提升機電氣控制系統(tǒng)的技術(shù)改造

摘 要：提升機作為煤礦生產(chǎn)中一個重要設備，它的工作效率如何將會在不小程度上影響到原煤與矸石運輸效率，因此對其電氣控制系統(tǒng)進行技術(shù)改造將會大大地工作效率和自動化水平，進而為提升煤礦生產(chǎn)效率打下堅實基礎。本文通過對中國知網(wǎng)、萬方等數(shù)據(jù)庫所查閱到的資料進行研究并結(jié)合筆者多年工作經(jīng)驗，先是對煤礦提升機電氣控制系統(tǒng)主要構(gòu)成進行了簡要地分析，再深刻剖析了探析提升機電氣控制系統(tǒng)技術(shù)改造措施，以期為提高該設備整體性能及效率打下堅實基礎。

關(guān)鍵詞：煤礦；提升機；電氣控制系統(tǒng)；改造

在礦山電力拖動系統(tǒng)中提升機是一項非常重要的組成內(nèi)容。就目前來說，國內(nèi)煤礦的所應用設備系統(tǒng)大多都是20世紀70年代從國外引進的，至今較長的時間里在設備系統(tǒng)方面并沒有實現(xiàn)更新，這種落后的系統(tǒng)技術(shù)對我國煤礦企業(yè)生產(chǎn)以及國家利益造成了一定威脅。因此，引入相關(guān)先進技術(shù)及設備，同時還要不斷地進行自主創(chuàng)新，不斷提升和實現(xiàn)對提升機電氣控制技術(shù)的改造，使系統(tǒng)設備性能及工作效率得到不斷地更新和優(yōu)化。

1 簡要分析煤礦提升機電氣控制系統(tǒng)主要構(gòu)成

煤礦提升機電控制系統(tǒng)構(gòu)成主要有主控、調(diào)整以及上位機監(jiān)控等系統(tǒng)組合而成，如圖所示，在對煤礦提升機電控制系統(tǒng)技術(shù)進行改造前需對其中各個系統(tǒng)進行了解。其中主控系統(tǒng)主要是有用于對開關(guān)量進行控制，簡單地說就在對煤礦提升機自啟動、加速、減速、爬行以及停車等全過程進行控制。而在實施控制的過程中需對提升機運行過程中的電流、速度等與其他監(jiān)控系統(tǒng)以及控制子系統(tǒng)進行實時交換，進而實現(xiàn)對煤礦提升機進行共同控制。在電氣控制系統(tǒng)中的調(diào)整系統(tǒng)是主要是執(zhí)行主控制系統(tǒng)所發(fā)出命令，進而對主電動機進行控制。而上位監(jiān)控系統(tǒng)則需要對提升機運行過程中各電控系統(tǒng)狀態(tài)進行有效地監(jiān)視。如風機、液壓站以及安全回路等對其運作狀態(tài)進行顯示，進而可以及時地顯示故障并做出相應警報。所以，在對煤礦提升機電氣控制系統(tǒng)技術(shù)改造時，上位機監(jiān)控系統(tǒng)僅僅作為顯示作用而存在，并不參與實際地控制。

2 探析煤礦提升機電氣控制系統(tǒng)技術(shù)改造措施

2.1 關(guān)于貯備設計技術(shù)

想要對傳統(tǒng)提升機電控制系統(tǒng)進行改造，可以從貯備設計技術(shù)方面來進行。煤礦提升機電氣控制系統(tǒng)中準備設計技術(shù)主要是在其中適當增設貯備單元，當某個單元不能正常工作時還可以利用其它相同功能的單元來對該系統(tǒng)實行檢測，甚至是將其取而代之。通過煤礦提升機電氣控制系統(tǒng)貯備設計技術(shù)地改造益處有兩方面，一是可以有效地避免了由于某個單元故障而對煤礦生產(chǎn)工作造成影響；二是能夠讓煤礦企業(yè)維修人員準確地找到故障單元及時進行處理。

2.2 關(guān)于PLC改造技術(shù)

PLC系統(tǒng)是指經(jīng)過信號采集以及一系列處理過程從而實現(xiàn)各種邏輯工作，進而對提升機起到保護作用，使之得以保持正常的運作狀態(tài)。它可以實現(xiàn)的主要功能有：后備保護、減速時各種相關(guān)自動設定及執(zhí)行以及聲光故障報警與實時顯示相關(guān)狀態(tài)等。經(jīng)過改造后提升機電氣控制系統(tǒng)的保護性能得到較大幅度提升，在運行過程中的安全性和可靠性同樣也得到進一步的提升，且占用面積比較小，在一定程度上降低了維護成本。如當提升機處于工作狀態(tài)時該技術(shù)可以很好地防止過流等相關(guān)故障的發(fā)生；其語言報警系統(tǒng)給人工操作帶來了許多便利；PLC系統(tǒng)中的無觸點操作進一步提升了提升機工作的質(zhì)量及工作的安全性，且不需要更換觸頭等相關(guān)備件，有效地減少了人為工作量和材料的使用。同時，它還可以實現(xiàn)全過程、全方位地控制，較好地實現(xiàn)了全自動化運行。另外，將PLC技術(shù)應用到煤礦提升機電氣控制系統(tǒng)改造時還可以將傳統(tǒng)動力制動柜更改成低頻全數(shù)字化制動電源柜，該設備核心部件為全數(shù)字式變頻器，且元件整流上采取進口開關(guān)管完成，這樣一來不但有助于獲取多重保護效果，同時也可以實現(xiàn)閉環(huán)控制與無極調(diào)速。最后PLC在煤礦提升機電氣控制系統(tǒng)改造中地應用還可以讓企業(yè)技術(shù)人員借助于網(wǎng)絡進行遠程訪問，這樣便能夠及時診斷并排除故障。

