(hù)整個變頻調(diào)速系統(tǒng)。 以上故障，均在中文用戶界面上指定故障確切位置，便于用戶采取對應(yīng)措施。2.3上位機監(jiān)控系統(tǒng)上位計算機監(jiān)控

15、系統(tǒng)采用原裝進(jìn)口工業(yè)控制計算機IPC，原裝雙核處理器，2G內(nèi)存、320G硬盤，高速光驅(qū)、19寸液晶彩色顯示器，與控制用的PLC通過通訊電纜進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊；針對工業(yè)惡劣環(huán)境專門設(shè)計，運行可靠；具有硬件時鐘功能 ，為各種數(shù)據(jù)記錄提供時間坐標(biāo)。編程期間，上位計算機作為編程設(shè)備，對PLC軟件編程，可以以梯形圖顯示并監(jiān)視各邏輯回路動作情況；實際運行過程中，對提升機運行過程的動、靜態(tài)參數(shù)及可能危及提升機正常運行的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測控制，實現(xiàn)全漢字化界面、圖表顯示，具有對提升機系統(tǒng)發(fā)生的輕重故障進(jìn)行診斷和保存，實現(xiàn)了綜合后備保護(hù)功能；能顯示故障發(fā)生的位置、時間、原因以及故障前的有關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)；對深度、速度、提升各類信

16、號情況進(jìn)行實時顯示并記錄；能查詢到提升循環(huán)速度圖以及故障發(fā)生后情況，能顯示PLC各接口的動作情況，便于線路維修。同時具有遠(yuǎn)程診斷功能。具體畫面包括1) 安全回路監(jiān)視2) 實時速度圖3) PLC狀態(tài)監(jiān)視4) 各路模擬量的監(jiān)視5) 液壓系統(tǒng)監(jiān)視6) 提升容器的位置指示7) 提升種類、信號監(jiān)視8) 故障記錄9) 歷史事件查詢2.4 主令控制PLC柜： 采用西門子公司的S7-300PLC進(jìn)行控制，能夠完成手動、半自動、檢修、緊急停車、低爬等運行方式的控制要求以及特殊工況，監(jiān)視提升系統(tǒng)各路電源，完成提升機運行的工藝要求。PLC控制系統(tǒng)有DI/DO模塊、AI/AO模塊、CPU模塊、電源模塊、計數(shù)模塊等組成

17、，并預(yù)留20%以上的I/O接口。具有以下功能：1) 安全回路由PLC控制元件與繼電器冗余；2) 全行程速度監(jiān)控，實際速度超過給定速度的8%預(yù)報警,超過給定速度的15%進(jìn)行安全制動;3) 過卷監(jiān)控,實際過卷0.2m預(yù)報警,過卷0.5m實現(xiàn)安全制動;4) 除了全行程包絡(luò)線速度監(jiān)控以外，還設(shè)置了作為后備保護(hù)的位置給定速度監(jiān)控；5) 閘瓦磨損及彈簧疲勞保護(hù)；6) 手把零位及調(diào)繩閉鎖；7) 制動油泵工作情況與安全回路、主回路線路換向器動作的合理閉鎖；8) PLC軟件綜合故障情況保護(hù)，包括PLC死機的安全保護(hù)，具備了PLC系統(tǒng)自檢功能。2.5、輔助控制柜：為電控系統(tǒng)及輔助設(shè)備供電，并為起重機、主電機風(fēng)機、

18、電梯、室內(nèi)照明及檢修等供電，并配有UPS不間斷電源，以便在主電源故障情況下，能夠使提升機實現(xiàn)可靠的安全制動，為計算機提供電源，保證計算機的運行和數(shù)據(jù)保持。2.6、數(shù)顯式司機操作臺1) 操作臺上裝有指示燈、儀表、選擇開關(guān)、按鈕、音響設(shè)備，能實現(xiàn)提升機運行的各種控制工藝要求。2) 儀表主要顯示的內(nèi)容：罐位數(shù)字深度指示器（精針顯示罐位的實際位置）、提升速度、制動油壓、可調(diào)閘電流、電源電壓、電流等。3) 組合燈的內(nèi)容包括：提升機運行狀態(tài)指示、信號指示和安全狀態(tài)指示兩大類。在操作臺的一側(cè)放上位機及其顯示設(shè)備。4) 選擇開關(guān)及按鈕包括：運行方式選擇開關(guān)、過卷復(fù)位開關(guān)、自鎖式緊急制動按鈕、半自動開車按鈕、實

