關(guān)于煤礦提升機雙電控系統(tǒng)的探索和研究

任保將

摘要

本文主要講述了提升機雙電控系統(tǒng)在煤礦提升系統(tǒng)中的探索和研究，通過在保留提升機原電控系統(tǒng)的前提下，增加一套直流調(diào)速系統(tǒng)與PLC控制系統(tǒng)，實現(xiàn)新舊調(diào)速系統(tǒng)和新舊PLC控制系統(tǒng)的互為備用、快速切換。

【關(guān)鍵詞】提升機 雙電控系統(tǒng) 快速切換

1 背景介紹

提升機作為煤礦大型固定設(shè)備，擔負著礦井人員、設(shè)備、物料下井主要任務(wù)，是礦井安全生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié)，提升機的安全運行是礦井機電設(shè)備管理的重中之重，而提升機電控系統(tǒng)決定著提升機是否能安全可靠的運行。

五陽煤礦南豐進風井提升系統(tǒng)裝備一部型號為JKMD-3.5×4[Ⅲ]E型多繩摩擦式提升機，提升機主控系統(tǒng)采用SIEMENS公司SIMATICS7-400.通過對提升機的使用過程中，我們發(fā)現(xiàn)，提升機單一電控系統(tǒng)經(jīng)常會出現(xiàn)各類故障，由于電控設(shè)備復(fù)雜，元器件多，給故障的排查帶來了諸多不便，影響了人員和物料的提升，進而影響到了礦井正常生產(chǎn)。

2 研究論證

我礦機電工程技術(shù)人員通過查閱資料、文獻，多方調(diào)研和考察，對提升機電控系統(tǒng)的運行方式進行了討論和研究，提出了“提升機雙電控系統(tǒng)”這一研究方向，其主要內(nèi)容就是增加一套PLC主控系統(tǒng)以及直流調(diào)速系統(tǒng)，并且保留原電控系統(tǒng)和直流調(diào)速系統(tǒng)，且能實現(xiàn)新舊調(diào)速系統(tǒng)和新舊PLC控制系統(tǒng)的互為備用、快速切換。其優(yōu)點是：在一套主控或者調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)故障，無法快速恢復(fù)的情況下，可以迅速切換至備用系統(tǒng)，這樣既不影響提升機運轉(zhuǎn)，又有充足的時間來處理故障，從而確保提升系統(tǒng)安全可靠運轉(zhuǎn)。但是由于存在兩套電控系統(tǒng)，其系統(tǒng)比較復(fù)雜，檢修工作量大，所以這種雙電控系統(tǒng)運行方式對檢修人員的素質(zhì)和業(yè)務(wù)技能要求比較高。

要實現(xiàn)新舊調(diào)速系統(tǒng)和新舊PLC控制系統(tǒng)的互為備用、快速切換，必須滿足以下條件：

（1）新舊控制系統(tǒng)和調(diào)速系統(tǒng)切換簡單、快捷、可靠;

（2）新電控的關(guān)鍵信號不與舊電控混用，保證新電控的獨立可靠性。

（3）所有更換的設(shè)備需與原電控系統(tǒng)兼容，能實現(xiàn)獨立運行和互備控制。

3 提升機雙電控系統(tǒng)實施方案

3.1 總體思路

針對目前提升機電控系統(tǒng)運行情況，增加一套PLC主控系統(tǒng)以及直流調(diào)速系統(tǒng)，并且保留原電控系統(tǒng)和直流調(diào)速系統(tǒng)，改造后的新舊兩套電控系統(tǒng)均應(yīng)滿足安全提矸、提人、下放材料設(shè)備的要求。副井提升操作方式：應(yīng)具有檢修、驗繩、手動、半自動、全自動、簡易運行、長材、大件、提人、提物、保護試驗等功能，具備自動化開車功能。且能實現(xiàn)新舊調(diào)速系統(tǒng)和新舊PLC控制系統(tǒng)的互為備用、快速切換，在一套主控或者調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)故障，無法快速恢復(fù)的情況下，可以迅速切換至備用系統(tǒng)，從而確保提升系統(tǒng)安全可靠運轉(zhuǎn)。

3.2 系統(tǒng)設(shè)備組成

（1）提升機雙電控系統(tǒng)主要由共用部分、獨立部分兩部分組成，具體內(nèi)容如下：

共用部分：①共用部分不需要切換的有：電機、高壓供電、輔助變電器、整流變壓器、快開、電抗器、操作臺（包括速度手把、指示燈、深度指示器顯示等）。②共用部分需要切換的有：信號系統(tǒng)、高壓合分狀態(tài)信號、井筒開關(guān)、軸編碼器、快開信號、變壓器溫度巡檢儀、右操作臺的按鈕及轉(zhuǎn)換開關(guān)等信號，通過信號切換柜來實現(xiàn)切換。