2.3 關(guān)于深度指示器改造

計算機和電子技術(shù)的應用為提升機電氣控制系統(tǒng)的優(yōu)化提供了良好地保障。傳統(tǒng)的機械式深度指示器在實際運行過程中顯得比較笨重且存在較大誤差。新型設備指示器有兩種類型：數(shù)字式和電子式，可以實現(xiàn)對信號的各種操作，較好地幫助了主控PLC系統(tǒng)，促使其可以較好地實現(xiàn)監(jiān)控保護工作。而電子式指示器可以對提升機與其相關(guān)元器的運行狀態(tài)進行實時地顯示，并模擬和繪制相關(guān)運行實況圖，從而提升了可視性水平；此外，其在使用過程中非常方便，同時還有較高的動靜態(tài)特性。全數(shù)控晶閘管可以實現(xiàn)人工或計算機來優(yōu)化電流及速度調(diào)節(jié)器參數(shù)，從而實現(xiàn)電流調(diào)節(jié)、速度控制以及電樞保護以及磁場圈路等。它對強高速信號具有較強的處理能力，指令相對豐富且具有一定靈活性，在事件控制器處理方面速度較快，此外還可以實現(xiàn)同步校正礦井中信號，使地面與礦井溝通及監(jiān)控工作進一步增強。

2.4 關(guān)于交變頻制動方式

煤礦提升機電氣控制系統(tǒng)中交變頻制動這主要是借用電力半導體元件來使其功能得到有效地發(fā)揮。充分利用通斷功能，由變頻器將所輸入電源轉(zhuǎn)化成電能，并將其傳輸?shù)浇涣麟妱訖C中進一步實現(xiàn)對轉(zhuǎn)速控制。現(xiàn)階段的變頻器基本上較為常用結(jié)構(gòu)主要是“交—直—交”形式，簡單點說就是由整流器將工頻交流電源變成直流電源然后再將其變成交流電源。在這個過程中變頻器電路主要有整流、中間直流環(huán)節(jié)和逆變及控制部分。這種方式可以很好地減少接觸器心及電阻器等相關(guān)元器件在使用過程中的消耗，降低了故障率，在實際的應用中還有著良好的節(jié)能效果。

2.5 其他改造技術(shù)分析

除了上述幾項改造以外，為了更好地提高煤礦提升機性能及工作效率，針對其電氣控制系統(tǒng)地改造我們還可以從以下幾點著手：第一，可以在傳統(tǒng)設備的基礎上引入標準化的插件結(jié)構(gòu)以及電氣模塊，從而實現(xiàn)老舊控制核心器件的更換。這種改造方式具有較大的優(yōu)勢。如其改造成本低且在較短時間內(nèi)就可以完成，但在新舊元件的通信以及兼容等方面還存在一定的問題，系統(tǒng)在運行過程中仍然存在隱患。第二，充分利用局域網(wǎng)技術(shù)可以使上位機更好地實現(xiàn)對提升機系統(tǒng)的實時監(jiān)控和分析，同時實現(xiàn)資源共享，進一步提升管理水平。還可以通過PWM整流控制技術(shù)來對電源前端實行控制，從而減少網(wǎng)側(cè)電流諧波的財時還可以有效地減少諧波污染，從而實現(xiàn)環(huán)保目標。還可以在行程監(jiān)控和安全回路上引入雙套配置從而實現(xiàn)對安全性參數(shù)的優(yōu)化，進一步提升故障診斷和記憶力，進而更快速地發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)故障的地方，使系統(tǒng)運行效率進一步增強。

3 結(jié)束語

綜上所述，提升機對煤礦的生產(chǎn)產(chǎn)出有著直接性的聯(lián)系。科學、細致、有效地對提升機電氣控制系統(tǒng)技術(shù)進行改造，可以進一步提升系統(tǒng)自動化程度，對礦井生產(chǎn)產(chǎn)出和速率也會有所提高；此外還可以有效地減少電能消耗和故障率，促進煤礦提升系統(tǒng)面向自動化和信息化發(fā)展。在對該技術(shù)進行改造時，應當充分考慮我國現(xiàn)階段的實際情況，學習和借鑒國外先進技術(shù)并不斷提升自主創(chuàng)新能力，從而為促進我國煤礦產(chǎn)業(yè)的健康、穩(wěn)定發(fā)展打下堅實基礎。

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作者簡介：

羅中緒（1989- ），男，江蘇沛縣人，本科，機電助理工程師，研究方向：礦山機電。