19、驗按鈕（或開關(guān)）等。3電控設(shè)備技術(shù)說明3.1、數(shù)顯式主控臺數(shù)顯式主控臺是該電控系統(tǒng)的控制中心，該設(shè)備采用操作臺式結(jié)構(gòu)，除位置、速度、溫度、壓力、電流等必要的信號采集傳感器和終端執(zhí)行設(shè)備外，所、有控制回路全部集中于操作臺中。司機可操作主控臺上的開關(guān)及按鈕來控制提升機運行，并通過指示燈和數(shù)字顯示及時了解提升機的運行關(guān)態(tài)及運行參數(shù)。主控部分按“安全回路雙線制”的設(shè)計原則，設(shè)備主控部分采用技術(shù)先進(jìn)、性能可靠的西門子S7-300系列可編程控制器，配以可調(diào)閘模塊、電源模塊、電流檢測模塊，以及進(jìn)口的A/D、D/A轉(zhuǎn)換模塊，實現(xiàn)了提升機的工藝過程控制和各種邏輯保護(hù)。具有按全程速度給定、PID速度閉環(huán)控制、各類

20、安全保護(hù)、半自動化開車及各種工作狀態(tài)顯示等多種功能。3.2、附件軸編碼器1套。4. 控制方式及特點：4.1、數(shù)字行程監(jiān)控器：數(shù)字行程監(jiān)控器由PLC、軸編碼器構(gòu)成。軸編碼器將脈沖信號送入PLC中，經(jīng)PLC邏輯運算處理轉(zhuǎn)換成提升機鋼絲繩線速度和容器行程位置，形成各種操作信號、保護(hù)信號和按行程給定的速度給定曲線。并能完成如下功能：1) 實現(xiàn)數(shù)字行程給定功能，定位精度1，并實現(xiàn)數(shù)字行程罐位顯示；2) 具有對編碼器進(jìn)行同步校正的功能；4.2、控制設(shè)備類型：采用淮南六信電控有限責(zé)任公司生產(chǎn)的PLC系列新型電控系統(tǒng)， PLC控制，控制原則符合TKD系統(tǒng)控制方式要求，并具有更完善的軟硬件保護(hù)環(huán)節(jié)，各主要保護(hù)實

21、現(xiàn)雙線制。4.3、PLC除替代TKD電控中的部分單元繼電器，還可實現(xiàn)可調(diào)閘閉環(huán)控制，全行程速度保護(hù)，還能實現(xiàn)準(zhǔn)確給出減速點、過卷點，解除二級制動點等位置的信號，作為后備保護(hù)用。4.4、在實現(xiàn)可調(diào)閘速度閉環(huán)的過程中，可調(diào)閘模塊與PLC共同起作用，并且互為備用。4.5、安全保護(hù)由軟、硬件共同實現(xiàn)，減速點及減速段的閉環(huán)制動控制也由軟、硬件共同實現(xiàn)，做到真正意義的雙線制，這是我公司產(chǎn)品的一大特點，安全更加可靠。4.6、光電編碼器與測速機相互監(jiān)視、互為備用。4.7、全礦停電情況下，控制系統(tǒng)能配合液壓制動系統(tǒng)，實現(xiàn)二級制動，并可靠停車。除常規(guī)保護(hù)外，還具有下述保護(hù)：（1）深度指示器斷軸保護(hù)（2）減速點后備保護(hù)（3）井口2米/秒限速保護(hù)（4）錯