獨立部分：①新舊傳動系統(tǒng)獨立運行;②新舊提升機控制系統(tǒng)獨立運行;

（2）需增加的設(shè)備及作用。實現(xiàn)雙電控系統(tǒng)，需要增加的設(shè)備有：信號切換柜、PLC柜、主電樞整流柜、勵磁整流柜、主回路切換柜。

其中主回路切換柜，能實現(xiàn)電樞變壓器到新舊電樞整流柜，新舊電樞整流柜到直流快開的快速切換。這樣就能實現(xiàn)主電機的新舊直流調(diào)速系統(tǒng)的切換。

信號切換柜設(shè)置信號分站，用于提升機關(guān)鍵信號的切換。信號系統(tǒng)、高壓柜、快開、變壓器溫度巡檢儀等共用信號接入信號切換柜，通過內(nèi)置的轉(zhuǎn)換開關(guān)分別分配給新舊系統(tǒng)。所有的切換信號有切換保護控制裝置進行信號閉鎖保護，新舊控制系統(tǒng)能自動識別狀態(tài)及完成設(shè)備運行控制功能。

3.3 新舊切換系統(tǒng)簡介

3.3.1 主回路調(diào)速系統(tǒng)切換方式

配置1臺主回路切換柜，采用大電流刀閘快關(guān)對主回路進行切換，實現(xiàn)新傳動系統(tǒng)與舊傳動系統(tǒng)主回路的切換。主回路切換柜用于將電樞變壓器出線分別引入新舊電樞整流柜處，新舊電樞整流柜通過主回路切換柜將出線引入主回路。采用本切換裝置可實現(xiàn)快速切換，減少對生產(chǎn)的影響，方便對故障整流裝置的維修。主回路轉(zhuǎn)換柜配置4臺三刀雙置開關(guān)，主控對轉(zhuǎn)換進行監(jiān)視保護。

3.3.2 新舊信號系統(tǒng)切換方式

所有切換的信號為公共信號。公共信號包括：高壓系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、操作臺等關(guān)鍵信號，新舊控制系統(tǒng)共用一套公共信號。

公共信號由現(xiàn)場實際信號起始點引出線，引至信號切換柜公共端輸入端子，切換端輸出端子分別接新、舊系統(tǒng)的兩個通道，分別進入各自的PLC.配置轉(zhuǎn)換開關(guān)，轉(zhuǎn)換開關(guān)有舊電控通道和新電控通道兩種狀態(tài)，且設(shè)有閉鎖，避免誤操作。

3.4 操作臺改造

為實現(xiàn)雙電控系統(tǒng)的使用和操作，需要對現(xiàn)有操作臺進行改造，加裝相應(yīng)的轉(zhuǎn)換開關(guān)，按鈕，用做新電控系統(tǒng)的控制輸入點。

保留原操作臺PLC作為分站與新系統(tǒng)主控PLC通訊，接收操作臺按鈕、指示燈和速度手把信號。

在操作臺增加一套與原系統(tǒng)相同配置PLC作為其備用。

在操作臺增加一套上位機系統(tǒng)，用于新電控系統(tǒng)的監(jiān)控和操作。

3.5 新舊電控系統(tǒng)操作及切換流程

在當前提升機電控系統(tǒng)出現(xiàn)故障，無法快速排查出故障點，或者故障無法在短時間內(nèi)處理好的情況下，我們就需要對電控系統(tǒng)進行切換，通過在主回路切換柜和信號切換柜進行簡單操作，來實現(xiàn)新舊兩套電控系統(tǒng)的互相切換作業(yè)。

4 預(yù)期效果和前景展望

通過對南豐提升機電控系統(tǒng)進行改造，采用互為切換備用的雙電控系統(tǒng)，能在當前在用系統(tǒng)故障的情況下，迅速切換到備用系統(tǒng)，減小機電設(shè)備事故率，從而實現(xiàn)提升系統(tǒng)的安全可靠運轉(zhuǎn)，從而保障礦井安全高效生產(chǎn)。具備一定的可行性，可在各煤礦提升系統(tǒng)中進行應(yīng)用。

煤礦生產(chǎn)作為高危行業(yè)，其設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性至關(guān)重要，因此，積極探索和改進煤礦裝備，不斷提高煤礦裝備穩(wěn)定性，縮短故障時間，確保煤礦安全高效生產(chǎn)，是我們常抓不懈的一項重點工作。